martes, 22 de mayo de 2007

INGENIERIA BASICA


1.-Diagrama de Flujo del Proceso


A continuacion se muestra el diagrama de flujo de procesos de la industria petrolera. Las tres grandes partes: la extraccion, el refinamiento y el procesamiento de productos; asi como tambien la red de interconexion formada por los gasoductos y los oleoductos.













La seccion en donde intervendremos con nuestra propuesta es en los gasductos de comunicacion de las partes; conformados por la estacion de bomba y la tuberia (gasducto en si)









2.- Diagrama de Tuberías e Instrumentación (DTI o P&ID).








3.- Índice Preliminar de Instrumentos.







4.- Criterios de Diseño.


A) Carátula:





B) General

En el presente proyecto se pretende automatizar el proceso de medición de ciertas variables que son fundamentales en el momento del transporte del gas natural a través de los gasoductos. Para este fin se seguirán una serie de normativas correspondientes entre otras cosas a la seguridad. Por otra parte se tomara como herramienta base la utilización de sensores/transmisores, controladores y otros equipos electrónicos por medio de los cuales se realizaran la medición y control de variables como la presión y la temperatura permitiendo asi mantenerlas en un valor deseado previamente establecido.


C) Códigos, Estándares y Normas.





Ø AGA 3 Executive Committee Report N° 3 (ISO 5167-1)




Ø AGA 5 (Compensation de energies)





Ø AGA 7 Measurement of Gas by Turbine Meters -AGA Transmission Measurement committee Report No. 7.




Ø AGA 8 Compressibility Factors of Natural Gas and Other Related Hydrocarbon Gases.





Ø AGA Transmission Measurement Committee Report No. 8.





Ø AGA 9 Measurement of Gas by Multipath Ultrasonic Meters. Report No. 9




Ø API MPMS Chap. 13





Ø API MPMS Chap. 21.1





Ø OIML P17, Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements.





Ø ECMA-TR25 OSI Sub-Network Interconnection Scenarios Permitted





Ø Framework of ISO-OSI ref. Model.





Ø EN 60751 Industrial Platinum Resistance Thermometer Sensors .





Ø IP PMM Part VII Continuous Density Measurement





Ø ISO OSI Layered Communication Model.





Ø ISO 1000 SI Units and Recommendations for Use of Their Multiples and of Certain Other Units.





Ø ISO IEC 3309 Telecommunication and Information; Exchange between Systems; High Level Datalink Control (HDLC) Procedure; Frame Structure.





Ø ISO 5024 Measurement - Standard Reference Conditions 14




Ø ISO 5167-1 Measurement of Fluid Flow by Means of Pressure Differential Devices – Part 1: Orifice Plates, Nozzles and Venturi Tubes Inserted in Circular Cross-Section Conduits Running Full




Ø ISO 6551 Petroleum Liquids and Gases - Fidelity and Security of Dynamic Measurement - Cabled Transmissions of Electric and/or Electric Pulsed Data





Ø ISO 6568 Natural gas - Simple Analysis by Gas Chromatography





Ø ISO 6976 Natural gas - Calculation of Calorific Values, Density, Relative Density and Wobbe Index from Composition





Ø ISO 9951 Measurement of Gas Flow in Closed Conduits - Turbine Meters





Ø ISO 10715 Natural Gas Sampling Guidelines





Ø ISO 10723 Performance Evaluation of on Line Analytical Systems





Ø ISO 12213-1 Natural Gas - Calculation of Compression Factor – Part 1: Introduction and Guidelines





Ø ISO 12213-2 Natural gas - Calculation of Compression Factor – Part 2: Calculation Using Molar-Composition Analysis





Ø ISO 12213-3 Natural Gas - Calculation of Compression Factor – Part 3: Calculation Using Physical Properties





Ø OIML, International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology




D) Descripción del Proyecto.




