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INTRODUCCIÓN

En este documento se describirá el procedimiento a seguir para operar y conocer cómo actúan las protecciones del compresor centrífugo GB2401 y solucionar los problemas de este.Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado.

Toda máquina que realiza trabajo con la finalidad de mantener un fluido en movimiento

provoca el desplazamiento o el flujo del mismo; se podría ajustar al nombre de bomba o

compresor, los que suelen evaluarse por cuatro características:

1. Cantidad de fluido descargado por unidad de tiempo

2. Aumento de la presión

3. Potencia

4. Rendimiento

El efecto conseguido por la mayoría de los dispositivos de bombeo es el de aumentar la

presión del fluido, si bien algunos de ellos comunican al fluido un aumento de su energía

cinética o una elevación de su nivel geodésico.

Las bombas centrifugas en general son utilizadas para líquidos. Estas trabajan

simultáneamente con la presión atmosférica de forma que esta impulse el líquido hacia el

interior de la bomba por la depresión que tiene lugar en el centro de la misma.

Las bombas empleadas para gases y vapores suelen llamarse compresores. Mismos poseen

una tubería de succión por donde es aspirado el gas que dentro del compresor reduce su

volumen y aumenta su presión.

Puesto que los compresores son elementos esenciales de las turbinas de gas, ya que suministran el aire comprimido que se introduce a la cámara de combustión, que junto con el combustible, son elementos de un proceso de oxidación para convertir la energía calorífica en energía mecánica. Al conjunto formado por el compresor, la cámara de combustión y la turbina se le conoce como unidad turbogas (UTG)

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICATULA TEPEJI

ORGANISMO PUBLICO DESCENTRALIZADO DEL GOBIERNO DEL ESTADO DE HIDALGO

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Las UTG son utilizadas en sistemas donde la carga es constante y no fluctuante, como la generación de energía eléctrica, donde la carga del generador es constante.

Así que hoy la mayor parte de la energía eléctrica mundial se produce utilizando generadores movidos por turbinas. Los molinos de viento que producen energía eléctrica se llaman turbinas de viento. Es por eso que se han diseñado turbinas que actúan como bombas cuando funcionan a la inversa, invirtiendo el generador eléctrico para que funcione como un motor.

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OBJETIVO

Que el personal de operación y mantenimiento de la empresa conozca el funcionamiento de las protecciones del compresor centrífugo a partir de esta investigación que les servirá como capacitación y a la vez como manual para el manejo de este. Para así mantener en buenas condiciones el equipo, tanto como la producción de los hidrocarburos y así estos estén en tiempo y forma para su utilización.

Esto se lograra con base a lo estipulado anterior mente, y lo lleven a realizar en la planta Hidrodesulfuradora de Gasóleos (HDG). Razón por la que no todo el equipo de operación sabe manipular el compresor.

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JUSTIFICACIÓN

La realización de esta investigación es con el fin de dar a conocer cómo actúan las protecciones del compresor, es decir, si no se conocen ocurriría un accidente de gran magnitud, ya que el producto que se maneja es altamente peligroso. Siendo que este mismo es quien recircula los gases para la producción de los hidrocarburos, mismo que si llega a fallar detiene la producción y provoca la pérdida del producto y por consecuencia se para totalmente la planta.

Tomando en cuenta que el compresor es la parte fundamental de la planta, además de que no todo el personal de operación y mantenimiento no sabe operar el compresor, razón por la cual hay que dar a conocer cómo operan las protecciones para que así ellos puedan resolver alguna falla cuando se presente, sin necesidad de acudir con ingeniero encargado de la manipulación del compresor.

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ESTRATEGIAS

Con base al principio de operación del compresor, el operador tiene que tomar en cuenta:

El tiempo en que se va a llevar a cabo la manipulación del compresor ya que tiene que respetar los pasos para introducir este y la planta empiece a trabajar y dado que el operador es quien va a conocer el principio de operación.

El funcionamiento de las protecciones, siendo que si esto no es así se le tendrá que capacitar

Enseñarle el área de trabajo donde es manipulado el compresor para así poder concluir en tiempo y forma con base a la producción de los hidrocarburos.

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METAS

Que el personal de operación y mantenimiento conoció en esta investigación como meter a operar el compresor cuando ocurra algún incidente o estuviera fuera la planta por reparación, sin necesidad de acudir con los ingenieros encargados del compresor.

Además que conoció como actúan las protecciones para que así ellos puedan intervenir y realicen su función como operador en la planta Hidrodesulfuradora de Gasóleos (HDG). Y produzcan los hidrocarburos requeridos por la refinería.

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CAPÍTULO I

Antecedentes de la Empresa

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UBICACIÓN

La Refinería "Miguel Hidalgo" se encuentra localizada en los municipios de Tula de Allende y Atitalaquia en el estado de Hidalgo, a 82 kilómetros al norte de la Ciudad de México.

La Refinería "Miguel Hidalgo" nace con una tecnología de punta. Fue la primera planeada en forma integral con plantas de proceso de hidrocarburos de alta capacidad. Como parte de esta planeación integral se construyó la Refinería en varias etapas.

ETAPAS

La primera etapa se inauguró el 18 de Marzo de 1976 con la puesta en operación de la planta Combinada No 1 con una capacidad nominal de 150,000 BPD (actual de 160,000 bpd). En noviembre del mismo año se puso en funcionamiento la planta de Desintegración Catalítica No. 1, para obtener compuestos de mayor valor en el mercado a partir de los gasóleos de vacío.

En julio de 1977 arranca la planta Hidrodesulfuradora No. 1 con una unidad de hidrodesulfuración de naftas y dos unidades hidrodesulfuradoras de destilados intermedios y para octubre inicia la operación de la planta Reductora de Viscosidad con una capacidad nominal de 41,000 BPD, dos trenes de recuperación de azufre, un área de Fuerza y Servicios Auxiliares con dos turbogeneradores de 25 megawatts-hora por día, un sector de Bombeo y Almacenamiento con una capacidad total de almacenamiento de 5´935,000 barriles y, acorde a las políticas de protección del medio ambiente de nuestra empresa, se pone en marcha el Sector de Tratamiento de Efluentes.

En noviembre de 1987 inicio la segunda etapa con la operación de las plantas de Destilación Atmosférica No. 2 y Vacío No. 2; además se amplió el sector de Bombeo y Almacenamiento en más del 52% alcanzando una capacidad máxima de 12, 475,000

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barriles. También se amplía la capacidad del sector de Fuerza y Servicios Auxiliares hasta 1,000 ton/d de generación de vapor y 82 megawatts-hora por día de energía eléctrica.

En agosto de 1993 se instalaron las plantas Hidrodesulfuradora No. 2 contando con una unidad de hidrodesulfuración de Naftas y dos hidrodesulfuradoras de Destilados Intermedios, en conjunto con dos trenes de Recuperación de azufre.

Inicia en 1994, operaciones la planta de Desintegración Catalítica No. 2 para que, por medio de calor y catalizador, se desintegren los gasóleos de vacío en compuestos de menor peso molecular. En 1996 se incorporan, como parte del paquete ecológico. Las plantas de Metil Terbutíl Eter (MTBE), Teramil Metil Eter (TAME), la planta de Alquilación, de Isómeros de Pentanos y Hexano, la H-OIL y la de Diesel Profundo (HDD) que contribuyen a obtener una gasolina de alta calidad. Con objeto de satisfacer la demanda de asfalto AC-20 que tiene la Secretaría de Comunicaciones, se inauguró la planta de Mezclado y Llenado de Asfaltos.

