Notas de Productos

Detección de fuga de sellos en compresores de gas natural

Los caudalímetros térmicos utilizados para monitorear emisiones fugitivas ayudan a mantener el cumplimiento regulatorio y mejorar las rutinas de mantenimiento.

El metano es un potente gas de efecto invernadero (GEI); su capacidad para atrapar calor en la atmósfera es 25 veces mayor que la del dióxido de carbono, el GEI antropogénico más abundante. La potencia del metano como GEI significa que los beneficios climáticos potenciales de minimizar las emisiones de metano, particularmente en estaciones de compresión de gas upstream y midstream, son muy significativos. Además, minimizar las fugas de metano durante la producción, el transporte y el uso de gas natural puede tener un impacto considerable en los ingresos de la industria del gas natural. Dado el impacto ambiental del metano, las entidades de protección ambiental comienzan a aumentar la supervisión sobre las instalaciones de gas natural, avanzando hacia límites más estrictos en las emisiones de metano. Por dar un ejemplo, la Agencia de Protección Ambiental de EEUU (EPA) ha implementado su Programa de Reducción de Emisiones de Metano (MERP). El MERP proporciona incentivos financieros para que las empresas del sector de petróleo y gas inviertan en tecnologías para reducir la huella de emisiones de metano de sus operaciones. Además, la EPA publicó recientemente reglas para limitar las emisiones fugitivas de compresores de gas natural en 40 CFR 60 subparte OOOO (conocida como Quad O). La presión legislativa y regulatoria para reducir las emisiones de metano aumenta la importancia de monitorear y medir dichas emisiones. La capacidad de monitorear eficazmente las emisiones de metano puede posicionar a las flotas de compresores ante requisitos regulatorios anticipados más estrictos.

FUGAS EN EL SELLO

Los compresores de gas natural son comunes en operaciones upstream y midstream, para represurizar el gas natural a medida que se transporta a través de tuberías. En los compresores alternativos, el metano puede filtrarse de válvulas, bridas y accesorios, pero la fuente más significativa de fuga de gas es el sello del vástago del pistón. Los gases que se escapan son ventilados a la atmósfera a través de las salidas de empaque en la brida. Todos los cilindros de pistón tienen fugas en cierta medida, incluso en el caso de operación normal de un vástago de pistón bien instalado y alineado. La EPA estima que la fuga esperada podría ser de 11.5 SCFH. Las tasas de fuga más altas pueden resultar del desgaste, desalineación de las partes del empaque y un mal ajuste de los cilindros de empaque.

Aparte del impacto ambiental negativo, las fugas en el sello presentan problemas de seguridad para los trabajadores en el sitio y generan costos por combustible desperdiciado. Las fugas también conducen a problemas de asignación de gas y seguimiento inexacto del consumo de combustible. Esto puede llevar a datos de emisiones inexactos durante un evento de purga, un escenario que podría incurrir en multas regulatorias relacionadas con las emisiones ambientales. Por otra parte, medir las fugas permite a los operadores predecir reparaciones necesarias con antelación, mientras que una reparación mayor descubierta demasiado tarde podría significar altísimos e imprevistos costos de reparación. Las pruebas periódicas de fugas en el empaque (por ejemplo, anuales o semestrales), proporcionan información limitada sobre las emisiones de gas. Monitorear y reemplazar regularmente los sistemas de empaque de los compresores puede reducir significativamente las emisiones de metano a la atmósfera y ahorrar dinero. Los anillos de empaque pueden deteriorarse con el tiempo, aumentando las tasas de fuga, llegando eventualmente a un punto donde un reemplazo más frecuente está justificado económicamente. Un reemplazo más frecuente de los anillos tiene el beneficio adicional de extender la vida del vástago del compresor. Equipar a los compresores con medidores permanentes para medir las emisiones puede ser una mejor alternativa a las pruebas anuales de emisiones para cumplir con las regulaciones. Los programas dirigidos a un monitoreo constante pueden lograr reducciones de emisiones de metano, ahorros de gas y una vida útil extendida de los vástagos de los compresores.