El desarrollo de este proyecto consiste en la elaboración de un sistema para automatización de de la medición y control de presión y temperatura en los gasoductos para esto se usaran sensores/transmisores en puntos específicos de monitoreo donde se tomaran las muestras de la variable a medir. Luego, ya realizada la medición esta es enviada a una estación de control (controlador) automática donde el valor obtenido es comparado con un valor patrón o de referencia previamente establecido el cual se considera el valor verdadero o el valor deseado. Una vez echa esta comparación de valores, el controlador tomara las decisiones pertinentes para lograr el estado deseado de presión y temperatura en el gasoducto, enviando señales eléctricas, bien sea abrir o cerrar una válvula y regular el compresor o para proporcionar la temperatura deseado por medio de calor.




E) Servicios Requeridos.



Este sistema automático de control tiene como principal requerimiento en lo referente a los servicios, el suministro adecuado de energía eléctrica, ya que esta es la fuente de alimentación de todo el sistema desde lo sensores hasta los elementos finales de control.



F) Localización y Características del sitio de la obra.


La localización del desarrollo de este proyecto es en la zona sur de Venezuela, mas específicamente orientada hacia los lados del estado Amazona en donde por sus características geográficas existe un clima templado y por lo general sostienen temperaturas medianamente altas con un alto grado de humedad, sin embargo este no seria el único sitio donde se puede plantear este diseño de sistema de medición, puesto que es aplicable en cualquier gasoducto en el que se desee implementar. También es de tener en cuenta que el gasoducto puede extenderse incluso por decenas de miles de kilómetros lo que significaría la utilización y colocación de una mayor cantidad de puntos de obtención de medidas (por lo menos con relación a la temperatura) y el sito de desarrollo del proyecto podría tener una gran cantidad de variantes con respecto a las características del lugar.


G) Especificaciones Particulares.


Ø Clasificación de Áreas:

Son aquellas que contienen vapores, líquidos o gases inflamables o polvos combustibles y fibras, que pueden causar fuegos o explosiones si se someten a una fuente de ignición. Las áreas están clasificadas con base en sus características de peligrosidad. Para nuestro proyecto la clasificacion de áreas queda de la siguiente manera:

CLASE I, DIVISION 2: ya que estamos procesando gases que se encuentran almacenados en recipientes y sólo se escapan al ambiente en condiciones anormales de operación (fugas accidentales, mantenimiento, roturas, etc.).




Ø Citerior Generales de Diseño:



1. Colocación del centro de control automático en un punto estratégico de donde pueda extender con eficacia la red de transmision y recepción de señales de control en base a los datos obtenidos en la medición.


2. La escogencia y uso de sensores resistentes a las condiciones climáticas correspondientes a las zonas de instalación de los mismos asi como también de una relación de calidad de medición y costo razonable y que tenga un desempeño eficiente.



3. Colocación de los sensores en puntos donde se pueda obtener el mayor provecho posible de los datos obtenidos..



4. La instalación de una red de transito de datos y señales de la forma eficiente y teniendo en cuenta el consto de la misma sin descuidar la fiabilidad de las transmisiones.



Ø Sistema de Unidades:

El sistema de unidades a utilizar es el “Sistema Internacional de Unidades”



H) Criterios para la Selección de Instrumentos:



a. Para los instrumentos de medición como los sensores es importante tomar en cuenta las condiciones en las que trabajaran para que su desempeño sea eficiente y de una larga vida útil que requiera poca mano de obra en mantenimiento.

b. Para la parte donde se ejerce el control sobre las variables, se toma en cuanta la velocidad de respuesta y la tolerancia del controlador a las condiciones en las que trabajara.


c. La calidad de los instrumentos necesarios para el montado de la red deben ser de muy buena calidad de manera que se pueda garantizar el correcto procesamiento de los datos medidos y de esta manera un control eficiente sobre las variables.


d. Garantizar que las normas de seguridad sean cumplidas en todo momento del proceso puesto que estamos tratando con un gas volátil como lo es el gas natural.