Es así como la Refinería de Tula ha logrado convertirse en la más importante del país por su capacidad instalada y la porción del mercado que controla. Aunado a lo anterior, el área de influencia abarca: la zona metropolitana y los estados de: México, Hidalgo, Morelos y parte de Guanajuato.

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MISIÓN

Petróleos Mexicanos es un organismo descentralizado que opera en forma integrada, con la finalidad de llevar a cabo la exploración y explotación del petróleo y demás actividades estratégicas que constituyen la industria petrolera nacional, maximizando para el país el valor económico de largo plazo de los hidrocarburos, satisfaciendo con calidad las necesidades de sus clientes nacionales e internacionales, en armonía con la comunidad y el medio ambiente.

VISIÓN

Ser una empresa pública, proveedora de energía, sustentable, preferida por los clientes, reconocida nacional e internacionalmente por su excelencia operativa, transparencia, rendición de cuentas y la calidad de su gente y productos, con presencia y liderazgo en los mercados en los que participa.

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Capítulo I

Marco Teórico

El Compresor

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¿Qué es un compresor?

Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de

gases y vapores. La presión del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del mismo

durante su paso a través del compresor. Comparados con turbo soplantes y ventiladores

centrífugos o de circulación axial, en cuanto a la presión de salida, los compresores se

clasifican generalmente como maquinas de alta presión, mientras que los ventiladores y los

soplantes se consideran de baja presión.

Los compresores se emplean para aumentar la presión de una gran variedad de gases y

vapores para un gran número de aplicaciones. Un caso común es el compresor de aire, que

suministra aire a elevada presión para transporte, pintura pistola, inflamiento de

neumáticos, limpieza, herramientas neumáticas y perforadoras. Otro es el compresor de

refrigeración, empleado para comprimir el gas del vaporizador. Otras aplicaciones abarcan

procesos químicos, conducción de gases, turbinas de gas y construcción.

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Descripción del Compresor

El compresor centrífugo es una turbo máquina que consiste en un rotor que gira dentro de una carcasa provista de aberturas para el ingreso y egreso del fluido. El rotor es el elemento que convierte la energía mecánica del eje en cantidad de movimiento y por tanto energía cinética del fluido. En la carcasa se encuentra incorporado el elemento que convierte la EC en energía potencial de presión (el difusor) completando así la escala de conversión de energía. El difusor puede ser del tipo de paletas sustancialmente radiales, o de caracol. Las Figuras 3.1 y 3.2 ilustran un compresor radial con ambos tipos de difusores:

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Estructura del compresor

Los elementos principales de esta estructura son: motor, cuerpo, tapas, enfriador y árboles.

El cuerpo y las tapas del compresor se enfrían por el agua. Los elementos constructivos

tienen ciertas particularidades. Para disminuir las pérdidas de energía de la fricción

mecánica de los extremos de las placas contra el cuerpo en este se colocan dos anillos de

descarga que giran libremente en el cuerpo. A la superficie exterior de estos se envía

lubricación. Al girar el motor los extremos de las placas se apoyan en el anillo de descarga

y se deslizan parcialmente por la superficie interior de estos; los anillos de descarga giran

simultáneamente en el cuerpo.

Al fin de disminuir las fuerzas de fricción en las ranuras las placas se colocan no

radicalmente sino desviándolas hacia adelante en dirección de la rotación. El ángulo de

desviación constituye 7 a 10 grados. En este caso la dirección de la fuerza que actúa sobre

las placas por lado del cuerpo y los anillos de descarga se aproxima a la dirección de

desplazamiento de la placa en la ranura y la fuerza de fricción disminuye.

Para disminuir las fugas de gas a través de los huelgos axiales, en el buje del motor se

colocan anillos de empacadura apretados con resortes contra las superficies de las tapas.

Por el lado de salida del árbol a través de la tapa, se ha colocado una junta de prensaestopas

con dispositivos tensor de resortes.

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Clasificación de los compresores

Al clasificarse según el indicio constructivo los compresores volumétricos se subdividen en

los de émbolo y motor, mientras que los de paletas en centrífugos y axiales. Es posible la

división de los compresores en grupos de acuerdo con el género de gas que se desplaza, del

tipo de transmisión y de la destinación del compresor. Estos se pueden clasificar en dos

grupos:

Compresores de desplazamiento positivo

Compresor alternativo o de embolo

Compresores de desplazamiento no positivo

Compresor Centrifugo

Compresor Axial

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Compresor de Embolo oscilante

Compresor de Membrana

Compresor Embolo rotativo

Compresor Rotatorio

Compresor Soplante



Descripción de compresores de desplazamiento positivo

Compresores alternativos o de émbolo

El compresor de embolo, de vaivén o de movimiento alternativo, es una máquina de

desplazamiento positivo que aumenta la presión de un volumen determinado de gas

mediante la reducción de su volumen inicial. La compresión se verifica por el movimiento

de vaivén de un embolo encerrado en un cilindro. Generalmente, el cilindro es de doble

efecto y esta accionado por un mecanismo de biela y manivela. La compresión tiene lugar

en ambos extremos del cilindro, el cual suele llevar una camisa de agua para disparar el

calor engendrado por la fricción de los anillos del embolo y por la empaquetadura del

vástago y parte del calor de compresión. La salida del vástago en el cilindro se cierra con

una empaquetadura sin escapes. Se regula la oportuna salida y entrada del gas en el cilindro

mediante válvulas que se abren según cambia la presión diferencial entre el interior del

cilindro y el sistema gaseoso.

El proceso de compresión puede verificarse en una sola etapa termodinámica (compresión

de una fase) o dividirse en varias etapas con enfriamiento intermedio del gas (compresión

de varias etapas o multigradual). La compresión multigradual requiere una maquina más

costosa que la compresión unifase, pero se utiliza con más frecuencia por varias razones:

menor consumo de energía, menor elevación de temperatura del gas dentro del cilindro y

menor diámetro del cilindro.

Los compresores que se utilizan más comúnmente para comprimir gases tienen una cruceta

a la que se conectan la biela y fleca del pistón. Esto proporciona un movimiento en línea

recta para la flecha del pistón y permite que se utilice un embalaje simple. Al igual que se

utilizan pistones de acción simple o doble, dependiendo del tamaño de la maquina y el

numero de etapas. En alguna maquinas, se usan pistones de acción doble, en la primera

etapa y de acción simple, en las posteriores.

En las maquinas de etapas múltiples, hay enfriadores intermedios entre capa una de estas.

Esos intercambiadores de calor eliminan el calor de la compresión del gas y reducen su

temperatura a aproximadamente la que existe a la entrada del compresor. Ese enfriamiento

reduce el volumen de gas que va a los cilindros a alta presión, hace disminuir la energía

necesaria para la compresión y, a presiones elevadas, mantiene la temperatura dentro de

límites de operación seguros.

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Los compresores con cilindro horizontales son los que más se utilizan, por su capacidad de

acceso. Sin embargo, se construyen también maquinas con cilindros verticales y otras

disposiciones, tales como las de ángulo recto (uno horizontal y el otro vertical) y en ángulo

en V. Los compresores alternativos, pueden ser del tipo lubricado o sin lubricar.

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Tipos de compresores Alternativos o de Émbolo

1. Compresor de émbolo oscilante

Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a

baja, media o alta presión.

Para obtener el aire a presiones elevadas, es necesario disponer varias etapas compresoras.

El aire aspirado se somete a una compresión previa por el primer émbolo, seguidamente se

refrigera, para luego ser comprimido por el siguiente émbolo. El volumen de la segunda

cámara de compresión es, en conformidad con la relación, más pequeño. Durante el trabajo

de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema

refrigeración.

