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











1era Visita Industrial TERNIUM SIDOR-MAYO 2007

VISITA INDUSTRIAL TERNIUM SIDOR - MAYO 2007


TERNIUM, está integrada por las siderúrgicas Hylsa de México, Siderar de Argentina y Sidor de Venezuela. Desde febrero de 2006, Ternium cotiza en la Bolsa de Comercio de Nueva York bajo el símbolo TX, además cuenta con procesos altamente integrados para la fabricación de acero y productos derivados de valor agregado parte de esto se nota en sus esfuerzos y recursos para la mejora continua, en la evolución técnica y en la implementación de formas de producción de alta eficiencia. Ternium responde a las necesidades de clientes provenientes de industrias tan diversas como la automotriz, de la construcción, la fabricación de envases, el agro y la producción de electrodomésticos. Su trascendencia a través de los años ha sido la siguiente:

1993
El Grupo Techint comienza a gerenciar las operaciones de Somisa, en Argentina, y la transforma en Siderar.
1998
Sidor de Venezuela se integra al proyecto bajo un modelo de gestión sustentado en el crecimiento productivo, la inversión en tecnología y la fuerte capacitación de sus recursos humanos.
2005
En agosto se concreta la integración del tercer pilar que potencia al conjunto, Hylsa, la siderúrgica emblemática de México.
2006
En febrero comienza a cotizar en la Bolsa de Nueva York (NYSE) bajo el símbolo TX


TERNIUM SIDOR, cuenta entre muchas de sus plantas, con 17 instalaciones más unas auxiliares. Dando como resultado la mayor producción de acero en Latinoamérica, obteniendo así el Certificado Multisite en su Sistema de Gestión de Calidad. Su capacidad productiva anual (en millones de toneladas) es de:


Acero crudo: 10,8
Pellas: 13,8
Hierro de reducción directa: 6,9
Laminados en caliente: 5,9
Laminados en frío: 4
Revestidos: 1,5
Tuberías: 0,5


Entre sus principales plantas para la producción del acero tenemos:




  • PLANTA DE PELLAS

    Esta planta se subdivide en dos grandes estaciones la primera es donde la pella es depositada en una especie de pozo para luego ser seleccionada y pesada (este pozo es llenado por pellas provenientes de FERROMINERA DEL ORINOCO C.A), la segunda estación contiene las pellas ya seleccionadas, y depositada en grandes cantidades, en esta planta se puede encontrar la pella en dos de sus presentaciones en forma de roca y en forma de fino (como el polvo) para luego ser transportadas a la planta de aceria. La pella es uno de los componentes principales para la producción del acero.

Pozo de Pellas provenientes de
FERROMINERA DEL ORINOCO C.A.


Izq.Pella en forma de Fino (como el polvo). Der.Pella en forma de Roca.



  • PLANTA DE HIERRO Y LATA (HYL MIDREX)

    En esta planta llega la pella (ya antes seleccionada) por medio de una serie de maquinas que se encargan de recogerlas y de llevarlas hasta la planta de HYL Midrex donde seguidamente también es transportado el mineral de hierro a través de correas transportadoras donde éste es recibido por la tolva de recepción de mineral de hierro para luego ser unido con la pella para la obtención del HRD (Hierro de Reducción Directa) sin mineral de hierro no existiría el acero, es el componente más importante para la obtención del acero. La principal función de HRD Midrex es la de reducir el oxigeno y aumentar el mineral de hierro presente en las pellas a través de la inyección de gas para que se convierta en HRD, el cual es un hierro de alta calidad de metalización, y es fácil de reconocer porque se adhiere fácilmente a cualquier metal (Efecto de Imán). Se puede destacar que la automatización de esta planta redujo la cantidad de accidentes laboral en esta empresa produciendo así más confianza y liderazgo entre sus trabajadores.

    Una de las más importantes inversiones de Ternium Sidor fue su nueva planta de Midrex llamada Midrex II cuyo objetivo es el de aumentar la producción, darle confiabilidad operativa a la instalación, y aportar mejora de diseño, calidad y seguridad. Esta planta cuenta con la modificación y ampliación de la capacidad de regeneración, la adaptación de los sistemas de evacuación de gases y las estaciones reductoras de gas natural, la modernización de parte del sistema eléctrico y la automatización de esta instalación productiva. Con estos trabajos se incremento la capacidad de generación de gases reductores y, con ello, se aumento la productividad del reactor, llevándolo de menos de 100ton/hora a 127 ton/hora.

    Ahora la siderurgia tiene la posibilidad cierta de incrementar su producción de hierro de reducción directa y, a su vez, producir una mayor cantidad de acero liquido.