MEDIDORES DE FLUJO PARA MEDICIÓN DE FUGAS

Típicamente, los compresores de gas no tienen medidores de flujo instalados, y en los casos donde hay un medidor de flujo presente, generalmente es un solo instrumento instalado en la chimenea para detectar emisiones de metano. Se obtiene una imagen mucho más clara de las emisiones de metano al agregar un dispositivo de medición de flujo a cada cilindro del compresor. Una imagen más completa de las fugas de empaque en los pistones del compresor puede llevar a un retorno de inversión (ROI) resultante de identificar pérdidas por fugas, evitar multas por incumplimiento de regulaciones y de costos de mantenimiento reducidos. Con las regulaciones de emisiones probablemente continuando en un camino más estricto, puede ser beneficioso tener la capacidad de referirse a un dispositivo de medición de flujo para determinar si un compresor cumple con los requisitos regulatorios de emisiones.

REQUISITOS DEL MEDIDOR DE FLUJO

El establecimiento de la medición de fugas en el empaque requiere una selección cuidadosa del medidor de flujo. Hay varios requisitos que los dispositivos de medición de flujo deben cumplir para ser utilizados en el monitoreo de fugas en el empaque. El primero tiene que ver con la instalación. Las modificaciones en campo son difíciles, por lo que los medidores de flujo fáciles de instalar reducirán los costos de mantenimiento y aumentarán la seguridad. Un segundo requisito tiene que ver con el rango de medición. El flujo de gas proveniente del empaque de cilindro que tiene fugas es típicamente pequeño, por lo que se necesita una tecnología que pueda medir tasas de flujo bajas, que pueden ser tan bajas como 3 SCFM o menos. También suelen existir requisitos regulatorios para el dispositivo de medición de flujo. Los requisitos de precisión de los medidores de flujo de la EPA son típicamente del 5%. Y finalmente, es importante verificar que la calibración del medidor de flujo no sea propensa a desviaciones (requiriendo recalibración frecuente) y que el dispositivo de medición no necesite cálculos adicionales (como compensación por temperatura o presión).

CAUDALÍMETROS MÁSICOS DE DISPERSIÓN TÉRMICA

Los caudalímetros de dispersión térmica operan mediante el método de diferencial de temperatura constante y proporcionan una tasa de flujo de masa directa sin necesidad de compensación por temperatura o presión.

Caudalímetros FOX – Modelos en línea y de inserción

Fox Thermal ha sido líder en innovación en caudalímetros de dispersión térmica durante más de 20 años; fue el primer fabricante en ofrecer una electrónica con microprocesador a bordo y un diseño de sensor digital. Los modelos FT3, FT4A y FT4X de Fox Thermal fueron diseñados específicamente teniendo en cuenta el monitoreo de gas para la industria del petróleo y gas. Los productos de Fox Thermal son medidores de flujo de última generación que ofrecen medición directa de caudal másico, excepcional sensibilidad a flujos bajos, rápida respuesta y bajos requisitos de mantenimiento.

Los medidores de flujo de Fox Thermal son muy precisos a bajas tasas de flujo y a altas velocidades, hasta 60,000 pies por minuto (SFPM), con una relación de reducción de hasta 1000:1. Todos los modelos de Fox Thermal están disponibles en estilos de inserción e inline, y algunos están disponibles en estilos remotos. El medidor de inserción se instala fácilmente con una cupla soldada y un fitting de compresión, con la opción de sistema de retracción. El modelo en línea está disponible en tamaños de ¾” a 6” e incluye acondicionadores de flujo integrados que eliminan la necesidad de largos tramos rectos de tubería. Los medidores de flujo de Fox Thermal se pueden pedir para adaptarse a casi cualquier aplicación, incluso tuberías grandes o mezclas complejas de gases.