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2. Compresor de membrana

Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con

las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite.

Estos, compresores se emplean con preferencia en las industrias alimenticias farmacéuticas

y químicas.

3. Compresor de émbolo rotativo

Consiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es

comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético.

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4. Compresores rotatorios

Se denominan compresores rotatorios a aquellos grupos que producen aire comprimido por

un sistema rotatorio y continuo, es decir, que empujan el aire desde la aspiración hacia la

salida, comprimiéndolo.

Se distinguen los siguientes tipos

4.1 Compresores de tornillo

Esencialmente se componen de un par de motores que tienen lóbulos helicoidales de

engrane constante.

La compresión por motores paralelos puede producirse también en el sentido axial con el

uso de lóbulos en espira a la manera de un tornillo sin fin. Acoplando dos motores de este

tipo, uno convexo y otro cóncavo, y haciéndolos girar en sentidos opuestos se logra

desplazar el gas, paralelamente a los dos ejes, entre los lóbulos y la carcasa.

Las revoluciones sucesivas de los lóbulos reducen progresivamente el volumen de gas

atrapado y por consiguiente su presión, el gas así comprimido es forzado axialmente por la

rotación de los lóbulos helicoidales hasta la 1ª descarga.

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4.2 Compresores de paletas deslizantes

El motor es excéntrico en relación a la carcasa o el cilindro, y lleva una serie de aletas que

se ajustan contra las paredes de la carcasa debido a la fuerza centrífuga.

Este tipo de compresores consiste básicamente de una cavidad cilíndrica dentro de la cual

está ubicado en forma excéntrica un motor con ranuras profundas, unas paletas

rectangulares se deslizan libremente dentro de las ranuras de forma que al girar el motor la

fuerza centrifuga empuja las paletas contra la pared del cilindro. El gas al entrar, es

atrapado en los espacios que forman las paletas y la pared de la cavidad cilíndrica es

comprimida al disminuir el volumen de estos espacios durante la rotación.

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5. Compresores soplantes

Se conocen como compresores de doble motor o de doble impulsor aquellos que trabajan

con dos motores acoplados, montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de

compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el compresor de lóbulos mayor

conocida como "Roots", de gran ampliación como alimentador de los motores diesel o

compresores de gases a presión moderada. Los motores, por lo general, de dos o tres

lóbulos están conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra al soplador queda

atrapado entre los lóbulos y la carcasa; con el movimiento de los motores de la máquina,

por donde sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego existente entre los lóbulos

que se desplazan por el lado interno.

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Descripción de compresores de desplazamiento no positivo

Compresores centrífugos

El principio de funcionamiento de un compresor centrífugo es el mismo que el de una

bomba centrífuga, su diferencia principal es que el aire o el gas manejado en un compresor

son compresibles, mientras que los líquidos con los que trabaja una bomba, son

prácticamente incompresibles. Los compresores centrífugos pueden desarrollar una presión

en su interior, que depende de la naturaleza y las condiciones del gas que manejan y es

virtualmente independiente de la carga del procesamiento. Las condiciones que es preciso

tomar en cuenta son:

1. La presión barométrica más baja.

2. La presión de admisión más baja.

3. La temperatura máxima de admisión.

4. La razón más alta de calores específicos.

5. La menor densidad relativa.

6. El volumen máximo de admisión.

7. La presión máxima de descarga.

La mayoría de los compresores centrífugos funcionan a velocidades de 3.500 RPM

(revoluciones por minuto) o superiores y uno de los factores limitantes es el de la fatiga del

impulsor. Los impulsores de los compresores centrífugos son por lo común motores

eléctricos o turbinas de vapor o gas, con o sin engranajes de aumento de velocidad.

En un compresor, como en una bomba centrífuga, la carga es independiente del fluido que

se maneje.

Los compresores centrífugos constan esencialmente de: caja, volutas, impulsores, cojinete

y un sistema de lubricación en un eje.

Las volutas convierten la energía cinética del gas desarrollada por los impulsores en energía

potencial o presión. La caja es la cubierta en que van ajustadas las volutas y está proyectada

para la presión a la que se ha de comprimir el gas.

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La caja se construye adaptándola a la aplicación particular y puede ser de hierro colado, a

cero estructural o fundición de acero.

La compresión de un gas en un compresor centrífugo requiere con frecuencia un medio de

ocluir el gas para evitar su fuga a la atmósfera o su contaminación. Existen varios tipos de

oclusores:

1. El de cierre mecánico con anillo de carbón.

2. El gas inerte.

3. El directo de aceite en el cojinete del compresor y los de gasto de aceite.

Todos están diseñados principalmente como cierre de funcionamiento y no de paro.

Los compresores centrífugos se utilizan para una gran variedad de servicios, incluyendo

1. Enfriamiento y desecación.

2. Suministro de aire de combustión a hornos y calderas.

3. Sopladores de altos hornos, cúpulas y convertidores.

4. Transporte de materiales sólidos.

5. Procesos de flotación.

6. Por agitación y aeración, por ventilación.

7. Como eliminadores y para comprimir gases o vapor.

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1 Turbina del Compresor

2 Entrada de gas (aire)

3 Mezcla comprimida que va hacia los cilindros

4 Eje o flecha, o que debe mantenerse lubricado; con aceite que le llega del motor

5 Cubierta de la turbina

6 Turbina el cargador

7 Salida de gases, hacia el sistema exterior

8 Cubierta del compresor

9 Rodaje balero o cojinete

10 Soporte del compresor

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Compresor Axial

El compresor axial se desarrollo para utilizarse con turbinas de gas y posee diversas

ventajas para servicios en motores de reacción de la aviación. Su aceptación por la industria

para instalaciones estacionarias fue lenta; pero se construyeron varias unidades de gran

capacidad para altos hornos, elevadores de la presión de gas y servicios en túneles

aerodinámicos.

En los compresores de este tipo, la corriente de aire fluye en dirección axial, a través de una

serie de paletas giratorias de un motor y de los fijos de un estator, que están concéntricos

respecto al eje de rotación. A diferencia de la turbina, que también emplea las paletas de un

motor y los de un estator, el recorrido de la corriente de un compresor axial va

disminuyendo de área de su sección transversal, en la dirección de la corriente en

proporción a la reducción de volumen del aire según progresa la compresión de escalón a

escalón.

Una vez suministrado el aire al compresor por el conducto de admisión, pasa la corriente a

través de un juego de paletas directores de entrada, que preparan la corriente para el primer

escalón del compresor. Al entrar en el grupo de paletas giratorios, la corriente de aire, que

tiene una dirección general axial se defecta en la dirección de la rotación. Este cambio de

dirección de la corriente viene acompañado de una disminución de la velocidad, con la

consiguiente elevación de presión por efecto de difusión. Al pasar la corriente a través del

otro grupo de paletas del estator lo para y la endereza, después de lo cual es recogida por

el escalón siguiente de paletas rotatorios, donde continúa el proceso de presurización.

Un compresor axial simple puede estar constituido teóricamente por varias etapas según sea

necesario, pero esto puede producir que a determinadas velocidades las últimas etapas

funcionen con bajo rendimiento y las primeras etapas trabajen sobrecargadas. Esto puede

ser corregido ya sea con extracción de aire entre etapas o se puede conseguir mucha mayor

flexibilidad y rendimiento partiendo el compresor en dos sistemas rotatorios completamente

independientes mecánicamente, cada uno arrastrado por su propia turbina. El compresor de

alta tiene paletas más cortas que el de baja y es más ligero de peso. Puesto que el trabajo de

compresión de compresor de alta trabaja a mayor temperatura que el de baja se podrán

conseguir velocidades más altas antes de que las puntas de las paletas alcancen su número

de Mach límite, ya que la velocidad del sonido aumento a mayor temperatura. Por

consiguiente el compresor de alta podrá rodar a mayor velocidad que el de baja.