Izq.Maquinas Transportadoras de Pellas. Der. Correas Transportadora del Mineral de Hierro.




Izq.Planta Midrex I. Der.Producto Final HRD, hierro de alta calidad de metalización.




Planta Midrex II. Mayor seguridad y producción se consigue con planta Midrex II


  • PLANTA DE CHATARRA

    La chatarra es uno de los componentes para la obtención del acero, en esta planta se acumulan todos los residuos metálicos inservibles provenientes de la ciudad tales como: los postes de luz en mal estado de deterioro, tanques metálicos oxidados, tanques de lavadoras viejas y todos aquellos residuos metálicos desechados por el hombre y que es aprovechado por la industria siderurgia como chatarra.

Izq. Planta de Chatarra vista frontal. Der.Planta de Chatarra vista diagonal.

  • PLANTA DE ACERIA

    Es el corazón de la planta, seis hornos de arco eléctrico reciben el HRD en proporción de 80% en cada horno a temperaturas que oscilan entre (1800 - 2700) ºC, cada horno tiene capacidad para 250 toneladas. Introducen el HRD con un 20% de chatarra a la cual se le conoce con el nombre de materia prima secundaria. De estos hornos salen dos productos conocidos con el nombre de Planchones y el otro como Palanquillas, esta última no es más que unas varillas metálicas de forma rectangular utilizadas para la obtención del alambron.


Izq. Hornos. Der. Chatarra transportada hasta los hornos.


Izq.Palanquillas vista frontal. Der.Palanquillas vista diagonal





  • PLANTA DE ALAMBRON

    Esta planta es la encargada de recibir a la palanquilla para luego convertirla en alambron, un rollo de alambron se obtiene con tan solo una palanquilla, estas palanquillas son transportadas desde la planta de aceria hasta la planta de alambron a través del tren de barras, cuya función es de transportar las palanquillas hasta los hornos donde se laminan pasando por varios rodillos hasta obtener el grosor deseado y convertirlas en grandes rollos de espiras de alambron, con 9 mm de diámetro y 1972 Kg.

Izq.Por cada uno de estos hornos van pasando las palanquillas. Der.Luego de ser laminada se convierten en grandes rollos de espiras de alambron.




Proceso de transportación de los rollos de alambron hasta el patio de despacho.





Producto final Grandes Rollos de Alambron con 9 mm de diámetro y 1972 Kg.






En Ternium Sidor hacen honor a su eslogan “Crecemos Contigo” ya que se ha convertido en la principal siderurgia nacional que ha generado mayor bienestar al país con sus programas de:



Programa “La Bombona Popular” de Propymes

Este programa fue incorporado a nuevas pequeñas y medianas empresas distribuidoras de gas, de manera de ampliar la colocación de los cilindros de 10 Kg. y beneficiar a la población de bajos recursos con este producto de primera necesidad, poniendo a disposición y a precios solidarios, a nivel nacional, bombonas de gas de 10 Kg. hechas con acero venezolano.





Programa “La Orquesta y Sidor Visitan Mi Escuela”

Apoyo permanente al Movimiento Orquestal Sinfónico de Ciudad Guayana en la realización de conciertos populares.





Programa “Una Mano al Uyapar”

Mejora de infraestructura y dotación con equipos médicos de alta tecnología a la unidad de Terapia Intensiva de Adultos del Hospital Uyapar.





Programa “Una Mano al Menca de Leoni”

Dotación de camas y equipos de última tecnología para la nueva Unidad de Terapia Intensiva Infantil de servicio Pediátrico Menca de Leoni del Hospital de Guaiparo.




Programa “Sidor Va a la Escuela”

Mejora de infraestructura de varias instituciones en Ciudad Guayana, entre ellas:

-Escuela Básica Nacional “Luís Beltrán Prieto Figueroa”, core 8

-Escuela Básica Nacional “Guayana”, La Gallina

-Escuela Básica Nacional “Madre Maria de San José”, El Guamo

-Escuela Básica Nacional “Bachiller Felipe Hernández”, Urb. José Tadeo Monagas

-Escuela Básica Municipal “Manuel Carlos Piar”, core 8

-Centro de Educación Inicial Guayana, La Gallina

-Casa Hogar La Cigüeña, Los Olivos











TERNIUM SIDOR



…Desarrollando el Tejido Industrial Venezolano…

miércoles, 16 de mayo de 2007

laboratorio#1.

