La infraestructura de la instalación y operación consiste en áreas principalmente de almacenamiento, descarga, regasificación, odorización y estación de regulación y medida hacia a los diferentes equipos de consumo de GN:
4.4.1 ALMACENAMIENTO:
La base del almacenamiento consta de 2 tanques de almacenamiento de GNL criogénicos homologados y tienen una capacidad de 200 m3c/u.
Los depósitos consisten en un doble recipiente ayudados de otros elementos. El recipiente interior es el responsable de almacenar el GNL, su material es de acero inoxidable. El recipiente exterior está constituido por una chapa de acero al carbono y su función es garantizar el aislamiento al vacío. Este último está compuesto por un medio aislante estable entre los -170°C y los 900 °C del tipo perlita.
Con ayuda del aislamiento, se evitan las pérdidas por radiación y disminuye la transmisión del calor para impedir la formación de escarcha entre el espacio de los dos depósitos. El vació consta entre 50 y 100 micro bares.
4.4.2 DESCARGA
Son tres líneas las encargadas de llevar el proceso de descarga.
-La línea de descarga que transporta el gas desde el camión cisterna hacia los depósitos criogénicos.
-La línea de salida del gas del camión hasta el regasificador de presión rápida. -La línea que regresa el GNL regasificado al camión.
Se realizan algunas funciones antes de comenzar la descarga, como conectar los flexibles criogénicos, purgaciones entre otras actividades, el operario las realiza en planta y el conductor de la cisterna comienza por la presurización de esta.
4.4.3 FLUJO DE LA DESCARGA DEL GNL
Cuando se vacía el recipiente de suministro se conecta a la línea el otro que se encuentra lleno y se procede el llenado del primero.
Se deben de igualar las presiones entre el recipiente y la cisterna para llevar a cabo la descarga del camión cisterna. Cuando se igualan las presiones aumenta la presión de la cisterna a través del regasificador de la zona de descarga o la puesta a presión rápida.
En la puesta a presión rápida ocurre la vaporización del GNL, usando el calor sensible del aire exterior. El GNL regresa a la cisterna por la parte superior aumentando su presión.
Por el diseño del sistema el gas al principio entra más caliente a la cisterna a unos - 40°C y conforme pasa el tiempo disminuye la temperatura sin pasar los -82°C. Si llegara a pasar esta temperatura no se evaporaría el GNL.
Como es un gas a esta temperatura se formarían placas de hielo y disminuirían el coeficiente de transmisión de calor.
En el momento en que la presión del sistema llega a los 6 bares se comienza la descarga. Se abre la válvula de entrada de líquido ubicada en la parte inferior del depósito. La presión interior del recipiente se debe mantener entre 3,5-4 bares. Si llegara a aumentar la presión a 5 bares se abre la válvula de ducha, que está en la parte superior del recipiente y así entra el nuevo GNL que disminuye la presión. Cuando termina la operación de descarga de la cisterna se iguala la presión de la misma y la del depósito a través de la apertura de la válvula inferior del recipiente y el cerrado de la válvula superior. Así es como el gas de la cisterna pasa al depósito y se licua al entrar en contacto con la fase líquida.
4.4.4 REGASIFICACIÓN
Consiste en una instalación de una línea de vaporización de capacidad de 1.000 Nm3/h de GN, que tiene como misión calentar todo el GNL que viene de los
depósitos hasta la temperatura ambiente.
El vaporizador se compone de un intercambiador de acero al carbono a presión atmosférica. El recipiente se compone por un gran serpentín de tubos aleteados de acero inoxidable por los que circula el GNL. El fluido transmisor de agua caliente viene de una sala de calderas y es el que permite la transformación de fase líquida a gaseosa y el aumento de la temperatura del gas.
El GNL continúa su camino al vaporizador desde el depósito de almacenaje. El GNL es impulsado por la presión interior del recipiente. Cuando el líquido sale de tanque disminuye su trabajo y aumenta el recinto ocupado por la fase de gas en la parte superior. Como el depósito se encuentra aislado no permite la vaporización de líquido a gas y la presión del gas disminuye al aumentar el recinto que ocurre. Se requiere de un regulador para disminuir la presión en el interior del depósito y dejar pasar parte del GNL del depósito a una unidad de puesta a presión rápida conectada a dicho depósito. El gas que se produce se transporta al interior del depósito y restituye su presión.