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El aire al salir del compresor pasa a través de un difusor que lo prepara para entrar a la

cámara de combustión.

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Lubricación de compresores

Para la lubricación de los compresores se emplean los mismos métodos que para las máquinas de vapor, salvo las altas exigencias de los aceites de engrase a causa del gran calor radiado por los cilindros de vapor.

Para el engrase de los cilindros, como para las máquinas de vapor, se emplean bombas de

émbolo buzo de funcionamiento obligado por la transmisión.

Aún con altas presiones de gas deben procurarse aceites de poca viscosidad. Un aceite

viscoso exige una potencia innecesariamente grande y hace que las válvulas tengan más

tendencia a pegarse y romperse. Para muy altas presiones, se emplean, sin embargo,

algunas veces los aceites viscosos para mejora la hermeticidad, aunque la temperatura del

gas sea más baja. A ser posible se utiliza el aceite para el engrase del cilindro y de la

transmisión, pues ello facilita la recuperación y nuevo empleo del aceite.

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Ventajas y desventajas de los compresores

I. Compresores Alternativos

El uso de lubricantes en los compresores alternativos el causante de sus principales ventajas

y desventajas.

Un compresor lubricado durara más que uno que no lo está. Hay que tener cuidado de no

lubricar en exceso, porque la carbonización del aceite en las válvulas puede ocasionar

adherencias y sobrecalentamiento. Además, los tubos de descarga saturados con aceite son

un riesgo potencial de incendio, por lo que se debe colocar corriente bajo un separador para

eliminar el aceite. Los problemas más grandes en los compresores con cilindro lubricado

son la suciedad y la humedad, pues destruyen la película de aceite dentro del cilindro.

En los compresores sin lubricación la suciedad suele ser los problemas más serios, y hay

otros problemas que puede ocasionar el gas en sí. Por ejemplo, un gas absolutamente seco

puede ocasionar un severo desgaste de los anillos.

II. Compresores Rotatorios

El diseño de anillo de agua tiene la ventaja de que el gas no hace contacto con las partes

rotatorias metálicas. Los aspectos críticos son la presión de vapor del gas de entrada,

comparada con la presión de vapor del líquido que forma el anillo de agua y el aumento de

temperatura en el mismo. La presión de vapor del fluido para sellos debe ser muy inferior al

punto de ebullición, porque de otra forma se evaporara el anillo de agua, ocasionara pérdida

de capacidad y quizás serios daños por sobrecalentamiento.

III. Compresores Centrífugos

Ventajas:

1. En el intervalo de 2.000 a 200.000 ft3/min., y según sea la relación de presión, este

compresor es económico porque se puede instalar en una sola unidad.

2. Ofrece una variación bastante amplia en el flujo con un cambio pequeño en la carga.

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3. La ausencia de piezas rasantes en la corriente de compresión permite trabajar un

largo tiempo entre intervalos de mantenimiento, siempre y cuando los sistemas

auxiliares de aceites lubricantes y aceites de sellos estén correctos.

4. Se pueden obtener grandes volúmenes en un lugar de tamaño pequeño. Esto puede

ser una ventaja cuando el terreno es muy costoso.

5. Su característica es un flujo suave y libre de pulsaciones.

Desventajas:

1. Los compresores centrífugos son sensibles al peso molecular del gas que se

comprime. Los cambios imprevistos en el peso molecular pueden hacer que las

presiones de descarga sean muy altas o muy bajas.

2. Se necesitan velocidades muy altas en las puntas para producir la presión. Con la

tendencia a reducir el tamaño y a aumentar el flujo, hay que tener mucho más

cuidado al balancear los motores y con los materiales empleados en componentes

sometidos a grandes esfuerzos.

3. Un aumento pequeño en la caída de presión en el sistema de proceso puede

ocasionar reducciones muy grandes en el volumen del compresor.

4. Se requiere un complicado sistema para aceite lubricante y aceite para sellos.

IV. Compresores Axiales

La alta eficiencia y la capacidad más elevada son las únicas ventajas importantes que tienen

los compresores de flujo axial sobre las maquinas centrífugas, para las instalaciones

estacionarias. Su tamaño y su peso menores no tienen mucha valor, tomando en cuenta,

sobre todo, el hecho de que los precios son comparables a los de las maquinas centrífugas

diseñadas para las mismas condiciones. Las desventajas incluyen una gama operacional

limitada, mayor vulnerabilidad a la corrosión y la erosión y propensión a las deposiciones.

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La Turbina de Vapor

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¿Qué es una turbina?

Motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas. El elemento básico de una turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices cuchillas o cubos colocados alrededor de su circunferencia de tal forma que el fluido en movimiento produce una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar. Esta energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento de una maquina, un compresor, un generador eléctrico o una hélice. Las turbinas se clasifican en turbinas hidráulicas o de agua, turbinas de vapor o de combustión.

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Antecedentes de la turbina de vapor

El ingeniero sueco Carl Gustaf de Laval se le considera el inventor de la turbina de vapor, si bien en el desarrollo de este mecanismo intervinieron otros inventores notables.

El éxito obtenido con las turbinas de agua condujo a utilizar el principio de la turbina para extraer energía del vapor de agua. Mientras que la máquina de vapor de vaivén desarrollada por el ingeniero escoses James Watt utilizaba la presión del vapor, la turbina consigue mejores rendimientos al utilizar también la energía cinética de este.

La turbina puede ser más pequeña, más ligera y más barata que una máquina de vapor de vaivén de la misma potencia, y puede ser de un tamaño mucho mayor que las maquinas de vapor convencionales. Desde el punto de vista de la mecánica, tiene la ventaja de producir directamente un movimiento giratorio sin necesidad de una manivela o algún otro medio de convertir la energía de vaivén en energía rotatoria. Como resultado de ello, la turbina de vapor a remplazado a las maquinas de vaivén en las centrales generadoras de energía eléctrica, y también se utiliza como una forma de propulsión a chorro.

Las turbinas de vapor se utilizan en la generación de energía eléctrica de origen nuclear y en la propulsión de los buques con energía nuclear. En las aplicaciones de cogeneración que requieren tanto calor (el utilizado en un proceso industrial) como electricidad, se genera vapor a altas presiones en una caldera y se extrae desde la turbina a la temperatura y la presión que necesita el proceso industrial. Las turbinas de vapor se pueden utilizar en ciclos (escalones) combinados con un generador de vapor que recupera el calor que se perdería. Las unidades industriales se utilizan para poner en movimiento maquinas, bombas, compresores y generadores eléctricos. Y la potencia que se obtiene puede ser de hasta 1300MW.

La turbina de vapor no fue inventada por una única persona, sino que fue el resultado del trabajo de un grupo de inventores a finales del siglo XIX.

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Funcionamiento de la turbina de vapor

El funcionamiento de la turbina de vapor se basa en el principio termodinámico que expresa que cuando el vapor se expande disminuye su temperatura y se reduce su energía interna. Esta reducción de la energía se transforma en energía mecánica por la aceleración de las partículas de vapor, lo que permite disponer directamente de una gran cantidad de energía. Cuando el vapor se expande, la reducción de su energía interna en 400 calorías puede producir un aumento de la velocidad de las partículas a unos 2900km/h. A estas velocidades la energía disponible es muy elevada, a pesar de que las partículas son extremadamente ligeras.