Laboratorio de instrumentación industrial
“calibración del transmisor de presión diferencial electronico #1”

Introducción

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. En esta practica determinaremos la lectura y error que se
se mide por medio de un manómetro que define la diferencia entre la presión que es desconocida y la presión atmosférica que existe, si el valor absoluto de la presión es constante y la presión atmosférica aumenta, la presión manométrica disminuye; esta diferencia generalmente es pequeña mientras que en las mediciones de presiones superiores, dicha diferencia es insignificante, es evidente que el valor absoluto de la presión puede abstenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a
la lectura del manómetro y tubo “U” a continuación.

Integrantes:
Cambridge Alberto
Ríos Dailenis
Romero Diomelis
Torreira Rainer

Objetivos General

Calibrar un transmisor electrónico ( TYLOR 505T), para presión diferencial.

Objetivos Específicos

Determinar el error de lectura de un manómetro haciendo uso del transmisor electronico.
Conocer las características generales Del instrumento e interpretar La información.
Obtener las entradas y salidas de La presión de La escala a medir.

Fundamentos teóricos

Presión: fuerza por unidad de área o superficie, en donde la mayoría de los casos se mide directamente por su equilibrio con otras fuerzas, conocidas que pueden ser de una columna liquida, resorte o un diagrama cargado con un peso u otro elemento.


Transmisores: consisten en instrumentos que interpretan fenómenos físicos, los cuales los traducen en señales estampar de ingeniería. son aquellos instrumentos que captan la variable de proceso , generalmente pueden ser a través de un elemento primario, y lo transmiten a distancia en forma de señal neumática , electrónica, pulsos, protocolarizada o bus de campo.


Tipos de transmisores

Transmisores diferenciales: son instrumentos que transmiten la diferencia entre dos señales.

Transductor de tipo capacitivo: se basan en la variación de capacidad que se produce en un condensador al desplazarse una de sus placas por la aplicación de presión.

Transductor de presión de silicio difundido: consiste en un elemento de silicio situado dentro de una cámara conteniendo silicona que están en un contacto con el a través de un diagrama flexible.

Procedimiento experimental

Primeramente realizamos el montaje en dicha práctica. Luego conectamos la salida del transmisor como se indico, se debió tomar lecturas para valores de 0%, 25% 50%, y 100% tomando 5 lecturas variando la presión a lo largo del rango para luego medir la corriente de salida del transmisor.
Quitamos las tapas del medidor, ajustamos la entrada al valor de cero, giramos el tornillo ZERO para que la salida nos hubiera dado 4ma.y por ultimo ajustamos la entrada al valor máximo de presión y ajustamos el de spam con una salida de 20ma.
Repetimos los pasos 5y7 para obtener una precisión de lectura. Realizando una toma de 5 lectura con la columna de agua.


Mediciones directas:

Datos del transmisor:
IMax = 250ma
VMax= 45v pero el que fue aplicado a la practica fue de 24v.
Spam = 25 100 o 150 H2o.
Salidas = 4-20ma.
Tubo de “U” = 100cm

Cálculos realizados:

Fpeso = mg = · V · g = · g · h · S

Siendo V el volumen de la columna y la densidad del líquido. Luego la presión debida al peso vendrá dada por la presión en un punto.
P (patrón)= 1000*1m*9.98m/seg2= 9980Pa.

Presión experimental a partir de la corriente:


Antes de calibrar:








Después de calibrar:



Grafica: corriente vs presión







Caculo de errores

Error de cero:
I4ma – 4.32maI = 0.232.

Error de ganancia:
I 1 – 1.00853I= 0.0085

Error de fondo de escala:
I20 – 19.92I= 0.08

Error de no linealidad






Los errores son pequeños debido a que las presiones son muy bajas y que ademas se logro calibrar el transmisor de manera sencilla para obtener lecturas de salida aceptable comparado con la teorìca.


Tabla relacionada con la presiòn de la columna de agua con su correspondiente en pascal:
1pulgada 256.4Pa ( para el H2o)
1pulgada 2.54cm y como 100cm 1mts
Resulta que a 1mts la presiòn del agua es de 10.094kPa.





Tabla de relacion de corriente y voltaje


Antes de calibrar:




La salida teorica del medidor es de 4ma debido a la entrada que se le suminstro al transmisor que fue de 24v ese valor se introduce a la ecuacion planteada y genera ese valor.