El sensor DDC, un sensor de control digital directo, es diferente de otros sensores de flujo térmico disponibles en el mercado. En lugar de usar circuitos analógicos tradicionales, el sensor DDC está interconectado directamente al microprocesador del medidor para mayor velocidad y programabilidad. El sensor DDC proporciona una plataforma tecnológica para calcular correlaciones de gas precisas. Los algoritmos de correlación permiten que el medidor se calibre en un solo gas en la fábrica, mientras se proporciona al usuario la capacidad de seleccionar otros gases en los menús Gas-SelectX®. Los elementos del sensor DDC están soldados a la ventana del sensor en ambos extremos para mayor estabilidad y resistencia. Este diseño mejorado elimina la vibración del elemento del sensor, que se encuentra más a menudo a altas tasas de flujo, lo que puede llevar a fatiga y falla del metal.

Los modelos FT4A y FT4X ofrecen tres menúes de gases para elegir. Los usuarios pueden seleccionar entre una gama de gases en el menú de Gases Puros o crear una mezcla de gas personalizada a través de la combinación de gases. Los gases se pueden mezclar en incrementos del 0.1% para crear una mezcla de gas verdaderamente personalizada que se ajuste a la composición del gas en el sitio. Esta acción se puede realizar bajo demanda y en el campo para una conveniencia óptima y para evitar enviar el medidor de regreso a la fábrica para un servicio de recalibración. Los operadores pueden cambiar la mezcla de gas programada utilizando el panel de configuración en la pantalla o usando el software FT View siempre que los resultados del análisis de muestra de gas muestren un cambio en la composición del gas.

El modelo FT4X de Fox Thermal viene equipado con un registrador de datos intrínseco para un registro avanzado y retención de datos. El registrador de datos registra totales de tasa de flujo y otros eventos y alarmas. Las características avanzadas del registrador de datos del modelo FT4X incluyen:

• 40 totales diarios (totales de 24 horas)
• Tiempo de Contrato configurable que define el Día de Contrato
• Registros de alarma y eventos con sello de tiempo y fecha; historial de 7 años
• Totalizador apagado; un fallo de energía crea una entrada en el registro de eventos

El datalogger se puede acceder con el software gratuito FT4X View™.

Todos los medidores de Fox están calibrados con estándares de flujo trazables a NIST. El laboratorio de calibración de Fox Thermal emplea una amplia gama de gases, mezclas, temperaturas, presiones y tamaños de tuberías para simular condiciones reales de fluidos y procesos. Este enfoque mejora la precisión y minimiza la incertidumbre de medición en el campo.

Los modelos FT1, FT4A y FT4X de Fox Thermal incluyen la rutina de validación de calibración con CAL-V™ para verificar que la calibración del medidor mantenga su calibración trazable a NIST. Proporcionando un resultado de PASA/FALLA, CAL-V™ puede ayudar a reducir el costo adicional y la inconveniencia de calibraciones anuales en fábrica. Si estas pruebas se inician utilizando la herramienta de software gratuita Fox FT View™, se pueden producir Certificados de Validación de Calibración CAL-V™ al finalizar la prueba. Esta característica es de particular valor para el cumplimiento de aplicaciones de monitoreo de emisiones donde se requiere validación de calibración periódica.

RESUMEN DE BENEFICIOS

Hay muchos beneficios de los medidores de flujo másico térmico sobre otras tecnologías de medición de flujo, y Fox Thermal lidera la industria en precisión, calidad y diseño innovador. Beneficios de la tecnología de dispersión térmica:

• Medición directa de flujo de masa de aire y gases en unidades volumétricas estándar (por ejemplo, SCFM o NM3/H) o unidades de masa (por ejemplo, LBS/M o KG/H)
• No se requiere compensación adicional por presión o temperatura
• Repetibilidad y rango de medición excepcionalmente amplio: hasta 1000:1 (100:1 típico)
• Salida estándar lineal de 4-20 mA proporcional a la tasa de flujo de masa
• Baja caída de presión
• Sin partes móviles
• Rentable
• Disponible en estilos de inserción, inline y remoto
• Mide la tasa de flujo y la temperatura

>> Si requiere más información, contáctenos vía mail a: info@escoarg.com.ar, o telefonicamente: (11) 2120-4500.