4.4.5 ODORIZACIÓN
Gracias a la instalación de odorización es posible detectar por el olfato si existe alguna fuga dentro de la planta.
Se utiliza un diafragma que realiza un estrechamiento en la canalización entre la entrada y la salida del odorizador. La presión antes del diafragma es mayor que después de éste provocando el by-pass, que se encarga de desviar parte del gas y permite que éste se mezcle con el odorizante. (Tetrahidrotiofeno o THT: C4H8S)
4.4.6 ESTACIÓN DE REGULACIÓN Y MEDIDA (ERM)
Como su nombre lo dice, esta instalación se encarga de regular la presión, disminuyendo y estableciendo la presión del gas a la vez de medir el volumen. Se compone básicamente de los siguientes elementos:
Conjunto de regulación: constituido por un regulador y una válvula de interrupción de seguridad de mínima y máxima presión.
Válvula de escape de seguridad: se encarga de liberar el exceso presión en caso de que los reguladores no lo cumplan.
Contador de gas: mide los valores de temperatura y presión, además de calcular el caudal de los gases reales tras su paso y por lo tanto el volumen del gas emitido.
ESQUEMA FUNCIONAL DE UNA PLANTA SATÉLITE DE GNL Y RED DE DISTRIBUCIÓN DE GN
Gráfico: Esquema funcional de una planta satélite de GNL y red de distribución de GN Fuente: Memoria técnica INCOAYAM. Cia Ltda
4.5 DESCRIPCION DE LAS ETAPAS DEL PROCESO:
El presente Estudio de Impacto Ambiental Ex-post analizó tres etapas de la Instalación de la planta satélite de regasificación de GNL y red de distribución de GN en CERÁMICA RIALTO S.A., poniendo mayor énfasis en la fase de Operación, ya esta se encuentra en pleno funcionamiento estas etapas son las siguientes:
ETAPA DE CONSTRUCCION
ETAPA DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO
ETAPA DE ABANDONO
4.5.1 ETAPA DE CONSTRUCCIÓN:
La construcción de la planta obedeció las siguientes normas:
NTE INEN 2260: 2010: Instalaciones de gases combustibles para uso
residencial, comercial e industrial. Requisitos
NTE INEN 60210:2011. Plantas satélites de Gas Natural Liquido
Por lo tanto se analizó cada etapa de construcción de acuerdo a las normas anteriores.
IMPLANTACIÓN DE LA PLANTA SATÉLITE DE REGASIFICACIÓN DE GNL A 1000NM3/H
El área designada para la implantación de la planta satélite de regasificación de
GNL en Cerámica RIALTO se ha subdividido en dos partes: el área donde se encuentran instaladas las bombonas de gas que tiene un área de 520 m2, y el área
de descarga con 480 m2. La distribución de las áreas se encuentra especificadas en
el plano bombonas de gas ANEXO 3
MONTAJE Y DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS:
Los equipos instalados en la planta satélite de regasificación de GNL, se describen a continuación:
Equipo Cantidad
Tanque de almacenamiento de 200m3 2
Vaporizador ambiental 2
Sistema de Vaporizador para incrementar presión tanque estacionario 1 Sistema de Vaporizador para incrementar presión auto tanque 1
Regulador , odorizador y medidor 1
Tuberías de conexiones en la zona de almacenamiento Válvulas neumáticas y manuales en la zona de GNL
Sistema de control
Tanque estacionario de GNL
Dos tanques se encuentran ubicados sobre el nivel del terreno y tiene una capacidad de 200m3 c/u.
Vaporizadores ambientales de suministro
Son dos vaporizadores de tipo atmosféricos con una capacidad total de regasificación de 3000Nm3/h cada uno. La operación es alternativa controlada
remotamente bajo criterios de tiempo y/o temperatura. Cada uno incorpora una
0. 30 0. 30 0. 30 0. 30 30. 60 20 .00 20.60 Fi ll ing Bl oc ks D im ensions 40x 20x 15cm Fi ll ing Bl oc ks D im ensions 40x 20x 15c m + 40x20x10cm Fi ll ing Bl oc ks D im ensions 40x 20x 20cm Ø0.40 1.50 1. 20 0.30 S EC TI ON B-B 0. 30 30. 00 0. 30 1. 00 2. 20 4. 50 2. 00 4. 50 D ET AI L C 1.98 6 4. 20 1. 50 2.66 0. 67 0.67 0. 54 0. 46 0. 30 9. 30 W el d M es h ( Ø7mm, c/15cm) 2.66 0. 67 0.67 0. 54 0. 46 2. 66 0. 67 0. 67 2. 66 0. 67 0. 67 0. 54 0. 46 0. 46 0. 54 3.50 4. 00 2. 50 4.00 6. 00 S EC TI ON A-A
R ei nf or c em ent D et ails of Base Slab
P LAN VI EW, SE CTI ONS , DETAILS
D es c r i ption
E sc . 1: 75
7. 50 1. 00 14. 90 1. 00 5. 60
válvula de operación neumática y automática instalada en el ingreso de cada vaporizador.
