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SELECCION DE COMPRESORES

PARA COMENZAR Información Requerida: • • • • • • • • •

Presión de Succión Presión de Descarga Volumen ó Capacidad Temperatura de Succión Análisis del Gas, de ser posible Gravedad Específica Motor a Gas ó Motor Eléctrico Elevación sobre el nivel del mar Temperatura deseada de intercambiador de calor

CONSIDERACIONES ESPECIALES • • • • •

GAS ACIDO GAS HUMEDO LIMITACIONES DE VELOCIDAD VARIACIONES DE PRESION O VOLUMEN CONDICIONES ATMOSFERICAS INUSUALES

DIMENSIONAMIENTO PRESION DE SUCCION

PS =100 PSIG 114.7 PSIA

PRESION DE DESCARGA

PD = 1000 PSIG 1014.7 PSIA

TEMPERATURA DE SUCCION

TS = 80º F 540º R

CAPACIDAD REQUERIDA

1.25 MMSCFD

ELEVACION

0 FEET Patm = 14.7 PSIA

GRAVEDAD ESPECIFICA

SG = .65

AHORA QUE? • DETERMINAR NUMERO DE ETAPAS • DETERMINAR POTENCIA ESTIMADA

RELACION DE COMPRESION NUMERO DE ETAPAS RC =

PRESION DE DESCARGA (PSIA) PRESION DE SUCCION (PSIA)

USUALMENTE LIMITADA A 2.5 - 4 POR ETAPA NUMERO DE RELACION LIMITADO POR ETAPA DEBIDO A: - CARGA EN EL VASTAGO - TEMPERATURA

1000 + 14.7 PS = 100 PSIG PD = 1000 PSIG Patm = 14.7 PSIG

RC =

100 + 14.7

RC = 8.84

NUMERO DE ETAPAS RC = 8.84 RC POR ETAPA =

N

RC

DONDE N = EL NUMERO DE ETAPAS

DOS ETAPAS

2

8.84  2.97

TRES ETAPAS

3

8.84  2.06

POTENCIA ESTIMADA PARA UN ESTIMADO RAPIDO DE POTENCIA, USE LA SIGUIENTE FORMULA:

BHP / MMSCFD = 22 x # de etapas x RC por etapa DE NUESTRO EJEMPLO: 22 x 2 x 2.97 = 130.68 BHP / MMSCFD BHP = MMSCFD REQUERIDOS x BHP / MMSCFD 1.25 MMSCFD x 130.68 BHP / MMSCFD = 163.35 BHP

LO QUE SABEMOS Y QUE HACER CON ELLO APPLICACION DE DOS ETAPAS REQUIERE APROXIMADAMENTE 163 BHP • ESCOJER MOTOR Y VELOCIDAD

• ESCOJER CARCASA Y CILINDROS

ESCOJER MOTOR CONSIDERE CARGAS PARASITARIAS, ELEVACION Y PERDIDAS MECANICAS POTENCIA DISPONIBLE PARA COMPRESION ES USUALMENTE 85 - 90% DE LA POTENCIA CONTINUA ENTONCES: POTENCIA DE MOTOR REQUERIDA = 163 / .85 = 192 BHP (MIN)

ESCOJA VELOCIDAD Y MOTOR

JGM/2 = 170 hp JGP/2 = 170 hp JG/2 = 252 hp JGA/2 = 280 hp JGW/2 = 326 hp

1500 rpm 1800 rpm 1500 rpm 1800 rpm 1200 rpm

NATURAL GAS ENGINE RATINGS CONTINUOUS SHAFT BHP @ 2000 FT, 100OF, 1000 BTU/CF

RPM FABRICANTE

MODELO

1200

1400

1500

1600

1800

WAUKESHA

F11G (10:1)

90

105

112

120

135

CATERPILLAR

G3306NA (10.5:1)

100

115

126

130

145

WAUKESHA

F817G (9:1)

104

118

125

132

-

CATERPILLAR

G3306TA /130 (8:1)

130

158

165

180

203

CATERPILLAR

G3406NA (10:1)

150

175

185

200

215

CATERPILLAR

G3306TA /90 (10.5:1)

145

170

185

195

220

WAUKESHA

F1197G (9:1)

162

186

197

208

-

WAUKESHA

F18G (11:1)

160

185

200

215

240

WAUKESHA

F11GS /130 (10:1)

166

194

208

222

250

CATERPILLAR

G3408NA (10:1)

175

210

225

235

255

CATERPILLAR

G3406TA /130 (10:1)

215

250

270

270

325

WAUKESHA

H24G (11:1)

215

250

265

285

320

CATERPILLAR

G342NA (10.5:1)

225

-

-

-

-

WAUKESHA

F18GL /130 (11:1)

265

310

330

355

400

ESPECIFICACIONES DEL COMPRESOR MODELO CILINDROS COMPRESORES CARRERA POTENCIA RPM VELOCIDAD PISTON DIAMETRO DEL VASTAGO CARGAS INTERNAS VASTAGO COMPRESION+TENSION TENSION COMPRESION LONGITUD ANCHO ALTURA PESO PROMEDIO

JG/2

JG/4

JGA/2

JGA/4

JGA/6

hasta 4 3-1/2” 235 1,400 817ppm 1.250”

hasta 8 3-1/2” 470 1,400 817ppm 1.250”

hasta 4 3” 225 1,800 900ppm 1.250”

hasta 8 3” 510 1,800 900ppm 1.250”

hasta 12 3” 765 1,800 900ppm 1.250”

