Manual

Página 1 de 52

CONTENIDO

... 7

... 7

...

7

... 7

... 8

... 8

... 8

7.1. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ... 8

7.2. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE COMPRESIÓN ... 8

7.2.1. Motor de Combustión a Gas ... 10

7.2.1.1. Descripción General ... 10

7.2.1.2. Principio de funcionamiento ... 11

7.2.1.3. Sistemas del motor ... 13

7.2.1.4. Sistema de gas combustible. ... 16

7.2.1.5. Sistema de Admisión y Escape ... 16

7.2.1.6. Sistema De Refrigeración. ... 17

7.2.1.7. Sistema De Admisión De Aire Y Escape. ... 19

7.2.1.8. Sistema De Lubricación. ... 22 7.2.1.9. Sistema De Arranque. ... 23 7.2.1.10. Sistema eléctrico ... 24 7.2.2. Compresor Reciprocante ... 24 7.2.2.1. Descripción General ... 25 7.2.2.2. DESCRIPCIÓN de Funcionamiento ... 26

Página 2 de 52

7.2.2.3. Condiciones de diseño. ... 26

7.2.2.4. Condiciones de operación ... 27

7.2.2.5. Elementos Asociados ... 28

7.2.2.6. Sistemas del compresor ... 28

7.2.3. INTERCAMBIADOR DE CALOR (COOLER) ... 31

7.2.3.1. Descripción de funcionamiento ... 31

7.2.3.2. Condiciones de operación. ... 31

7.2.3.3. Elementos asociados ... 32

7.3. SISTEMA DE CONTROL Y PROCESO ... 33

7.3.1. Motor ... 33

7.3.1.1. Sistema de control ... 33

7.3.2. COMPRESOR, COOLER, SKId ... 34

7.3.2.1. Sistema de Control ... 34

7.3.2.2. SISTEMA DE SEGURIDAD. ... 34

7.4. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL DEL SISTEMA ... 35

7.4.1. Actividades preliminares ... 35

7.4.1.1. Requerimiento de personal ... 35

7.4.1.2. Aplicación de seguridad Operacional ... 35

7.4.1.3. Uso de elementos de protección personal (EPP) ... 35

7.4.1.4. Documentos Relacionados ... 35

7.4.1.5. Chequeo Inicial. ... 36

7.4.1.6. Chequeo general ... 36

7.4.1.7. Sistema de lubricación Motor y compresor. ... 37

7.4.1.8. Sistema de enfriamiento ... 37

7.4.1.9. Sistema de Gas combustible ... 37

7.4.1.10. Sistema de Arranque ... 38

7.4.1.11. Alineación de los sistemas. ... 39

7.4.1.12. Drenajes de Líquidos ... 39

7.4.1.13. Sistema de compresión ... 40

7.5. FUNCIONES BÁSICAS PERSONAL DE OPERACIONES ... 41

7.5.1. Descripción funciones personal operaciones ... 41

Página 3 de 52

7.6.1. Procedimiento Arranque, purga y presurización ... 41

7.6.1.1. Arranque normal del sistema de compresión ... 41

7.6.1.2. Actividades Preliminares ... 42

7.6.1.3. Chequeo Inicial. ... 42

7.6.1.4. El sistema está listo para arrancar. ... 42

8.0 CONSIDERACIONES HSEQ ...47

9.0 RESULTADOS ESPERADOS ...47

10.0 DOCUMENTOS APLICABLES ...48

Lista de Tablas

Tabla 2 Especificaciones de diseño motor Caterpillar ... 11

Tabla 3 Especificaciones de diseño motor Waukesha... 12

Tabla 4 Planta de gas la Cira Infantas ... 13

Tabla 5 Elementos del Sistema Refrigerante ... 18

Tabla 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape ... 19

Tabla 7 Elementos asociados Sistema Lubricación ... 23

Tabla 8 Componentes Sistema de Arranque ... 24

Tabla 9 Etapas Cilindros Compresores ... 25

Tabla 10 Condiciones de diseño de los compresores ... 27

Tabla 11 Condiciones de Operación ... 27

Tabla 12 Condiciones de Operación. ... 31

Tabla 13 PSV JGE/4 y JGK/4 ... 34

Tabla 14 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE WAUKESHA ... 37

Tabla 15 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE CATERPILLAR ... 38

Tabla 16 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE WAUKESHA ... 38

Tabla 17 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE CATERPILLAR ... 39