Conclusines y Analisis

En la practica realizada se pudo apreciar que estos transmisores electronicos son facil de calibrar o de ajustar ,los cuales a la hora de lectura de corriente, voltaje o presiòn nos arrojo resultados coherentes con los datos teoricos y que a pesar de haber obtenidos presiones muy pequeñas por como variaba la altura del liquido los errores fueron aceptable en conjunto con salidas del dispositivo.

martes, 1 de mayo de 2007

Ingeneria Conceptual

MONITOREO Y CONTROL AUTOMATICO DE PRESION Y TEMPERATURA PARA EL PROSSESO DE TRANSPORTE DE GAS NATURAL


EL PROBLEMA


Desde mediados de la década de los 90 el uso del gas natural como recurso energético tanto industrial como domiciliario ha sido desmesurado. El transporte y distribución de este combustible es posible gracias a la operación de gasoductos.

La transformación del sector del transporte de petróleo y gas tiene amplias consecuencias para los operadores de gasoductos. Para adaptarse a los cambios, deben lograr una mayor eficacia operativa, mejorar el rendimiento medioambiental y solventar las deficiencias de seguridad de los sistemas de transporte de gas. Cada vez más, necesitan soluciones completas que combinen una alta productividad con una seguridad y una protección fiables.

El control automático es de vital importancia en el mundo de la ingeniería. Además de resultar imprescindible en sistemas robóticos o procesos de manufactura moderna, entre otras aplicaciones, se ha vuelto esencial en operaciones industriales como el control de presión, temperatura, humedad, viscosidad, y flujo en las industrias de transformación y transporte; sobre todo en sistemas potencialmente peligrosos.


Las operaciones con hidrocarburos gaseosos a través de estos gasoductos no escapa a este monitoreo y regulación. Sino que por el contrario, se hace estrictamente necesario el control exhaustivo de diversas variables de proceso, sobre todo de la presión y de la temperatura.


Un déficit de temperatura puede ocasionar la compresión excesiva del gas y como consecuencia perdida en su capacidad motora; asi como un exceso de ella conlleva a un aumento desmesurado de la presión que pone en peligro la estabilidad de la tubería asi como la integridad de uniones, codos, válvulas, etc.

Por otra parte una presión muy baja trae como consecuencia un retardo en la transmision del gas entre dos puntos muy distantes del gaseoducto. Todo esto evidencia la importancia de establecer rangos de operacionalidad de las variables mencionadas (presión y temperatura).


De esta manera se presenta la necesidad de crear un sistema en donde el proceso de medición y control de las variables antes mencionadas sea el mas factible, seguro y eficiente, por lo que se propone un esquema de monitoreo y control automático de presión y temperatura en procesos de transporte de gases .



El PROCESO



Sistema de Recolección

El sistema de recolección constituye el primer eslabón de la cadena de transporte del gas natural. Los sistemas de recolección transportan el gas desde la cabeza el pozo hasta las instalaciones locales de procesamiento.


Proceso de separación

Mediante este proceso se obtiene:

Gas natural seco (metano y etano) que se transporta por gasoductos a los centros de consumo.

Líquidos de gas natural (propano, butano, pentano y mas pesados) que se transporta por poliductos hasta una planta de fraccionamiento.

Otros componentes: Agua, azufre y otras impurezas que no tiene valor comercial.


Proceso de fraccionamiento

Es un proceso que consiste en separar los líquidos del gas natural (LGN) en gas licuado de petróleo (GLP) y gasolina natural.



Sistema de Transporte

El sistema de transporte es el segundo eslabón en la cadena de movilización del gas natural, este proceso puede es realizado general mente de dos maneras.

Una es por medio de oleoductos, 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, esto ocurre en distancias que comprenden áreas regionales y/o nacionales, ya que, para la exportación del gas por ejemplo, debido a que son distancias extremadamente grandes se realiza un proceso diferente donde el gas es licuado y trasladado haciendo uso de buques de carga. En este caso, es transformado en gas natural licuado (GNL). El proceso de licuado permite retirar el oxígeno, el dióxido de carbono, los componentes de azufre y el agua. Los elementos principales de este proceso son una planta de licuado, barcos de transporte de baja temperatura y presurizados y terminales de regasificación.

Por su parte el gas que es trasladado a través de los gasoductos, viaja a una temperatura y una presión determinada, la cual varía según sea el área por el cual transite. Por lo general la presión a la que circula en gas por el gasoducto es normalmente de 72 bar para los de las redes básicas de transporte y 16 bar en las redes de distribución.


Almacenamiento

Antes de llegar al consumidor, el gas natural puede ser almacenado en depósitos subterráneos para que la industria del gas pueda afrontar las variaciones estaciónales de la demanda.

El gas natural puede ser almacenado reservorios en el subsuelo que generalmente son cavernas de sal y también como gas natural licuado- GNL (en buques metaneros y tanques de gran capacidad). Como otra forma de almacenaje puede considerarse a los cilindros de GNC donde se almacena gas natural a alta presión para uso automotor.