Si bien están diseñadas de dos formas diferentes, las partes fundamentales de las turbinas de vapor son similares. Consisten en boquillas o chorros a través de los que pasa el vapor en expansión, descendiendo de la temperatura y ganando energía cinética, y palas sobre las que actúa la presión de las partículas de vapor a alta velocidad. La disposición de los chorros y las palas depende del tipo de la turbina.

Además estos dos componentes básicos, las turbinas cuentan con ruedas o tambores sobre los que están montadas las palas, un eje para las ruedas o los tambores, una carcasa exterior que detiene el vapor dentro de la zona de la turbina, y varios dispositivos de lubricación y controladores.

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Tipos de turbina de vapor

Turbina de acción

En la que lo chorros de la turbina están sujetos a un punto dentro de la carcasa de la turbina y las palas están dispuestas en los bordes de ruedas que giran alrededor de un eje central. El vapor pasa a través de las boquillas y alcanza las palas. Están absorben una parte de la energía cinética del vapor de expansión, lo que hace girar a la rueda y con ella el eje al que está unida. La turbina está diseñada de forma que el vapor entra por un extremo de la misma se expande a través de una serie de boquillas hasta que ha perdido la mayor parte de su energía interna.

Turbina de reacción

En esta la energía mecánica se obtiene de la aceleración del vapor en la expansión. Las turbinas de este tipo cuentan con dos grupos de palas, unas móviles y otras fijas. Las palas están colocadas de forma que cada par actúa como una boquilla a través de la cual pasa el vapor mientras se expande. Las palas de la turbina de reacción suelen montarse en un tambor en el lugar de la rueda. El tambor actúa como eje de la turbina.

Las turbinas más grandes, que normalmente son las de acción, emplean hasta cierto grado de la reacción al principio del recorrido del vapor para que el flujo de vapor se eficaz. Muchas de las turbinas de reacción primero utilizan un escalón de control de acción, lo que reduce el número de escalones necesarios.

A causa del aumento de volumen de vapor cuando se expande es necesario aumentar en cada escalón el tamaño de las aberturas a través de las cuales pasa el vapor.

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Turbina industrial

Puede ser prácticamente cónica, con el diámetro más pequeño en el extremo de la entrada, de mayor presión y el diámetro mayor extremo de la salida. Las grandes turbinas de una central eléctrica nuclear pueden tener cuatro rotores con una sección de alta presión con flujo doble, seguida de tres secciones de baja presión y flujo doble.

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Turbina de vapor

Son maquinas más simples que tiene prácticamente una sola parte móvil, el rotor. Sin embargo, requieren algunos componentes auxiliares para funcionar: cojinetes de contacto plano para sostener el eje, cojinetes de empuje para mantener la posición axial del eje, un sistema de lubricación de los cojinetes y un sistema de estanqueidad que impide que el vapor salga de la turbina y que el aire entre en ella. La velocidad de la rotación se contrala con las válvulas en la admisión de vapor de la maquina. La caída de presión en las palas además produce una fuerza axial considerable en las palas móviles, lo que suele compensar con un pistón de equilibrado, que crea a su vez un empuje en sentido opuesto al vapor.

La eficiencia de expansión de las turbinas modernas de varios escalones es alta, dado el avanzado estado de desarrollo de los componentes utilizados en las turbinas y la posibilidad de recuperar las pérdidas de un escalón en los siguientes, con un sistema de recalentamiento. El rendimiento que se obtiene al transformar el movimiento la energía teóricamente disponible suele superar el 90%. La eficiencia termodinámica de una instalación de generación con vapor es mucho menor, dada la perdida de energía del vapor.

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Partes de la Turbina

Rotor

Es todo el conjunto de elementos de la turbina que gira por delante y fuera de la góndola. El rotor convierte la energía del viento en rotación y, por lo tanto, es el motor.

Carcasa

Contiene dos cojinetes planos, juntas de tipo segmento y un manguito de separación. Posee también conductos para el suministro y vaciado del aceite que entra y sale de la carcasa.

Diafragmas

Se describe un sello del diafragma de una turbina constituido de varias láminas instaladas y recalcadas en el diámetro interior del buje con brida, de rigidez adecuada, la cual se encuentra centrada sobre el diámetro interior aumentado del diafragma y sujeta con el diafragma por medio de los tornillos colocados en los barrenos fabricados en la brida del buje, en cual las láminas del sello y el diafragma están rodeando el elemento rotativo (rotor)

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manteniendo un claro radial con relación a éste. La distancia de la última lámina del sello (más cercana al disco del rotor), de acuerdo a la trayectoria del flujo y con relación a la cara del disco, presenta un incremento comparándola con los diseños de sellos existentes, por lo menos 3.5 veces mayor que la distancia entre la cara del disco y la cara del diafragma más cercana al disco. Con estas modificaciones propuestas se desea reducir la velocidad del flujo de vapor con partículas sólidas saliente del sello, así como su energía de impacto al disco, obteniendo como resultado una disminución de la razón de erosión y cavitación sobre la superficie del disco del rotor. Junto con la lámina más cercana al disco se encuentran desplazadas (alejado del disco) el resto de las láminas del sello y los dientes de laberinto del rotor correspondientes.

Sellos de laberinto

Se refiere a la mejora en forma de panal, ranurado, para una turbina de vapor, caracterizadas en que el sello incluye una base; una pluralidad de hileras de celdas de panal que se extienden radiales hacia adentro desde la base, de modo que cada celda esté abierta en un punto adyacente a un aspa rotatoria de la turbina de vapor; una pluralidad de conductos formados de modo que cada celda esté conectada, cuando menos, un conducto abra corriente arriba de las hileras de las celdas de panal y, cuando menos, un conducto esté abierto corriente abajo de las hileras de celdas de panal, para permitir que el vapor circule por los conductos de panal, para permitir que el vapor circule por los conductos y las celdas desde el lado de corriente arriba hasta el lado de corriente abajo del sello del laberinto en forma de panal.

Rodamientos

Es el conjunto de esferas que se encuentran unidas por un anillo interior y uno exterior, el rodamiento produce movimiento al objeto que se coloque sobre este y se mueve sobre el cual se apoya.Los rodamientos se denominan también cojinetes no hidrodinámicos. Teóricamente, estos cojinetes no necesitan lubricación, ya que las bolas o rodillos ruedan sin deslizamiento dentro de una pista. Sin embargo, como la velocidad de giro del eje no es nunca exactamente constante, las pequeñas aceleraciones producidas por las fluctuaciones de velocidad producen un deslizamiento relativo entre bola y pista. Este deslizamiento genera calor. Para disminuir esta fricción se lubrica el rodamiento creando una película de lubricante entre las bolas y la pista de rodadura.

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http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml

http://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICO

http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml

Las bolas, en su trayectoria circular, están sometidas alternativamente a cargas y descargas, lo que produce deformaciones alternantes, que a su vez provocan un calor de histéresis que habrá que eliminar. Dependiendo de estas cargas, el cojinete se lubricará simplemente por grasa o por baño de aceite, que tiene mayor capacidad de disipación de calor.

Para que una turbina funcione correctamente, la flecha debe girar con un mínimo de fricción, o sea, que la resistencia de la rotación de esta debe ser lo más pequeña posible, por otro lado el rotor debe mantener su posición mientras gira, es decir, que la flecha no debe de estar libre para moverse en cualquiera de sus direcciones. Siendo que una flecha se puede mover en tres direcciones:

Rotación Movimiento axial Movimiento radial.