Vaporizador para incrementar la presión del tanque estacionario
El tanque tiene un vaporizador que regula automáticamente la presión del mismo.
Vaporizador para incrementar la presión del auto tanque
Posee una isla de carga con un vaporizador para incrementar la presión del auto tanque
SKID regulador (regulador principal red de gas natural)
- Descripción Técnica:
Presión de salida: 50.8 psig (3,5 bar) Capacidad: 1000 Nm3/h.
Válvula de alivio hidrostática al ingreso
Doble regulador de presión instalados en paralelo Bypass de suministro de emergencia
Sistema de odorización en línea Medidor con válvulas y bypass
La descripción del montaje de los equipos se detalla en el plano AMG-646-12-G-
04- 06 en el ANEXO 9
Diseño estructural de losa para la estación del tanque de GNL:
Instalación de descarga:
El trasvase y circulación del GNL desde la cisterna al depósito de almacenamiento de la planta se realizó mediante bombas criogénicas y por diferencial de presiones.
Para la descarga por diferencia de presiones, se dispuso de un equipo de regasificación para presurizar la fase gas de la cisterna que debe hallarse a un nivel inferior a la salida del GNL de la cisterna.
La conexión entre la instalación de descarga y la cisterna se debe llevar a cabo con mangueras flexibles criogénicas permanentemente conectadas a la instalación fija.
Foto: Tanque de almacenamiento. Fuente: Equipo consultor ASTEMIN-A
Instalación de almacenamiento
Cada depósito de almacenamiento está equipado con su correspondiente valvulería y elementos de control y seguridad establecidos en la legislación vigente, según ficha de homologación y documentación asociada del constructor.
La presión de diseño del mismo deja un margen suficientemente amplio por encima de su presión de servicio para que se minimice la frecuencia de disparo de las válvulas de seguridad.
Foto: Tanque de almacenamiento. Foto: Válvulas tanque de seguridad. Fuente: Equipo consultor ASTEMIN-A
Instalación de regasificación:
La presión de diseño del regasificador fue al menos la mayor presión previsible de alimentación considerando distintos elementos y equipos previos al mismo (presión de diseño del depósito, presión de posibles bombas de circulación presurización del GNL. Etc.) Se consideró en su diseño las tensiones térmicas durante el servicio, las tensiones térmicas transitorias debidas al enfriamiento, su propio peso y las posibles acciones variables externas a que esté sometido (viento, nieve etc.)
Los regasificadores y demás elementos complementarios exteriores al depósito estan anclados y sus tuberías de conexión son lo suficientemente flexibles para evitar los efectos debidos a las dilataciones y contracciones por los cambios de temperatura.
Foto: Torre de regasificación Fuente: Equipo consultor ASTEMIN-A
Dispositivos de seguridad Cada equipo de regasificación está protegido
por una válvula de seguridad criogénica, capaz de aliviar el gas suficiente
para evitar que la presión pueda exceder del 110% de la presión máxima de
servicio, la presión de tardo debe ser como máximo la de diseño del
regasificador. Los alivios a la atmósfera son protegidos por los
correspondientes apaga llamas y deben efectuar la descarga en puntos
donde no se pueden crear condiciones ambientales peligrosas.
Foto: Dispositivos de seguridad Fuente: Equipo consultor ASTEMIN-A
Tuberías válvulas y uniones.
Se tomaron las medidas necesarias para evitar cualquier contracción diferencial suficiente para causar la deformación, el atasco de las piezas móviles, defectos de alineación etc. y la formación de hielo de los componentes en contacto con la atmósfera. También se tomaron medidas especiales con el fin de tener en cuenta las variaciones dimensionales de los tubos relacionados con los cambios de temperatura.
