Gasoductos Clase 1 6t6z10

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD BOLIVARIANA DE VENEZUELA PROGRAMA DE FORMACION DE GRADO EN GAS

DISEÑO Y OPERACIÓN DE GASODUCTOS Y SISTEMAS DE DISTRIBUCION DEL GAS NATURAL

TEMA I TERMINOLOGIA Y CONCEPTOS BASICOS UBICACIÓN Y CONTEXTO DE UN PROYECTO DE GASODUCTOS Y REDES DE DISTRIBUCION

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INSTRUCTOR : ING ALEXIS SALAZAR

TRANPORTE DEL GAS NATURAL. CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR EL GAS NATURAL PARA SER TRANPORTADO. FORMAS DE TRANSPORTAR EL GAS. FACTORES Y PROCESOS QUE INFLUYEN EN EL TRANSPORTE DEL GAS NATURAL. ¿ QUE SE ENTIENDE POR GASODUCTO? TIPOS DE GASODUCTOS ? REDES DE GAS. TIPOS … REDES DE DISTRIBUCION SISTEMAS DE REDES TRANSPORTE DE GAS NATURAL . TUBERIAS. ESTACION REGULADORA.

AYER, EL GAS NATURAL ERA EL SOCIO DEL PETRÓLEO, CUYA VIDA TERMINABA EN LA LLAMA DE UN MECHURRIO; HOY, ES UN VALIOSO PROTAGONISTA DEL PROGRESO DE VARIAS NACIONES, PUES SU UTILIZACIÓN ENERGÉTICA ADQUIERE CADA DÍA MAYOR IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA, LA PETROQUÍMICA, EL COMERCIO Y LOS HOGARES.

ANONIMO

Transporte de Gas : Para definir el sistema de transporte se debería de establecer una

clara definición del gas natural, ya que si se refiere al gas natural seco o pobre que viene de las plantas compresoras, el transporte se realiza a través de sistemas de gasoductos. En este caso la presión de trabajo debe de ser elevada en por lo menos un 20%. Ahora si se trata del transporte del (GNL), en este caso el transporte se realiza a través de los barcos metaneros, como también si se trata del (GLP), el transporte puede efectuarse a granel o en bombonas.

Transporte de Gas Natural : El transporte de gas es la unión, o la transmisión o

distribución de gas por tuberías o el almacenamiento del gas, bien sea como comercio extranjero o interestatal. Una vez tratado, el gas natural pasa a un sistema de transmisión para poder ser transportado hacia la zona donde será utilizado. El transporte puede ser por vía terrestre, a través de gasoductos que generalmente son de acero y miden entre 20 y 42 pulgadas de diámetro. Debido a que el gas natural se mueve a altas presiones, existen estaciones de compresión a lo largo de los gasoductos para mantener el nivel necesario de presión. Comparado a otras fuentes de energía, el transporte de gas natural es muy eficiente si se considera la pequeña proporción de energía perdida entre el origen y el destino. Los gasoductos son energía.

uno de los métodos más seguros de distribución de

Medios formas de Transporte del Gas Natural: a) Carretera.

b) Ferrocarril

d) Vía Marítima y fluvial

c) Vía Aérea e) Tuberías.

El transporte del gas natural se considera que es el camino hacia la distribución, la cual es la etapa final del sistema, ya que cuando el gas llega al consumidor, que puede ser residencial, comercial, industrial (como materia prima, combustible y/o reductor siderúrgico) o automotriz. En esta etapa el gas debe de responder a todos los rigurosos patrones de especificación, y estar prácticamente excepto de contaminantes, para no provocar problemas operacionales a los equipos, donde será utilizado como combustible o materia prima. Cuando fuese necesario, el gas natural también debe de tener olor, para que pueda ser detectado, cuando sea necesario.