Chumaceras

Dentro de los pedestales se encuentra una estructura, servida como apoyo del rotor, esta se llama chumacera. La chumacera es una pieza de acero o de hierro fundido formada por dos mitades unidas entre sí con tornillos guías. La chumacera en su superficie cilíndrica interior, posee un revestimiento de metal antifricción (Babbit), para disminuir la fuerza de fricción entre el eje y la chumacera.Por su forma exterior las chumaceras se diseñan de dos formas, cilíndricas o esférica, este último diseño permite un auto ajuste pequeño a la línea de flexión del rotor.Para contrarrestar los grandes esfuerzos axiales provocados por el flujo del vapor, se construyen las chumaceras de empuje. Ellas son diseñadas de varias formas, las de uso más generalizados, es la de disco insertado o forjado en el rotor que están en contacto con los tacones de empuje. Estos tacones de empuje son segmentos distribuidos radialmente y recubiertos con metal Babbit. Las chumaceras de empuje pueden ser combinadas o simplemente de empuje, las combinadas realizan la doble función de apoyo y de empuje, las simples realizan solamente la función de empuje.

Gobernador

Es el encargado de regular automáticamente la velocidad de turbina admitiendo o cerrando vapor a la sección de las toberas. Así que el vapor de entrada a las cámaras de vapor a través de la válvula del gobernador y es dirigido hacia los alabes por medio de las toberas. Cuando se reduce la carga en la turbina se necesita menos vapor para mantener su

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http://www.monografias.com/trabajos35/obtencion-aceite/obtencion-aceite.shtml

velocidad por la tanto, la válvula del gobernador cierra, bajando por consiguiente la presión la cámara de vapor.

Para tener la en optimas condiciones, se debe de mantener la máxima presión en la cámara de vapor; cualquier presión inferior producirá una menor eficiencia en la turbina. Cuando la turbina utilice menos energía térmica o descargue más energía térmica, su eficiencia disminuirá.

Sistema de lubricación

El sistema de lubricación debe ser presurizado y debe cumplir completamente con los requerimientos de la norma internacional ISO 10438. Por lo que debe estar compuesto por: dos bombas de lubricación del 100 por ciento de la capacidad (una en operación y otra de relevo), una turbina de vapor y un motor eléctrico para accionar las bombas (si no se especifica otra cosa), filtros dúplex, dos enfriadores y un tanque acumulador, estos equipos deben ir montados en el patín del sistema de lubricación.En el sistema de lubricación, el aceite es inyectado a las chumaceras, bajo presión, si esta presión disminuye las chumaceras no reciben aceite y se destruyen.

Es entonces que una turbina equipada con gobernador de relevador de aceite, debe tener un buen suministro de aceite limpio a presión para la lubricación de chumaceras y para el sistema hidráulico del gobernador.

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Variables de control

En instrumentación y control, se emplea un sistema especial de símbolos con el objeto de transmitir de una forma más fácil y específica la información. Esto es indispensable en el diseño, selección, operación y mantenimiento de los sistemas de control.

En todos estos procesos es absolutamente necesario medir, regular, controlar y mantener constantes algunas magnitudes (variables), tales como la presión, el caudal, el nivel, la temperatura, el PH, la conductividad, la velocidad, etc. Los instrumentos de medición y control permiten la regulación y el control de estas constantes en condiciones más idóneas que el propio operador podría realizar.

Así pues un proceso es el conjunto de operaciones que se llevan a cabo dentro de un equipo, por medio del mismo equipo, sin considerar a la instrumentación que es la que hace el control o protección. Mientras que la variable de proceso: Es una condición o característica propia del mismo proceso es decir nos permite conocer en qué condiciones se encuentra el proceso.

Presión: Es toda fuerza que se ejerce sobre un área o superficie determinada y sus principales unidades de medición son: Kg/cm2, psi (libras por pulgada cuadrada, bar, atmósferas. Etc.

El control de la presión en los procesos industriales da condiciones de operación seguras. Cualquier recipiente o tubería posee cierta presión máxima de operación y de seguridad variando este, de acuerdo con el material y la construcción. Las presiones excesivas no solo pueden provocar la destrucción del equipo, si no también puede provocar la destrucción del equipo adyacente y ponen al personal en situaciones peligrosas, particularmente cuando están implícitas, fluidos inflamables o corrosivos. Para tales aplicaciones, las lecturas absolutas de gran precisión con frecuencia son tan importantes como lo es la seguridad extrema.

Por otro lado, la presión puede llegar a tener efectos directos o indirectos en el valor de las variables del proceso (como la composición de una mezcla en el proceso de destilación). En tales casos, su valor absoluto medio o controlado con precisión de gran importancia ya que afectaría la pureza de los productos poniéndolos fuera de especificación.

Temperatura: Es el grado de agitación molecular de los cuerpos, o El grado relativo de frío o calor que tiene un cuerpo.

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Efectos producidos por la temperatura.

Aumento de las dimensiones (Dilatación). Aumento de presión o volumen constante. Aumento de la resistencia. Aumento en radiación superficial. Cambio de estado sólido a líquido. Cambio de calor.

Así que al observar cada una de las propiedades en los materiales podemos medir la temperatura observando los efectos de los cuerpos.Todos los instrumentos de medición de temperatura cualquiera que fuese su naturaleza dan la misma lectura en cero por ciento (0%) y 100%, si se calibra adecuadamente, pero en otros puntos generalmente la lectura no corresponderá porque las propiedades de expansión de los líquidos varían, en este caso se hace una elección arbitraria y, para muchos fines será totalmente satisfactoria, sin embargo es posible definir una escala de temperatura de un gas ideal como base suprema de todo trabajo científico.Sus unidades de medición más importantes son: Grados Centígrados (ºC) y Grados Fahrenheit (ºF).

°C = °F - 32 / 1.8 °F = °C x 1.8 + 32

Flujo: En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales, las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición del flujo de líquidos o gases. Es la cantidad total de fluido que pasa por un conducto en un tiempo determinado y sus unidades principales de medición son: Galones por segundo (GPS), Galones por minuto (GPM), Barriles por día (BPD), Centímetros cúbicos por segundo (cm3s), Etc.

El medidor diferencial de presión se identifica, por la característica de su elemento primario, crea una diferencia o caída de presión que depende de la velocidad y densidad del fluido. Esta diferencia es medida por un segundo elemento, llamado secundario.

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Nivel: .- Es la altura de la superficie de un material contenido en un recipiente con respecto a un plano de referencia. Es una variable importante para las industrias y en otras es indispensable, tales como la del petróleo, por mencionar. Los instrumentos para la medición de nivel varían en complejidad de acuerdo con la aplicación y su dificultad.

En la selección correcta de un instrumento para la medición de nivel intervienen en mayor o menor grado los siguientes factores:

Rango de medición: Naturaleza del fluido que va a ser medido y condiciones de operación.

Los instrumentos que se mencionan a continuación cubren prácticamente todas las aplicaciones de medición de nivel. Estos se aplican básicamente en 2 formas: medición de nivel en tanques abiertos y tanques cerrados. Cuando el caso lo requiere, controladores. Cuando las distancias entre el punto de medición y el lugar donde queremos la lectura son muy grandes nos podemos auxiliar con transmisores. Así pues teniendo en cuenta estas cuatro variables fundamentales se encuentran otros factores que son:

Alarma: Es un dispositivo o función que detecta la presencia de una condición anormal por medio de una señal audible o un cambio visible discreto, o puede tratarse de ambas señales al mismo tiempo, las cuales tienen el fin de atraer la atención.