Los soportes de las tuberías y las fijaciones de las mismas sobre ello evitan la creación de corrosión galvánica y permitir el movimiento de la tubería debido a la contracción o dilatación térmica sin rebasar las tensiones permitidas.
Tubería de la red Tubería a utilizarse
Para la conducción de GNL se utilizó tubería de acero inoxidable cédula 10.
Para la conducción de gas natural se utilizó tubería de acero negro ASTM A 53 B cédula 40.
Descripción del trazado de la tubería
El detalle del trazado y características de la tubería se indica en el ANEXO 9
Procedimiento de unión de tuberías
Las uniones de la tubería de acero inoxidable se las realizaron mediante soldadura TIG o uniones bridadas soldadas siguiendo los lineamientos del código ASME sección IX.
Las uniones de la tubería de acero negro se las realizaron mediante soldadura SMAW o uniones bridadas soldadas siguiendo los lineamientos del código ASME sección IX.
Inspección radiográfica
Se realizó una inspección radiográfica de la tubería es decir una inspección mediante rayos X en el mes de agosto del 2012 para constatar el estado de la misma en la cual se detalla los defectos en la misma, esta inspección se realizó por
Ende Cía. Ltda. la cual cuenta con la certificación correspondiente. En conclusión
la tubería aprueba con las especificaciones El informe se detalla en el ANEXO 1
Cumplimiento de las normas de seguridad
La empresa encargada del cumplimiento de las normas de seguridad fue la
PETROCHECK SERVICES que es una empresa inspectora independiente calificada
por la Dirección Nacional de Hidrocarburos (DNH) del Ministerio de Energía y Minas del Ecuador (MEM) en julio de 1997 para certificar la calidad y cantidad en la entrega - recepción de hidrocarburos en los cambios de dominio o transferencia de custodia de aquellos; además, ejecutar calibraciones de tanques y medidores, inspección técnica de equipos e instalaciones de transporte y almacenamiento y distribución de crudo y derivados
Procedimientos y Pruebas de Ensamblaje
Toda la tubería se probó de acuerdo al siguiente cuadro de la norma INEN 2260-
2010 INSTALACIONES DE GASES COMBUSTIBLES PARA USO RESIDENCIAL, COMERCIAL E INDUSTRIAL. REQUISITOS:
Toda instalación, de acuerdo con lo que se indica en la norma NTE INEN 2260:2010, se debe someter a una prueba de estanqueidad con resultado satisfactorio, antes de su puesta en servicio. No es necesario realizar la prueba de estanqueidad a los conjuntos de regulación.
La prueba de estanqueidad se debe realizar con aire o gas inerte, sin usar ningún otro tipo de gas ò líquido, pudiéndose efectuar por tramos o de forma completa a toda la instalación.
La presión mínima de ensayo es función de la futura presión de operación del tramo de instalación a prueba, según la tabla anterior.
Las pruebas de estanqueidad fueron realizadas por la empresa INCOYAM Cía.
Ltda en el mes de octubre del 2012 y en las cuales se puede observar que las
líneas de las tuberías se encuentran en perfecto estado y que cumplen con la norma establecida.
A continuación se muestran las fotos y la documentación realizada para las presiones obtenidas en diferentes partes
de la tubería
Foto: Manómetros líneas y vaporizaciones Fuente: INCOYAM
Foto: Manómetro línea de carga Fuente: INCOYAM Cia. Ltda
Caída de presión en la red
Para el cálculo de caídas de presión en la red se utiliza: La fórmula cuadrática de Renouard para la zona de alta y media presión. Adicionalmente se considera los siguientes parámetros:
Factor de simultaneidad externo: NA
Factor de simultaneidad interno: 100%
Factor de simultaneidad global: 100%
Presión atmosférica: 10.44 psig
Los datos de caída de presión en cada punto se pueden observar conjuntamente con el ANEXO 7 CÁLCULOS (CAIDA DE PRESIÓN)
Válvulas de la red
Con el propósito de seccionar en tramos las instalaciones para suministro de gas, se requiere dotarlas con válvulas de accionamiento manual las cuales cumplen con las normas ASME B16.44 / B16.33 / CAN/CGA3.16, estas son:
Válvulas de cierre general para GN
Válvulas de equipos de consumo
La válvula equipos de consumo debe estar ubicada lo más cerca posible del aparato a gas, su accesibilidad debe ser de grado 1 (manipulación sin cerraduras y no disponer de escaleras o medios mecánicos especiales para su acceso) para el usuario, además deben señalizarse con la siguiente leyenda “válvula de gas” y se debe colocar un diagrama de posición abierta y cerrada.