Antecedentes

Gasoducto Condiciones que debe de cumplir el gas para ser transportado Se supone que antes de realizar cualquier proceso de transporte del gas natural, hay que definir claramente, en que etapa del proceso se encuentra el fluido a transportar. Cuando se refiere al transporte de gas natural por gasoductos a grandes distancias, en este caso se hablando de un fluido que ha sido sometido a varios procesos previos, tal como la norma indica, que para transportar el gas natural por gasoductos a grandes distancias, se asume que el fluido ha sido endulzado, deshidratados, se le han extraídos los líquidos del gas natural, y que además ha pasado por las plantas compresoras. Luego, el gas esta cumpliendo con las normas de transporte, que indica que el gas a transportar por el gasoductos, no debe tener más de siete libras de agua por cada millón de pies cúbicos normales de gas (7 l b de agua/MMPCN), y que tampoco puede tener más de tres por ciento en base molar de dióxido de carbono (3% molar de C02), ni más de cuatro partes por millón, sobre la base del volumen de Sulfuro de Hidrógeno (4 p p m, V H2S). Lo que indica que fue endulzado y deshidratado.

En resumen se tiene : El Gas a Transportar < 7 lbs de agua/MMPCN DE GAS

<4 ppm, V H2S <3% de CO2

FACTORES QUE INFLUYEN PARA TRANSPORTAR GAS POR TUBERIAS a.- Presión: Este parámetro hace posible la distribución del gas y su recolección por las tuberías, también se ha demostrado que a ciertas condiciones la presión puede afectar la viscosidad del flujo de manera tal, que la viscosidad ponga resistencia al movimiento del fluido en las tuberías .Se recomienda controlar muy bien la presión para minimizar los problemas en las instalaciones como en los estallidos, los cuales ocurren cuando el espesor de la tubería no soporta la presión suministrada. Lo que indica , que se deben conocer los límites de la presión máxima de trabajo, ya que el espesor de las tuberías a usar, además de la clase de aceros, forma de manufacturación de las tuberías, máxima temperatura de operación y el medio ambiente que rodea al sistema de transporte son funciones de la máxima presión de operación. b.- Temperatura. La temperatura es de gran importancia, puesto que se sabe que afecta directamente la viscosidad del gas. Los fluidos gaseosos, tienen un comportamiento distinto ante la temperatura, que los fluidos líquidos., tal como, cuando aumenta la temperatura, la viscosidad del gas, también aumenta Es, por ello que se debe de mantener una temperatura adecuada, de tal forma que el gas pueda fluir libremente a través de las tuberías. El valor de la temperatura no debe de ser muy alto, porque mayor será la resistencia del gas a fluir. Tampoco la temperatura puede ser muy baja, ya que puede estar por debajo de la temperatura de rocío y se formen hidratos. La baja temperatura, puede también ser la causante de hacer reaccionar la película que rodea la tubería y producir corrosión. La verdad es que no se debe sobrepasar el valor de temperatura a la cual fue diseñado el gasoducto, desde luego que hay que tener cuidado con el manejo de este parámetro, sobre todo cuando se trabaja con gas, en vista que cuando se trabaja con gas, un incremento o disminución de la temperatura, pueden cuasar problemas con la energía cinética, y por ende con todos los movimientos moleculares, que puede afectar el proceso de transporte de gas natural.

c.- Contenido de Hidrocarburos. Si el gas producido y que se quiere transportar viene acompañado con petróleo, debe de ser separado del petróleo. El gas separado tiene que ser tratado y además comprimido a la presión requerida, para poder ser transportado a través de tuberías. El transporte, debe de ser tal que no se formen partículas o cuerpos que puedan causar taponamiento en las tuberías. La formación de líquidos en la tubería ocurre cuando los componentes más pesados del gas natural alcanzan su punto de rocío y se condensan depositándose en el interior de la tubería.La formación de estos ocasiona grandes pérdidas de presión, disminución del caudal, reducción de la eficiencia de transmisión; en cuanto a los equipos de medición y regulación, puede causar: mediciones inadecuadas, daños de equipos, fugas, vibraciones, etc. Existen métodos para eliminar los líquidos en los gasoductos, el más usado en la industria es el cochino limpiador.

d.- Deposición de Asfáltenos: Los asfáltenos son hidrocarburos constituyentes del petróleo, de elevado peso molecular entre 1000 y 5000 unidades de masa atómica (UMA), su estructura es amorfa, y tienen propiedades coloidales, por lo que están cargados en forma electrostática. El proceso de deposición de asfáltenos ocurre cuando se transporta el fluido por las tuberías gas asociado con petróleo, aunque pareciera difícil porque antes de transportar el gas, este es sometido por procesos de separación y depuración que lo hacen considerar relativamente limpio, pero este evento se ha presenciado, posiblemente por deficiencia de los equipos de separación y quizás por la formación de espumas en el separador, ya que todos los crudos al ser desgasificados forman espumas, lo cual conlleva a arrastres en las corrientes de gas; ocasionando disminución en la capacidad del sistema, aumento en la frecuencia de limpieza en los gasoductos, atascamientos de las herramientas de limpieza, entre otros.