Control: Acción o conjunto de acciones que buscan conformar una magnitud variable, o conjunto de magnitudes variables, en un patrón determinado.

Controlador: Dispositivo que compara el valor de la variable controlada con un valor deseado y ejerce automáticamente una acción de corrección de acuerdo con la desviación.

Inestabilidad o “surge”: Es una condición durante la cual la carga (presión) desarrollada por el Compresor (o un impulsor) es menor que la carga (presión) o resistencia presentada porel sistema a la descarga del compresor.

Operación normal.- Es el funcionamiento del compresor dentro de las variaciones previstas a las condiciones de operación, capacidad y eficiencia.

Permisivo: Es el que permitir a realizar la acción encaminada siempre y cuando este en las condiciones requeridas.

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Vacío: Se refiere a presiones manométricas menores que la atmosférica, que normalmente se miden, mediante los mismos tipos de elementos con que se miden las presiones superiores a la atmosférica, es decir, por diferencia entre el valor desconocido y la presión atmosférica existente. Los valores que corresponden al vacío aumentan al acercarse al cero absoluto y por lo general se expresa a modo de centímetros de mercurio (cmHg), metros de agua, etc.

Válvula de control: Es un dispositivo, el más comúnmente usado, que actúa manualmente o por sí mismo, que directamente manipula el flujo de uno o más procesos.

Velocidad crítica.- Es toda velocidad de rotación que tiene la misma frecuencia que alguna frecuencia natural del sistema rotor-chumacera.

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Capítulo III

Desarrollo del proyecto

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Generalidades

El compresor centrifugo deberá satisfacer el rendimiento de diseño y larga vida útil siguiendo cuidadosamente las instrucciones de operación, de la cual dependerá de la cuidadosa instalación y arranque inicial de este manual que permitirá localizar las fallas antes de que se agraven y entren en función las protecciones y se estén cumpliendo cada una de estas.

Finalidad del Compresor Centrifugo

Recircular todo el hidrogeno comprimido a través de toda la tubería de la planta para mandar carga al reactor y así empiece a procesarse el hidrocarburo y se envié a las otras plantas para seguir con su proceso de fabricación y nos de cómo resultado la Gasolina, Gasóleos y Diesel.

Con base al marco teórico aplicaremos como es el arranque del compresor centrífugo GB-2401 para así entender las protecciones y conocer su funcionamiento.

Para poder arrancar el compresor se deben tener en cuenta los permisivos ya que son los que nos van a permitir el arranque del compresor.

Permisivos

XZA-GB2401 Disparo común activado FZLO-2433 Válvula anti surge debe de encontrarse totalmente abierta FZLO-2403 Válvula de posición abierta FZLO-2405 Válvula de posición abierta PAL-24301 Baja presión de lubricación ZXLC-2404 Válvula de desfogue cerrada LAL-24381 Bajo nivel de aceite en el tanque elevado PAL-24303 Baja presión de aceite en control PDAL-24344 Baja presión diferencial en el filtro de gas de barrera

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ZAC-24332 Válvula T&T Que esté totalmente cerrada UZA-GB-2401 Disparo activado (tablero local)

Así pues conociendo estos permisivos el personal de operación y mantenimiento darán seguimiento al desarrollo de los siguientes pasos.

1. Purga del condensado que va a la turbina, quitar condensado remanente y secar el vapor

2. Verificar que las purgas y venteos se encuentren cerrados y con tapón y que la instrumentación se encuentre completamente bien y alineada al GB-2401, sistema de vapor de sellos, sistema de lubricación, aceite de control, condensador de glándula, condensador de superficie, sus eyectores.

3. Que el alineamiento de nitrógeno a los sellos de GB-2401se encuentre en perfectas condiciones y así opere el sistema de lubricación y aceite de control. Y después opere el sistema de vapor de sellos y condensado de glándula. Verificar la válvula “cebolla” que se encuentre cerrada y con nivel.

4. Verificar que XV-2403 (succión al GB-2401), XV-2405 (descarga GB-2401) y las laterales de XV-2404 (desfogue) estén cerradas.

5. Se verifican las purgas y los venteos estén cerrados; se abre el bloqueo de nitrógeno por línea de succión, para verificar la hermeticidad, inertizar GB-2401 y así pueda purgase el desfogue de la XV-2404. Después de haber purgado se verifica de nuevamente que se encuentre cerrada XV-2404 ya que es el permisivo para abrir XV-2403, XV-2405 y así quede alineado al GB-2401.

Después de haber concluido con estos cinco pasos para permitir el arranque del compresor centrífugo GB-2401, ahora realizar los otros ocho pasos para echar a operar este.

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Arranque del compresor GB-2401

1. Purga de condensado del GB-2401Es para eliminar líquidos remanentes y verificar que el FA-2404 no tenga nivel.

2. HIC-24311 Debe de encontrarse en 0% de operación y en el tablero dar reset en RHS-GB2401

3. HS-24308 Se encuentre en automático, para que la YLGB-2401 encienda.4. Oprimir en el tablero local HS-24301 para que habrá totalmente la válvula T&T 5. Que el anti surge se encuentre en modo auto y la FV-2433 abierta6. SIC-2401A\B se encuentre en modo automático y ejecute la secuencia del “IDLE1”,

es el que lleva al GB-2401 en 50 minutos a la primera velocidad en reposo (1000RPM), manteniéndolo en automático hasta que logre alcanzar las 4000RPM es cuando entra el “IDLE2” después de los 30 minutos, entran en automático las mínimas de gobierno, siendo que en este punto se debe de estar al pendiente ya que es donde el compresor y la turbina no deben de vibrar y ver con qué rapidez se rebasan las velocidades criticas:Turbina 5730 RPMCompresor 5460RPM

7. Cuando el SET POINT de SIC-2401 alcance las 9052 RPM se conmuta el control al HIC-24331.

8. En panel local oprimir el botón de arranque, manteniéndolo por cinco segundos, se deja de oprimir y empieza a operar el compresor centrifugo GB-2401.

Nota: Ver en el diagrama siguiente la tabla de rampeo, en referencia a los puntos 6, 7.

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Flujo-grama de Arranque del Compresor Centrifugo

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Concluyendo con la verificación del arranque del compresor y estar en perfectas condiciones. Dar inicio a las protecciones ya que si alguno de los puntos anteriores no hubiese estado en las condiciones adecuadas, las protecciones estarían actuando.

Protecciones 1. Baja presión de aceite de lubricación: falta de aceite 2. Muy Baja presión de aceite de lubricación3. Baja presión de suministro de aceite de control a turbina

Que desde la salida de la bomba no succiona el aceite y es lo que provoca el disparo.

4. Alta presión diferencial de gas BUFFER en filtros5. Baja presión diferencial de gas BUFFER al compresor6. Alta presión diferencial en sello primario

Se encuentra dañado el sello y fuga.7. Muy bajo flujo de H2 a la descarga del GB-2401 que a la entrada de este no hay

suficiente hidrogeno lo que hace que a su descarga tenga una baja reposición al mismo.

8. Muy alta presión diferencial en sello primario9. Muy alto nivel en el condensador de superficie (80%)

El suministro de condensado es mayor de lo normal que se le envía al condensador de superficie.

Alarmas

Estas nos indican que el compresor está fallando y cuando es crítica dispara el compresor centrífugo y empiezan a trabajar las protecciones.