Tabla 18 SISTEMA DRENAJES DE LÍQUIDOS WAUKESHA ... 39

Tabla 19 SISTEMA DRENAJES DE LÍQUIDOS CATERPILLAR ... 39

Página 4 de 52

Tabla 21 SISTEMA COMPRESIÓN GAS CATERPILLAR ... 40

Lista de Figuras

Figura 2 Motor Caterpillar G 3516 ... 10

Figura 3 Motor Waukesha L 7042 GSI ... 10

Figura 4 Motor Caterpillar ... 17

Figura 5 Sistema Refrigerante ... 18

Figura 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape ... 20

Figura 7 Compresor Reciprocante ... 24

Figura 8 Funcionamiento del Cooler ... 31

Página 5 de 52

1.0.

OBJETIVO

Definir los lineamientos de las actividades integrales, necesarias para la operación y mantenimiento adecuado y seguro, del proyecto de compresión CLCI-0286, instalada en la planta de procesos La Cira Infantas, de modo que se garantice a OXIANDINA una respuesta operativa confiable e inmediata en el cumplimiento de los diferentes programas de compresión y actividades inherentes a la operación.

2.0. ALCANCE

Este documento presenta el Manual de Operación de los sistemas de Compresión de gas reciprocante que Exterran opera y mantiene según marco contractual para el alquiler de dos unidades compresoras, Waukesha L7042 acoplada a un compresor Ariel JGK 4 y Caterpillar 3516 LE acoplada a compresor Ariel JGE 4. Describe los principales procedimientos operacionales.

3.0. DECLARACION DE PROPIEDAD

El Gerente de Operaciones del proyecto mantiene la propiedad de este documento y es responsable de asegurar que este documento sea el necesario y refleje la práctica real.

4.0. REFERENCIAS

• Especificaciones técnicas contenidas en el contrato • Elaboración de Documentos – QUA-PRC-CO-BGC-001

• Manuales de fabricantes de unidades de compresión y equipos auxiliares • Unit main file Unit Number 311071 (CAT)

• Certificate of compliance repairn & reset PSV Unit Number 311071 (CAT) • Invoice # 6591 (Ariel JGE 4)

• Invoice # 6592 (Ariel JGE 4) • Invoice # 6593 (Ariel JGE 4) • Invoice # 6594 (Ariel JGE 4) • Ariel Performance JGE/4

• Unit balance data Unit Number 311071 (CAT) • Scope of Work Unit Number 311071 (CAT) • Unit main file Unit Number 735177 (WAUKESHA)

• Exterran packaged equipment dat sheet Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Compressor Inspection Report Modelo JGK-4 Ariel

• Compressor Cylinder Inspection Report Modelo JGK-4 Ariel • Cooler Inspection Report Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Nitrogen Test Report (Relief Valve Report -JGK-4 Ariel) • Material transfer form Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Spare part list for onshore units Number 735177 (WAUKESHA)

Página 6 de 52

• Reverse engrave Number 735177 (WAUKESHA) • Ariel Performance JGK/4nction test

• Panel function test units Number 735177 (WAUKESHA) • Load tester units Number 735177 (WAUKESHA) • Proflow fluid flow monitor

• Swintch specifications and adjustment insructions for models KLCE/KES • D2 Flo pro valve instruction manual

• Ship loose ítems units Number 735177 (WAUKESHA)

5.0. DEFINICIONES

• BDV. Válvula de Blowdown • CCR. Cuarto de Control

• DCS. Sistema de Control Distribuido • E/S. Entrada/Salida

• ESD. Sistema de Seguridad y Shutdown • F&G. Fuego y Gas

• GPD Galones por día • GPM Galones por minuto • HMI. Interfase Hombre-Máquina

• MMSCFD. Millón de estándar pie cúbico día, medido en condiciones estándar (@ 60°F y 0 psig).