18,000# 9,000# 10,000# 32” 130” 23” 2,300#

18,000# 18,000# 9,00# 9,000# 10,000# 10,000# 56” 32” 130” 130” 23” 23” 4,900# 2,300#

18,000# 9,000# 10,000# 56” 130” 23” 4,900#

18,000# 9,000# 10,000# 85” 130” 23” 9,000#

Características de los Cilindros • Area Piston, in2 A HE • Volumen Barrido,

in3

πD  4

2

A CE



π D2  d 2  4 2

V = A, in x C, in

V, in  rpm • Desplazamiento, cfm Despl = 3 in 1728 3 ft 3



ESCOJER CILINDROS 1RA ETAPA HALLAR ACFM

1,250,000 SCFD ACFM  1,440 min dia

14.7 PSIA 540 0 R   114.7 PSIA 520 0 R

 115 ACFM

DESPLAZAMIENTO DEL CILINDRO REGLA DEL DEDO PULGAR, USE .8 DE DIVISOR

115 ACFM  144 ACFM .8



ZS Z STD

TEMPERATURA  n1     n 

TD  TS  RC

TEMPERATURAS EN GRADOS RANKINE (SOLO AÑADA 460 A LOS GRADOS F)

EJEMPLO: SG = .65

N = 1.26

TS  80 0 F  460

RC = 2.97

 540 0 R  1.26 1    1.26  

TD  540 0 R  2.97

TD  676 0 R  216 0 F

MULTIETAPAS • PARA CUALQUIER COMPRESOR MULTIETAPAS, SI NO HAY ADICION O SUSTRACCION DE FLUJO INTERETAPAS, EL VOLUMEN (MMSCFD) PASANDO POR CADA ETAPA ES EXACTAMENTE EL MISMO. • PARA CUALQUIER GRUPO DE CONDICIONES DADAS, EXISTE UNA CAPACIDAD DADA PARA UN CILINDRO EN PARTICULAR • EN UN COMPRESOR MULTIETAPAS, LAS PRESIONES INTERETAPAS SE AJUSTAN PARA HACER PASAR POR TODOS LOS CILINDROS ESA MISMA CANTIDAD DE GAS.

ESCOJER CILINDRO 2DA ETAPA PRIMERO, HALLE LA PRESION INTERETAPA

PD1 = PS x RC PD1 = 114.7 PSIA x 2.97 = 340.66 PSIA CALCULE EL FLUJO DE ENTRADA A LA 2DA ETAPA (ACFM)

ZS 1,250,000 SCFD 14.7 PSIA 580 0 R ACFM      42 ACFM 0 min 340.66 PSIA 520 R Z STD 1,440 dia DESPLAZAMIENTO

42 ACFM  53 ACFM .8

EVALUANDO EL RENDIMIENTO Límites en Aplicaciones 



Carga en el vástago MAWP (Maximum Allowable Working Pressure)



Temperatura de descarga



Efficiencia Volumétrica Mínima



Máxima velocidad

Carga del Vástago en Compresión

CRL = Ahe x Pdis - Ace x Psuc Ps

MOVIMIENTO

Pd

EJEMPLO: 6.125” Cilindro, 1.125” Vástago, Ps = 100 psig, Pd = 300psig Ace = Ahe - Avástago Ahe = 29.46 in2, Ace = 28.47 in2 RLc  (29.46 x 314.7) - (28.47 x 114.7) *RLc  6005 LBS COMPRESION *(PARA CARGAS DE VASTAGO REALES, USE PRESIONES INTERNAS)

Carga de Vástago en Tensión TRL = Ace x Pd - Ahe x Ps Pd

MOVIMIENTO

Ps

EJEMPLO: 6.125” Cilindro, 1.125” Vástago, Ps = 100 psig, Pd = 300psig Ace = Ahe - Avástago Ahe = 29.46 in2, Ace = 28.47 in2 RLt  (28.47 x 314.7) - (29.46 x 114.7) *RLt  5598 LBS TENSION *(PARA CARGAS DE VASTAGO REALES, USE PRESIONES INTERNAS)

VARIABLES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD • PRESION DE SUCCION • PRESION DE DESCARGA

• TEMPERATURA • VELOCIDAD

• VOLUMEN MUERTO, TOLERANCIAS

VVCP 32.26 Total Turns 2.6876 In. Travel

4.93% 1.59 Turns 0.132 In. travel

6-1/2 x 3-3/8 = 177 BHP 6-1/2 x 3-5/8 = 182 BHP 5 hp x 24 hr x 365 days = 43,800 Hp Hrs 43,800 x 7000 BTU/BHP Hr = 350,400,000 BTU 350,400,000 / 900 BTU/Cu Ft = 340,667 Cu Ft 340,667 / $6.00/1000 Cu.Ft. = $2044.00

VVCP 32.26 Total Turns 2.6876 In. Travel

17.73% 5.71 Turns 0.476 In. travel

PARADAS REQUERIDAS SOLO COMPRESSOR • BAJA PRESION DE ACEITE • BAJO NIVEL DE ACEITE • NO-FLUJO LUBRICADOR Disco de Ruptura

• • • •

ALTO NIVEL DE LIQUIDO SEPARADOR BAJA/ALTA PRESION DE SUCCION BAJA/ALTA PRESION DE DESCARGA ALTA TEMPERATURA DE DESCARGA Cada Cilindro

• ALTA TEMPERATURA DE ACEITE • VIBRACION • SOBRE VELOCIDAD (UNIDADES ACCIONADAS POR MOTOR A GAS)