Se previeron las conexiones de venteo y purga necesarias para las pruebas , puesta en gas, puesta fuera de servicio, explotacion y mantenimiento
Instalación de control
Los sistemas de control de la planta satélite permiten vigilar y controlar la seguridad de la planta y los parametros basicos de proceso, que permitan ajustar los parametros de trabajo.
La instalación posee una pantalla táctil en donde el sistema entró en funcionamiento con esta pantalla automáticamente, los variables a observarse son: señales de valor de proceso, estado de las válvulas, las llamas y el estado de alarma de gas inflamable que posee una sirena de alarma.
Gráfico: esquema del sistema de control
FUENTE: memoria técnica planta satélite CERAMICA RIALTO S.A
Instalacion eléctrica
Todas las estructuras y partes metalicas de la planta , asi como la cisterna durante la operación de descarga, se hallan conectados a tierra de modo que la resistencia de puesta a tierra sea inferior a 20 Ω.
A continuación se detalla la conexión eléctrica del sistema de control para el sistema de descarga, almacenaje y vaporización de Gas Natural.
De acuerdo a los planos suministrados por CHART, se han efectuado las siguientes tareas:
Sistema de puesta a tierra.
Montaje y conexión de tablero de control.
Acometida trifásica 3x10 AWG, 220 Vac.
Instalación de tubería de aire comprimido ½” NPT.
Tendido de 4 cables tipo MC-HL 1P-16 AWG. Montaje y conexión de bloque de 4 electroválvulas.
Tendido de 3 cables tipo MC-HL 2P-16 AWG. Montaje y conexión de 3 sensores de llama.
Tendido de 2 cables tipo MC-HL 4P-16 AWG. Montaje y conexión de 2 sensores de gas.
Tendido de 2 cables tipo TC 1P-16 AWG. Montaje y conexión de transmisores de presión y nivel.
Tendido de conduit rígido 1”. Tendido de cable apantallado 12x16 AWG. Conexión de tablero pulsantes (vaporizador descarga)
Tendido de conduit rígido 1-1/2”. Tendido de cable apantallado 18x16 AWG Conexión de tablero Skid.
Tendido de cable tipo MC-HL 1P-16 AWG, hacia 2 transmisores de temperatura.
Tendido de cable tipo MC-HL 1P-16 AWG, hacia 2 switchs de temperatura.
Conexión a tierra de tuberías acero inoxidable.
Foto 1 y 2: Vaporizador de descarga Fuente: INCOYAM Cia. Ltda
Foto: Sensor llama en vaporizador descarga Foto: Sensor llama en vaporizador descarga Fuente: INCOYAM CIA. LTDA Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: Sensor llama en vaporizador descarga Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: Sensores de Gas, Presión y Niv
Foto: Sensor llama en vaporizador descarga Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: Sensores de Gas, Presión y Nivel Foto: Sensor llama en vaporizador descarga Fuente: INCOYAM CIA. LTDA Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: Transmisores de temperatura Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: bloque de electroválvulas Fuente: INCOYAM CIA. LTDA SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
Las mediciones se realizaron con un medidor selectivo de resistencia de puesta a tierra, marca LEM, modelo SATURN GEO X.
Valores de resistencia de puesta a tierra de cada electrodo (varilla copperweld): E1: 6.10Ω E2: 5.87 Ω E3: 6.91 Ω E4: 6.96 Ω E5: 5.30 Ω E6: 6.48 Ω E7: 6.94 Ω E8: 5.56 Ω E9: 5.19 Ω E10: 5.15 Ω Valor de resistencia de puesta a tierra equivalente: Re: 0.81
Foto: Cable y electrodos lateral Foto: Cable y electrodos frontal Fuente: INCOYAM CIA. LTDA Fuente: INCOYAM CIA.
LTDA
Foto: Detalle de las barras de soldadura Fuente: INCOYAM CIA. LTDA
Foto: medición de resistencia selectiva electrodo 7 Foto: medición de resistencia selectiva electrodo8