5.-Especificaciones Generales de los Instrumentos


Ø Transmisor de Presión: P170 TS

Presión relativa de 20 bars a 250 bars

Temperatura de utilización hasta +180°C
Totalmente en acero inoxidable
Bajas dimensiones.
Los sensores de presión P170TS son manufacturados totalmente con acero inoxidable y muy compactos.












Ø Sensor de Temperatura: PT100







  • Resistencia de Platino


  • Resistencia de 100 Ω a 0ºC.


  • Vaina en SS316 .



  • Aplicación en procesos de producción de alimentos, medición ambiental e industrial.



El sensor PT100 es un sensor de temperatura que basa su funcionamiento en la variación de resistencia a cambios del medio. El elemento consiste en un arrollamiento muy fino de Platino bobinado entre capas de material aislante y protegido por un revestimiento cerámico.

El platino es el elemento mas indicado para la fabricación de sensores de temperatura por resistencia, ya que, posee:


-. Alto coeficiente de temperatura.


-. Alta resistividad, lo que permite una mayor variación de resistencia por ºC.


-. Rigidez y ductilidad lo que facilita es proceso de fabricación de la sonda de resistencia.


-. Estabilidad de sus características durante su vida útil.






Ø Controlador electrónico Tª de –100 ºC a +1000 ºC, tipo multisonda con 2 relés

Controladores de temperatura diseñados para visualizar, controlar y regular generadores de calor o de frío. Disponen de una entrada para sondas del tipo NTC, PTC(KTY), Pt 100, Termopar J o Termopar K. y dos salidas de relé independientes. Mediante programación, se pueden limitar los parámetros accesibles para el usuario, seleccionar la visualización y ajuste de temperatura en grados ºC o ºF, con o sin punto decimal (según el tipo de sonda que se utilice). Programaciones de tiempo de las dos salidas de relé independientes, permite que actúen de temporizadores para realizar operaciones cíclicas (por ejemplo desescarches en máquinas de frío). Las dos salidas con relé conmutado de 8 A pueden configurarse para dos etapas independientes, para dos etapas relacionadas, para zona neutra, o bien como una etapa más relé alarma. Se fabrican en versiones de 12 V, 120 V, 230 V, en ejecución empotrable para hueco panel de 70,5 x 28,5 mm y en versiones de 24 V, 120 V, 230 V, en caja de 4 módulos para fijación sobre raíl DIN.




Ø Micro controlador Logico Programable, uPLC-1:

FUNCION :
Controlador lógico programable, basado en un microcontrolador de tecnología RISC, con alimentación 220 Vca, cuatro salidas aisladas galvánicamente (relés), cuatro llaves de configuración y entradas digitales.
Dos modelos: uPLC1 (5 entradas digitales).
uPLC2 (3 entradas digitales y 4 indicadores luminosos).
La programación se desarrolla en fábrica para cada aplicación.




ENTRADAS
Digitales pasivas
Cantidad: uPLC1 - 5, uPLC2 - 3
Tensión nominal: 24 Vcc; máx. 30 Vcc
0 válido: 0 - 6 Vcc
1 válido: 18 - 30 Vcc
Consumo p/ ent.: 2,4 mA @ 24 Vcc
Llaves para configuración
Cantidad: 4




SALIDAS
Relés inversores
Cantidad: 4
Contactos NA, C, NC; 5A @ 220 Vca

Led rojo: relé excitado
Fuente para entradas digitales
Tensión nominal: 24 Vcc
Imax: 50 mA
Indicadores
Led verde: equipo con tensión
Led rojo: uPLC2 - 4



ALIMENTACION
Bornes A1, A2: 220 Vca, 50 Hz
Borne DT: descarga a tierra

Consumo menor que 3VA.



9.-Elaboracion de Hoja de Datos de Instrumentos



Se utilizó las normas ISA 20 para la realizacion de este formato.






10.- Requisiciones de Materiales de Equipos de Largo Tiempo de Entrega.







11.-Listado de Señales