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Profesor: Manuel E. Cabarcas

INGENIERIA DE GAS

Profesor: Manuel E. Cabarcas Simancas

COMPRESORES


CLASIFICACIN DE LOS COMPRESORES

Compresores

Compresores de

Desplazamiento Positivo

Compresores Cinticos o

Dinmicos

Reciprocantes Tornillo rotatorio Centrfugos Axiales


crankshaft crosshead cylinder

suction side

discharge side

CLASIFICACIN DE COMPRESORES COMPRESOR RECIPROCANTE


Esquema de compresor de simple efecto

Esquema de compresor de doble efecto


Cilindros en oposicin


Cilindros en lnea

Cilindros en V



CLASIFICACIN DE COMPRESORES COMPRESOR CENTRFUGO


CLASIFICACIN DE LOS COMPRESORES RANGO GENERAL DE APLICACIN


TERMODINMICA DE COMPRESIN CICLO DE COMPRESIN


TERMODINMICA DE COMPRESIN

Tericamente existen tres formas de comprimir el gas natural:

CPV k CPV CPVn


El gas permanece a temperatura constante a travs del proceso.

La energa interna es removida del sistema en forma de calor a la misma

velocidad que es aadida por el trabajo mecnico de compresin.

La compresin o expansin isotrmica es favorecida por una gran superficie de

intercambio de calor, un volumen pequeo de gas, o un lapso de tiempo largo.

Con dispositivos reales, la compresin isotrmica generalmente no es posible.

TERMODINMICA DE COMPRESIN COMPRESIN ISOTERMICA


En este proceso no hay transferencia de calor entre el sistema y su entorno, y

todo el trabajo aadido es agregado a la energa interna del gas, resultando un

incremento de temperatura y presin.

La compresin o expansin adiabtica es favorecida por el buen aislamiento, un

gran volumen de gas, o un lapso corto de tiempo,

En la prctica siempre habr una cierta cantidad de flujo de calor, pues hacer un

sistema adiabtico perfecto requerira un perfecto aislamiento trmico de todas

las partes de una mquina.

TERMODINMICA DE COMPRESIN COMPRESIN ISENTRPICA O ADIABTICA


TERMODINMICA DE COMPRESIN


E

WW teoricoActual

TERMODINMICA DE COMPRESIN POTENCIA

HWteorico 12teorico hhmW isen

Eficiencia Global = (Eficiencia Isentrpica o Politrpica) x (Eficiencia Mecnica)

E Eficiencia global, decimal


112

03,3/

1

1

2211k

k

sc

scg

P

P

T

P

k

kZZ

E

TQEtapaHP

TERMODINMICA DE COMPRESIN POTENCIA POR ETAPA

E Eficiencia global, decimal

gQ Flujo de gas, MMscfd

vp CCk

1T Temperatura de succin, R

1P Presin de succin, psia

2P Presin de descarga, psia

scT Temperatura a condiciones estndar, R

scP Presin a condiciones estndar, psia

21,ZZ Factor de compresibilidad en la succin y descarga


poliE

1

k

1k

n

1n

1P

P

1P

P

E

n

1n

1

2

k

1k

1

2

isen

TERMODINMICA DE COMPRESIN EFICIENCIA ISENTRPICA VS. EFICIENCIA POLITRPICA


isen

k

k

DE

P

P

TT

1

1

1

1

2

1

TERMODINMICA DE COMPRESIN TEMPERATURA DE DESCARGA

DT Temperatura de descarga, psia

isenE

La temperatura mxima de

descarga no debe exceder 302 F

Compresores Centrfugos:

0,65 0,8

Compresores reciprocantes de alta

Velocidad: 0,7 0,75

Compresores reciprocantes de baja

Velocidad: 0,83 0,9

Compresores de tornillo:

0,65 0,75


TERMODINMICA DE COMPRESIN RELACIN DE COMPRESIN

n

D

P

PRC

1

1

Al incrementar la relacin de compresin:

Declina la eficiencia volumtrica Aumenta la temperatura de descarga Aumenta el esfuerzo mecnico impuesto sobre

el pistn y eje.

1P Presin de succin, psia

2P Presin de descarga final, psia

n Nmero de etapas requeridas

4RC

Las relaciones de compresin tpicas oscilan entre CR=3 y CR=3,5

Requisito de la relacin de compresin:


Compresor

COMPRESORES CONFIGURACIN DE UNA ETAPA DE COMPRESIN

Scrubber

de succin

Scrubber

de descarga

Aeroenfriador

Gas

Condensados

Condensados

Gas

La cada de presin en un intercambiador de calor

inter-etapa es = 5 10 psi

La temperatura de succin de la prxima etapa

est alrededor de 25 30 F por encima de la temperatura del aire.

La temperatura de descarga no debe

superar los 302 F

Las relaciones de compresin tpicas

oscilan entre CR=3 y CR=3,5 y no deben

ser mayores de CR=4


COMPRESORES AEROENFRIADORES


Etapa 1

PP

P

P

P

i

d

S

i

0..

2 dSii PPPPP

Etapa 2

SP

P

dP

iP PPi

S

i

P

PCR 1 PP

PCR

i

d

2

2

.42

dS

i

PPPPP

2

.42

dS

i

PPPPP

dSi PPP

P .2

21 CRCR Condicin para el mnimo consumo de potencia

COMPRESORES EN SERIE EFECTO DE LA CADA DE PRESIN EN EL AEROENFRIADOR


Etapa 1

SP

P

dP

iP PPi

S

i1

P

PCR

PP

P

PP

P

P

P

i

d

i

i

S

i

0P.PP.P.PP.PP d

2

SiS

2

i

3

i

321 CRCRCR Condicin para el mnimo consumo de potencia

COMPRESORES EN SERIE EFECTO DE LA CADA DE PRESIN EN EL AEROENFRIADOR

Etapa 2 Etapa 3

iP

P

PPi

PP

PCR

i

i2

PP

PCR

i

d3


Tipos de Accionamiento

Motor a combustin interna


Tipos de Accionamiento

Motor Electrico


Optimizacin de Instalaciones



ETAPA 3

ETAPA 2

LC

LC

LC

LC

ETAPA 1

Compresor

Aeroenfriador

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

LP Cond

PC

A Planta o Gaseoducto

Venteo o Tea

Condensado LP

Disposicin del Agua

Entrada de Gas

Scrubber



ETAPA 3

ETAPA 2

LC

LC

LC

LC

ETAPA 1

Compresor

Aeroenfriador

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber


HP Cond

PC

Condensado HP

Disposicin del Agua

Entrada de Gas

Scrubber

LP Cond

PC

Venteo o Tea

Condensado LP

Deposito de Agua

Scrubber



ETAPA 3

ETAPA 2

LC

LC

LC

LC

ETAPA 1

Compresor

Aeroenfriador

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber


Entrada de Gas

Scrubber

LP Cond

PC

Venteo o Tea

Condensado LP

Disposicin del Agua

PC

Scrubber Condensa

dor HP LC

Scrubber



ETAPA 3

ETAPA 2

LC

LC

LC

LC

ETAPA 1

Compresor

Aeroenfriador

Separador

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

Compresor

Aeroenfriador

Scrubber

LP Cond

PC


Venteo o Tea

Condensado LP

Disposicin del Agua

Entrada de Gas

Scrubber


Fin de la Presentacin

Gracias Por su Atencin

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