e.- Formación de Hidratos: Estos son compuestos sólidos que se forman como cristales tomando apariencia de nieve. Los hidratos se producen por la reacción entre el agua condensada del gas natural y los hidrocarburos más volátiles, que se encuentran en el gas natural. La composición de los hidratos es aproximadamente 90% de agua y 10% de hidrocarburos . . Los hidratos representan un grave problema operacional para los gasoductos, y también para las redes y tuberías que transportan gas, ya que después que se han formado no existen métodos, que permitan eliminarlos, ni tampoco existen compuestos químicos que los eliminen, luego para evitar graves problemas operacionales en las plantas de gas, se debe de evitar la formación de hidratos, y para ello se debe de deshidratar el gas natural, ya que una vez que se hayan formados la única opción viable es realizar una parada de planta, de tal forma de poder eliminar la presencia de hidratos.

Formación de Hidrato en un Gasoducto

f.- Compresibilidad del Gas. Este proceso tiene su importancia, cuando las distancias a las que será transportado el gas, sean muy largas. Cuando esto ocurre, se presenta la alternativa de comprimir el gas a presiones suficientemente elevadas, de tal forma que el gas llegue a los distintos puntos de entrega en la ruta del gasoducto. El proceso de compresión se realiza por etapas, por lo general se utilizan tres (3) etapas. Esto es así para cumplir con los requerimientos de presión necesarios para el transporte del gas natural por tuberías, con una alta eficiencia. h.- Flujo de Gas en Tuberías Bajo Condiciones no Estables :Este problema ha sido materia de análisis en ingeniería desde hace algunos años. Aunque, es posible señalar que algunos problemas de flujo se han abordado mediante aproximaciones a partir del estado estable, las suposiciones allí involucradas son demasiado fuertes, razón por la cual se deben considerar al máximo las condiciones de operación. Para describir el flujo no estable (FNE) para un gas, son necesarios tres relaciones matemáticas, que son: Una ecuación de estado del gas, la ecuación de continuidad o ecuación de balance de masa, y la ecuación de movimiento o balance de energía, además de alguna relación que considere la desviación del comportamiento ideal del gas. Las ecuaciones de continuidad y movimiento, se obtienen a través de balances de masas y energía en un elemento infinitesimal de tubería.

i.- Proceso de Corrosión: La corrosión implica el deterioro y desgaste lento de los gasoductos causadas por la presencia de Sulfuro de Hidrógeno ; Dióxido de Carbono ; Sulfuro de Carbonilo (COS); Disulfuro de Carbono; Mercaptanos (RSH), y Agua . Para minimizar la presencia de los componentes corrosivos el gas debe de ser Endulzados y Deshidratado, de tal forma de eliminar de la corriente de gas por entes corrosivos, y por ende disminuir el proceso de corrosión

Ejemplo de Corrosión en Tuberías que Transportan gas

CONCEPTO DE GASODUCTO .

Los gasoductos son conjuntos de tuberías, equipos y rios destinados a transportar gas, que unen centros de producción o almacenamiento con redes de distribución de gas y otros centros de producción, almacenamiento, o consumo. No corresponden por tanto a gasoductos los conjuntos de tuberías, equipos y rios destinados a transportar sustancias que no correspondan a gas; que no unen centros de producción o almacenamiento con redes de distribución de gas u otros centros de producción, almacenamiento, o consumo; o que distribuyen gas natural.

GASODUCTO: Tubería de gran longitud, generalmente enterrada, que sirve para transportar gas combustible (generalmente gas natural). El transporte del gas natural mediante tuberías es una de las mayores empresas acometidas en la actualidad por el transporte de la energía necesaria en el mundo moderno.

Los gasoductos, transportan el gas natural desde el pozo de origen hasta las plantas de extracción y fraccionamiento, desde donde luego de su procesamiento para deshidratarlo y recuperar los hidrocarburos líquidos, allí queda el metano como gas residual, el cual es comprimido y entra a los sistemas de transmisión para ser despachado al consumidor industrial y doméstico.