Estos depósitos están generalmente situados cerca de los mercados consumidores de tal forma que las empresas de distribución de gas natural pueden responder a los picos de la demanda y proporcionar el gas a sus clientes continuamente y sin demora. Durante los períodos de poca actividad, las empresas de distribución pueden vender el gas natural en el mercado físico (spot).

Sistema de Distribución

El último eslabón de la cadena del gas natural es el sistema de distribución. La compañía distribuidora local, recibe el gas de la empresa transportadora, reduce la presión del gas, lo odoriza y luego lo distribuye a los clientes.

SOLUCIONES DE TERCEROS


Existen una diversidad de formas disponibles de medir la temperatura y la presión en gasoductos algunas de la cuales son de gran simplicidad pero que requieren la constante intervención del hombre para ser completada la medición.

Por otra parte con el avance de la tecnología, han sido desarrollados con el pasar del tiempo sistemas de medición de las variables antes mencionadas con una capacidad de manipulación mayor sobre los datos obtenidos, por medio del establecimiento de un control sobre válvulas y swiches que permiten obtener los valores deseados de presión y temperatura.

De los modelos más antiguos de estos sistemas es un fiel ejemplo el sensor de presión con un indicador analógico, en donde el sensor encargado de tomar las muestras de la variable se encuentra en el interior de la tubería de transporte del gas y en la parte exterior se encuentra como una especie de indicador en forma de reloj, de igual manera se cuenta con un sensor de temperatura en el interior de las tuberías transportadoras y en su exterior posee un indicador de las mediciones realizadas.

De manera más actual se cuenta también sistemas de mediciones donde se realizan transmisiones inalámbricas de las mediciones hacia un centro de control donde es recibida y revisada por operadores (personas encargadas) y que en consecuencia toman las acciones pertinentes de control, es un método con cierto grado de efectividad pero que aun asi requiere la intervención del hombre de manera obligatoria.




SOLUCION PROPUESTA



En lineas generales, un controlador automático es un dispositivo basado en hardware y software, que funciona mediante el monitoreo de una señal de error, que es la diferencia entre los valores establecidos (el valor de temperatura, presion etc. que se requiere que el controlador mantenga) y los valores reales o medidos que el parámetro a controlar tiene. La combinación del sistema a controlar y el controlador empleado tienen generalmente una disposición de lazo cerrado.
En el punto de ajuste se establece el valor deseado del parámetro y se realiza la diferencia del valor real con el valor deseado, y este valor de error E es pasado al controlador, el cual responde de acuerdo a su implementación, (el nuestro es PID) el controlador pasa su respuesta al elemento de control, que puede ser una válvula, una resistencia eléctrica, una fuente de poder, encargado de actuar para cambiar los valores del parámetro controlado, entonces, el sensor mide el valor del parámetro y dicho valor es enviado al punto “E” donde se realiza la diferencia o señal de error. El hecho de que la salida del controlador (considerando como controlador, el controlador mismo, el elemento de control y el parámetro) esté conectada con su misma entrada le confiere la naturaleza de sistema cerrado o retroalimentado.

Para poder controlar la temperatura en un sistema se puede realizar mediante el algoritmo siguiente:
· Leer la temperatura del material (T muestra ) usando un sensor de temperatura.
· Se compara la temperatura de la muestra con la temperatura de ajuste (T ajuste ).
· Basada en esta comparación, se decide que valor de voltaje se necesita enviar al calentador/enfriador para que la temperatura de la muestra se acerque a la temperatura de ajuste. Este trabajo es hecho por un controlador PID
· Segun la señal de salida del PID, el elmento final de control enfria o calienta la muestra.
Este proceso se ejecuta continuamente hasta obtener la temperatura deseada
De forma analoga procedemos con la presion. Un sensor de presion esta este en contacto con el gas es el encargado de enviar una señal al controlador para que este la procese.
El valor de la presion esta por debajo del deseado, el controlador activa unos compresores con los cuales hace aumentar la presion. Si el valor de presion esta por encima del requerido se descomprime el gas.

Los sensores de temperatura pueden ser colocados uno al principio del gasoducto y otro al final; mientras que colocolar un sesor de presion al principio es suficiente. Recordemos que la presion de un gas dentro de un tubo es igual en todos los puntos de este, cosa que no ocurre con la temperatura.

El elemento final del control de la presion (compresores) es colocado al principio del gasoducto para imprimirle fuerza al gas que va a ser enviado. Mientras que el elemento final de control para la temperatura consta de un conjunto de resistencias electricas en paralelo dispuestas dentro del ducto separadas a una distancia prudente una de la otra.