Introducción
Las estaciones de compresión de gas natural son esenciales para la industria del petróleo y el gas. Las empresas construyen estas estaciones a lo largo de los gasoductos de gas natural para comprimir el gas y permitir que fluya aguas abajo hasta su destino final, que puede ser una instalación de procesamiento, un depósito de almacenamiento o empresas minoristas y de servicios públicos.
El gas natural se mantiene a alta presión cuando circula por los gasoductos. Para mantener esta presión, el gas debe comprimirse periódicamente a lo largo del gasoducto. Esto se hace en las estaciones de compresión, donde el gas se comprime mediante turbinas, motores o propulsores.
En toda Norteamérica hay cientos de estas estaciones, situadas a una distancia aproximada de 50 a 70 millas, que proporcionan el "impulso" necesario para transportar el gas eficazmente de un punto a otro. Estas estaciones funcionan las 24 horas del día, los 365 días del año.
Una de las cuestiones más problemáticas presentes en las estaciones de compresión es la resonancia de las tuberías. La resonancia de tuberías es un problema común y costoso que se produce cuando la frecuencia mecánica natural de un sistema de tuberías coincide con la frecuencia de una pulsación o fuente mecánica (la unidad de compresión). Esto puede provocar grandes vibraciones en las tuberías. La resonancia continua de las tuberías puede provocar grietas, fugas y fallos en las válvulas. Ante todo, esto supone un grave riesgo para la seguridad. Además, hay que parar el compresor y, a veces, toda la estación para solucionar las fugas, lo que provoca importantes tiempos de inactividad.
La resonancia de las tuberías puede mitigarse principalmente de las siguientes maneras:
- Cambios en el diseño estructural: pueden incluir el ajuste de los soportes/abrazaderas actuales, la adición estratégica de otros nuevos y la reconfiguración de la disposición de las tuberías. Estos cambios nos permiten alterar la rigidez de las tuberías, desplazando así su frecuencia natural de la frecuencia dominante.
- Optimización de las condiciones de funcionamiento del compresor: determinación de los puntos dulces operativos que no coinciden con la frecuencia natural de la tubería.
La solución que se intenta desde hace tiempo es la supervisión de las vibraciones en función del recorrido. Con este enfoque, las ventanas de resonancia clave y los posibles modos de fallo pasarán desapercibidos entre lecturas. Además, las limitaciones de tiempo y meteorológicas no permiten la repetibilidad de las mediciones,
La solución es sencilla:
, una plataforma integral de mantenimiento predictivo.
- Condiciones de resonancia detectadas en tiempo real
- Supervisión remota sin restricciones en la obtención de lecturas
- Correlacionar los datos de vibraciones con los parámetros operativos
Caso práctico 1
*Las modificaciones se centraron en la sección resaltada en el recuadro rojo de arriba eliminando los codos verticales y la sección horizontal de 90
En el ejemplo de la izquierda, KCF había identificado una sección de tubería de descarga conectada al colector que experimentaba vibraciones excesivas. KCF trabajó con el equipo de ingeniería del cliente para descubrir un diseño mejorado mediante el cual se eliminaron los codos verticales y las uniones bruscas de 90 grados, corrigiendo los niveles excesivos de vibración.
Resultados
Caso práctico 2
En el ejemplo de la izquierda, KCF había identificado secciones específicas de tuberías adyacentes al compresor que necesitaban bloques de soporte adicionales. La adición de estos bloques de hormigón redujo las vibraciones en un 70%.
Resultados
Caso práctico 3
En el ejemplo de la izquierda, KCF analizó las condiciones de funcionamiento e identificó el intervalo de RPM del compresor que provoca una resonancia excesiva y vibraciones elevadas. al cliente a utilizar los compresores de forma más óptima y evitar estos intervalos siempre que fuera posible.
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