TIPOS DE GASODUCTOS a.- Los Sistemas de Recolección : Los sistemas de recolección, son un conjunto de tuberías que recogen el gas de los pozos y lo transportan hasta la planta de procesamiento u otros sistemas de separación. Estos gasoductos cumplen la función desde el punto de origen del gas usando tuberías de baja presión y diámetro, desde unas 0,5 pulgadas que conducen el gas desde el pozo hasta las plantas de procesamiento. b.- Los Sistemas de Transporte : Estos gasoductos con diámetros desde10 hasta más de 36 pulgadas, conducen el gas a presiones de entre 200 y 1500 lpca. El transporten los efectúan desde el origen de su acondicionamiento por valles, desiertos o montañas a través de la geografía de las naciones hasta llegar a las puertas de la ciudad, donde residen las áreas de su demanda. : c.-Los Sistemas de Distribución :Un sistema de distribución de gas es aquel donde la mayor parte de las tuberías que lo forman están interconectadas formando una red. A consecuencia de la interconexión entre los diferentes tramos, el gas puede fluir desde la fuente hasta los nodos de consumo, en diferentes vías y a distintas tasas de flujo. Estos gasoductos, con sus tuberías de pequeños diámetros, entre 0,5 y 6 pulgadas, llevan el gas al final, donde su forma de utilización puede ser múltiple.

Redes de Gas: Se entiende por redes al conjunto de tuberías o gasoductos interconectados entre si,

cuya configuración geométrica en forma anular, radial, paralela, cruzada o combinada, conforman los sistemas de distribución destinados al suministro de gas natural. El principal objetivo de diseño de una red de tubería de gas es suministrar el fluido a los s a los que va destinado, por lo que: a.- La red debe de ser capaz de alimentar a todos los clientes para los que fue diseñado. b.-El diseño deberé comprender y justificar en su protocolo de cálculo, la capacidad de la red para abastecer a todos los consumos previstos. c.- Los métodos de cálculo deberán de tener en cuenta, además de los consumos específicos de la población, en el momento del diseño, su incremento por mejoras del servicio, como también futuras ampliaciones de los s. d.-El proyecto deberá de ser entregado en forma final, donde se contemplen los cálculos y del diseño, y debe de tener las especificaciones de todos los materiales que han sido empleados en el tubería. e.- Se debe de contar con un programa de simulación, que permite verificar los cálculos realizados con una alta precisión y exactitud f.- Se debe de tener en cuenta, que por lo general los materiales que se deben de utilizar para el tendido de la red de distribución de gas son las tuberías de acero y de polietileno g.- El mínimo diámetro a utilizar en una tubería de la red de distribución enterrada deberá de ser 40 mm. h.- Para los servicios domiciliaros externos el diámetro mínimo de la tubería de suministro será de 20 mm i.- El cálculo de la red debe de comprender, también los cálculos de la red primaria que soportará los consumos que debe de abastecer la red secundaria, la cual deberá también estar diseñada a tal efecto j.- Las estaciones de regulación de presión, alimentadas por al red primarias y que alimentan a su vez a las redes secundarias, poseerán equipos de seguridad que bloqueen el suministro cuando la presión de operación se incremente como máximo en un 10%.

TIPOS DE REDES DE GAS: a ) Red primaria: Es el conjunto de tuberías o gasoductos de acero u otro material

que conforman la matriz del sistema de distribución a partir de al estación de recepción y despacho, cuya presión de operación supera los 1oo lpca, por lo cual también se denomina Sistema de Alta Presión (SAP).

b) Red Secundaria: Es el conjunto de tuberías o gasoductos de acero, polietileno u

otro material que conforman sistemas reticulares a partir de los puertos de regulación distrital y operan a una presión de entre 7 y 100 lpca, por lo cual también se denominan Sistemas de Media Presión (SMP)

Sistemas de Redes de Transporte de Gas Se conocen como Red de Tuberías a un conjunto de tuberías dispuestas y conectadas de tal forma que el caudal que entra hacía un nudo pueda salir siguiendo diversas trayectorias. El cálculo de estos sistemas es bastante complejo. En la práctica se siguen procedimientos de cálculo que permiten hacer ajustes, de tal forma que se pueda cumplir que el caudal que entra hacía un nodo sea igual al que sale del mismo y que la caída de presión entre dos nudos de una malla debe ser la misma independientemente del recorrido que siga el fluido entre los dos nodos.