1. Alta vibración radial compresor lado libre: se encuentra a 13000 RPM con alta velocidad

2. Muy alta vibración radial compresor lado libre (disparo): su velocidad tiende a 14937 RPM.

3. Alta vibración radial compresor lado cople: alta velocidad en la flecha4. Muy alta vibración radial compresor lado cople 0.4mm(disparo): sobre velocidad5. Alta vibración radial turbina lado cople 0.4mm: alta velocidad en el rotor6. Muy alta vibración radial turbina lado cople (disparo): sobre velocidad rotor7. Alta vibración radial turbina lado libre: sobre velocidad del rotor8. Muy alta vibración radial turbina lado libre (disparo): sobre velocidad del rotor9. Alto desplazamiento axial compresor lado libre: se encuentra corrida la flecha

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Se encuentran tapados los filtros



10. Muy alto desplazamiento axial compresor lado libre (disparo)11. Alto desplazamiento axial compresor lado libre12. Alto desplazamiento axial turbina lado libre +-0.3mm: el balero se daño13. Muy alto desplazamiento axial turbina lado libre (disparo)

Es de esta manera por la cual se diseñaron así las protecciones porque, el compresor centrifugó GB-2401 se encuentra distribuido según las revoluciones que la maquina necesite para mover el proceso y si no fuera de esta forma se tendrían que tomar medidas preventivas para mantener su estabilidad.

Es entonces el porqué de las protecciones ya que sin ellas el tiempo de vida del compresor fuese mínimo y habría demasiadas perdidas en la producción del hidrocarburo, como daños irreparables.

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Mantenimiento

Un mantenimiento adecuado para el compresor y sus componentes nos permite un mayor rendimiento de utilidad por lo que se requiere de un mantenimiento preventivo y correctivo.

Siendo que el mantenimiento preventivo consiste en verificar el aceite, filtros, bandas, fugas de aceite y aire, válvulas y de toda la instrumentación que lo compone. Los cuales se revisan periódicamente para el buen funcionamiento del compresor y asi tener un menor costo en los elementos de este.

Y el mantenimiento correctivo es necesario cuando no se realiza un mantenimiento preventivo adecuadamente ya que las partes internas del compresor se dañan y se tienen que remplazar elevando el costo y causando demoras en el proceso.

Costo

Cabe mencionar que una de las grandes cuestiones que tiene este compresor es que su costo va desde los 70 millones de pesos. Por lo que hay que tener gran cuidado en el manejo, puesto que para la entrada de operación es lo más importante para planta ya que es quien realiza que todo el proceso fluya a través de toda la tubería y llegue a las torres, reactor y calentadores, para así obtener el hidrocarburo.

Al igual que para hacerle un mantenimiento se requieren por lo menos 100 millones de pesos por que cada una de las partes, requieren de un mantenimiento especial, ya que al fallar se pueden dañar a otros equipos y esto se extendería a un costo más elevado de lo previsto.

Así pues para evitar estos gastos, se colocaron las protecciones para mantener la maquina en buenas condiciones y su tiempo de vida sea por lo menos de 5 años trabajando normalmente. Sin necesidad de estar invirtiendo en cada momento que se llegue a disparar el compresor.

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Beneficio

Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, se encuentran el diseño, construcción, operación y mantenimiento de las instalaciones para extracción, recolección, procesamiento primario, almacenamiento, medición y transporte de hidrocarburos, así como la adquisición de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la empresa.Se logro que los operadores de la planta Hidrodesulfuradora de Gasóleos (HDG), conozcan cada uno de los pasos que deben segur para mantener en buenas condiciones el compresor y cómo actúan cada una de las protecciones. Ya que para así lograr con base a las exigencias de los trabajos a desarrollar y que cumpla con los requerimientos necesarios para tener instalaciones eficientes y seguras. Es necesario contar con una buena maquinaria, ya que es la base para la elaboración de los hidrocarburos.

Puesto que el compresor es uno de los principales que tiene que existir dentro de una planta ya que es quien envía la carga para procesar el producto. Y es lo que hace que hoy en día se utilicen los derivados del petróleo para cumplir con la satisfacción de tanto el productor, el distribuidor y el consumidor, y es lo que va a lograr el beneficio para la sociedad, ya que es el primer consumidor del hidrocarburo hoy en día.

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Conclusiones

De acuerdo a la manipulación del compresor se sabe que hay diferentes tipos de compresores, lo que hoy en día cada uno de estos tiene una finalidad específica, asi pues para este caso se requirió del compresor centrifugo del cual es uno de los principales componentes dentro de la planta Hidrodesulfuradora de Gasóleos (HDG), para la producción de hidrocarburo.

Además de que también se requirió de la turbina centrifuga, ya que ambos son los encargados de mandar toda la carga para la planta. Y que si alguno de estos dos estuviera fallando abría tantas perdidas, es por eso que se pusieron protecciones para que esto no ocurriera ya que el costo es muy elevado y no saldría la ganancia, tanto para el productor como para el consumidor ya que si escasea obviamente que el consumidor lo dejaría de adquirir o lo adquiría solo por necesidad pero ya no le convendría. Tanto así el mismo productor perdería y no saldría ni para la reparación de este.

Y para que no suceda esto hay que saber cómo van a proteger las protecciones al compresor, además que el mismo operador va a realizar con este manual un buen funcionamiento del compresor, evitando así la presencia del ingeniero encargado.

Siendo que se apoyaría con los diagramas para ver la misma actuación de las protecciones y como se en lazan cada una de estas.

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Bibliografía

CompresoresAutor: Richard W.Greene.Editorial: MC. Graw Hill.1992.

Gravdahl J. T. Active Surge Control of Centrifugal CompressorsUsing Drive Torque. Proceedings of the 40th IEEE Conference onDecision and Control, Orlando, Florida USA, 2001.

Greitzer E. M. Surge And Rotating Stall In Axial FlowCompressors Part I: Theoretical Compression System Model.Transactions of the ASME Journal of engineering for power, Vol.98, No. 2, pp 190-19. 1976.

“Introducción a la Neumática "Guillén Salvador, AntonioEditorial: Marcombo, Boixerau

www.Techniforum.com

turbina Ebrisa Online Gran Enciclopedia Salvat<http://www.ebrisa.com/portalc/articulo-S/500470.

"Las turbinas de vapor y de gas" Giuseppe Belluzzo, Casa Editorial Bailly-Bailliere S.A., Madrid, 1927.

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mailto:[email protected]

Anexos

Ampliflouw

Sistema de protección contra contaminación.

Una presión diferencial entre la succión y la descarga del compresor es necesaria para proveer el gas seco de los sellos con un suministro de gas filtrado a través del panel de control.

Durante ciertos modos de funcionamiento, tal como el reciclo y arranque del compresor no genera adecuada presión diferencial para suministrar los sellos secos de gas. Bajo tal modo operativo, los sellos secos del gas son vulnerables a la contaminación del proceso no filtrado. Lo que este flujo de gas de proceso no filtrado está referido a un retro lavado. Por lo que el ampliflouw es un auto sello de gas limpio que llega a las caras de los rodamientos del compresor para quitar impurezas y así también al hidrogeno. De tal modo que esta es la finalidad del ampliflouw.

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Anti-surge

Su principal objetivo de este es aumentar la confiabilidad de la maquinaria y el proceso.

Evitar paros innecesarios del proceso y tiempo improductivo Minimizar perturbaciones en el proceso Evitar el fenómeno de surge y sus consecuencias Simplificar y automatizar el arranque y el paro de la maquina

Aumentar la eficiencia de la maquinaria y el proceso Operar en los niveles de energía más bajos posibles Minimizar la circulación o venteo de Anti-SurgeMinimizar la desviación del punto de ajusteMaximizar la productividad, utilizando toda la potencia disponibleOptimizar la repartición de carga de unidades múltiples

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DTI’S

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