BOMBAS PARALELAS

Series of Parallel Arrangement in a Two-Unit Compressor Station (Serie de disposiciones paralelas en una estación de compresor de dos unidades)

PRESENTADO POR:

 ALEJANDRO RIVERA FERNANDEZ

PRESENTADO A

Diego Alejandro Gutierrez Orrego

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERIA

MECANICA DE FLUIDOS

MEDELLIN

2017

Introducción:
La presión y las características de un flujo en una tubería, así como otros factores pueden influir en la disposición de compresores en una estación de gas, a continuación, se describe cómo determinar la disposición de los compresores en una estación de tuberías de gas de dos unidades donde no hay unidad de reserva. Para este estudio los compresores son accionados por motores de velocidad variable, también se tendrá en cuenta cambios en la frecuencia de accesorios como turbinas de gas y motores eléctricos.
Posteriormente se analiza tanto el sistema en series y el sistema en paralelo en un modo de simulación transitoria para determinar cuál es el modo de funcionamiento  más ventajoso. Se tiene en cuenta para este estudio las características específicas del rendimiento del compresor y se describe cómo estas características de rendimiento influyen en el resultado final.

Objetivo:
Establecer mediante simulaciones y ensayos, bajo qué condiciones y parámetros es posible lograr una mayor  eficiencia en una estación ya sea con el sistema en serie o paralelo utilizando ambos compresores.

Marco teórico:

¿Cómo se trabajan las bombas en serie?
Por continuidad, dos o más bombas trabajando en serie llevan todas ellas el mismo caudal y la cabeza dinámica total que proporcionan es la suma de las cabezas dinámicas individuales en el punto de operación correspondiente al caudal común, como se ilustra en la figura 1.[1]

[pic 1]
Figura1.bombas operando en serie.[tomada de mecánica de fluidos. Julio Eduardo Cañón]

 (1)[pic 2]

  (2)[pic 3]

¿Cómo se trabaja la serie en paralelo?
Cuando las bombas se encuentran en paralelo entre dos nodos, las cabezas dinámicas deben ser las mismas y el caudal es la suma de los caudales de cada una de ellas operando a esa cabeza, como se ilustra en la figura 2.[1]

[pic 4]

Figura2.bombas operando en paralelo. [tomada de mecánica de fluidos. Julio Eduardo Cañón].

 (3)[pic 5]

 (4)[pic 6]

Modelo de simulación:

La simulación para este trabajo se realizó con la ayuda del módulo de estado USM, este programa ofrece la simulación digital del comportamiento de flujo de gas transitorio en un sistema de tuberías, también permite calcular las variables en el tiempo los flujos, presiones, potencia, y otras variables y puede determinar la respuesta del sistema debido a estas y otras variables.

El programa resuelve la conservación de la masa en función del tiempo mediante la ecuación 5.

                                              (5)
[pic 7]

Donde el área es constante y la densidad es calculada, y el balance de momento se satisface la ecuación (6), para una tubería sin diferencias en la elevación.

                             [pic 8] (6)

En este sistema, la velocidad media de las ondas es de 325 m / s, con una longitud de base de 1,61 km, y el incremento de tiempo tiene que ser aproximadamente cinco segundos, entre otros parámetros ya definidos.

Este método arroja ciertos mapas de compresores para las relaciones entre flujo, cabeza y eficiencia, basada en el rendimiento real del compresor centrífugo, para algunos modelos de compresores estos mapas muestran sobretensiones a “ahogarse”. Arrojando así resultados cercanos a los óptimos. Llegando así que el compresor que opera en paralelo bajo condiciones extremas es menos eficiente que el compresor que opera en serie.

Supuestos modelo de simulación:

El modelo de simulación supone lo siguiente:
• Tubería es de 508 mm-(20in) de diámetro, 192 millas de largo, y enterrado.

• Estación de compresión se encuentra aproximadamente en el centro de la tubería. Nodos C1S y C1D representan la succión y de descarga.

 • Presión de entrada de la tubería, la Fig. 3, es constante 104,6 bar ~ 1517 psi.

 • Presión de descarga se limita a 104,6 bar ~ 1517 psi, supuesta presión máxima de funcionamiento de tuberías.
• La salida de flujo requerida en la puerta de la ciudad. Fig. 3,  es 391 * 10 3 Nm3/h 3 / h ~ 820 psi.

 • Puerta de la ciudad puede tolerar una caída de la presión a 41,4 bar ~ 600 psi.

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