PRINCIPALES TIPOS DE REDES DE TRANSPORTE DE GAS NATURAL a.- Redes de Alta Presión: Este tipo de redes, son específicas para transportar gas a grandes distancias, por lo general para alimentar a otros tipos de redes, para ello se utilizan las estaciones reguladoras. Por lo general, estas redes son construidas de materiales resistentes a la alta presión a la que serán sometidos. Pueden ser construidas y establecidas en forma subterránea o aérea. En este tipo de redes, el gas que fluye a los artefactos de los s es transportado a través de una red de tubería y, a lo de ella, tiene diferentes presiones de trabajo, cuando se habla de alta presión, corresponde a una presión mayor a 6 bares, es decir mayor a 87 libras por pulgadas al cuadro absoluta (lpca). b.- Redes de Media Presión: Este tipo de redes, por lo general transporta gas para alimento de redes de baja presión, como también, para consumidores industriales y domésticos. Este tipo de redes por lo general es construido con el material denominado acero o polietileno. En este caso la presión oscila entre 0,73 y 87 lpca c.- Redes de Baja Presión: Su construcción y función es muy parecida a las redes de media presión, aquí el valor de presión es menor a 0,73 lpca.

Estación Reguladora: Una estación reguladora es la que sirve de enlace entre redes de

diferente tipo. El proceso de regulación, debe realizarse de tal manera que permita el paso del suficiente de caudal de gas, para satisfacer la demanda, pero manteniendo una presión constante en el lado de presión menor, sea cual sea dicho caudal y sea cual sea la presión de la red de alta, esto se consigue mediante los reguladores.

ESTACIONES DE REGULACION Las estaciones de regulación tienen por función principal suministrar gas a una presión reducida a partir de un gas a una presión superior y variable. Se distinguen dos grandes tipos de estaciones: -Las estaciones de prerregulación, que a su vez se subdivide en dos categorías: •Prerregulación técnica, que sirve para dividir la regulación con el fin de limitar los fenómenos de frío en las estaciones de suministro. •Prerregulación de seguridad que está colocada entre la red principal y la secundaria cuando esta tiene una presión de servicio máxima inferior a la red principal. -Las estaciones de suministro que sirven para alimentar las redes de distribución y los clientes directos.

Una estación de regulación cumple numerosas funciones, las cuales son: -Filtrado del gas: Todas las estaciones de regulación están equipadas con un dispositivo de filtrado que se compone por lo menos de un filtro de cartucho que sirve para retener el polvo que pueda transportar el gas. El filtrado es bastante fino, lo que implica, para algunas estaciones alimentadas con canalizaciones que tengan polvo, que deba ser instalado un filtro grueso tipo ciclón antes del filtro de cartucho, con el fin de evitar un colmatado demasiado rápido de este último.

-Regulación: En aquellas partes donde la continuidad de alimentación es necesaria, el grupo de regulación se compone de dos líneas independientes, una principal que asegura la alimentación en condiciones normales y un auxiliar que funciona sólo en caso de algún incidente en la línea principal. - Seguridad contra las sobrepresiones: Esta función está impuesta por la reglamentación, con el fin de evitar riesgos de deterioros de redes aguas abajo, motivado por un incidente en el grupo de regulación, o caso de una falsa maniobra.

EJEMPLO DE UNA RED DE GAS CERRADA

RED DE DISTRIBUSION DE GAS NATURAL

Manejo de Gas Distrito Maturín

SISTEMA DE GAS ORIENTE

PTO.LA CRUZ

MATURIN

PTA. DE MATA PIGAP2

JOSE

PIGAP1 IGF MUSCAR

ANACO-CARACAS

ANACO

MORICHAL

C.S.R.

S.J.E S.B.E I, II Y III E.P.A.

S.J.B

A.M.O.

ONADO

A.M.A.

SAN TOME SOT O

ANACO - PTO.ORDAZ GAS S/PROCESAR GAS PROCESADO

SINCRONIZACION DE MANTENIMIENTOS - MANEJO DE FLUIDOS - PLANTAS ORIENTE

N E

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