• MO. Manual de Operación

• msnm .Metros sobre el nivel del mar. • PC. Computadoras Personales

• PCV. Válvula de Control (Regulación) de Presión • PID. Diagrama de Tuberías e Instrumentos • PSV. Válvula de Seguridad

• SDA. Sistema de Detección y Alarma contra incendio • SDV. Válvula de Shutdown

• SP. Set Point

6.0. RESPONSABILIDADES

El Gerente de Operaciones EXT/SC debe asegurar que las especificaciones descritas en este documento sean las necesarias para asegurar su cumplimiento y refleje la práctica real. El Supervisor de Operaciones, operador mantenedor, ayudante técnico, técnico HSEQ son responsables de la ejecución de las actividades contempladas en este documento, de acuerdo a las políticas, directrices y lineamientos operativos corporativos

7.0. ACCIONES Y METODOS

Las experiencias de EXT/SC en la operación y mantenimiento de diferentes plantas de compresión de gas, unidas a la capacidad del equipo técnico y profesional, le brindan a este último la autonomía suficiente para realizar una combinación efectiva de los diferentes

Página 7 de 52

métodos de mantenimiento tradicionales, con la cual asegura altos niveles de disponibilidad y confiabilidad de los equipos.

7.1. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

Aumento de la confiabilidad de la planta de gas mediante la instalación de los compresores K3 A/B

7.2. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE COMPRESIÓN

La descripción de este sistema se presenta en el diagrama de flujo del anexo A P&ID general 735177 y P&ID general 311071.

El proyecto de compresión CLCI-0286, para la planta de gas el centro, se incluye para el aumento de la capacidad de compresión con la instalación de dos unidades compresoras la cuales se denominaran de la siguiente manera unidad compresoras K3A y K3B las cuales se integraran a un sistema existente de compresión. Que incluyen cada una:

Unidad compresora No 735177

• Motor Waukesha L7042 GSI 1418 HP con sistema de admisión y escape • Compresor Ariel JGK 4 de 4 etapas, Cooler Air (Air-X-Changer Model 156-EH) • Tuberias de proceso

• Skid (Patin)

• Botellas y vasijas de pulsación

• Scrubber (separador en cada etapa de compresión) • Válvula de alivio de presión en cada etapa

• Válvula de desfogue (blow dow valve) • panel de control en skid.

Unidad compresora No 311071

• Motor Caterpillar G3516 LE 1356 HP con sistema de admisión y escape • Compresor Ariel JGE 4 de 4 etapas,

• Cooler Air (Air-X-Changer Model 144-EH) • Tuberias de proceso

• Skid (Patin)

• Botellas y vasijas de pulsación

• Scrubber (separador en cada etapa de compresión) • Válvula de alivio de presión en cada etapa

• Válvula de desfogue (blow dow valve) • panel de control en skid.

Las 2 unidades están conectadas en paralelo a los cabezales de succión y descarga

Página 8 de 52

El sistema de compresión requiere de Sistemas auxiliares para operar correctamente. Los sistemas auxiliares se enuncian en la tabla 1.

Tabla 1 Sistemas auxiliares del sistema de compresión

Sistemas Auxiliares del sistema de compresión 1. Sistema gas combustible

2. sistema de aire de arranque 3.sistema de aceite lubricante 4.Sistema de venteo y purga

5.Sistema de aire de instrumentación 6.Sistema de alimentación eléctrica

7. Sistema de recolección y drenaje de condensados

7.2.1. Motor de Combustión a Gas

Cada uno de los 2 paquetes de unidades compresoras utiliza 1 motor de combustión interna. Marca Caterpillar G 3516 LE, y Waukesha modelo L 7042 GSI para generar la energía necesaria que permite accionar el compresor y demás componentes acoplados a este.

Página 9 de 52

El motor convierte la energía calorífica del combustible en energía mecánica que la transmite al compresor por la parte trasera y al cooler por la parte frontal.

Página 10 de 52 Figura 3 Motor Waukesha L 7042 GSI

7.2.1.1. Descripción General

Motor: Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor.

El motor en un paquete de compresión puede ser de combustión interna o un motor eléctrico Compresor: Un compresor de gas trabaja entregándole energía a un fluido compresible. Ésta energía es adquirida por el fluido en forma de energía cinética y presión (energía de flujo) Enfriador: Es el encargado de mantener la temperatura del refrigerante y del gas comprimido dentro de los parámetros ideales de operación

7.2.1.2. Principio de funcionamiento

La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara

La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón

El sistema de combustible de un motor de combustión interna consta de una válvula de combustible y un dispositivo que mezcla el combustible. Se llama carburador.

En los motores de varios cilindros el combustible se conduce a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. Muchos motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta los gases producidos en la combustión. Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal

Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración Todos los motores tienen que disponer de una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. Por ejemplo, el sistema de ignición de los motores, llamado bobina de encendido, es una fuente de corriente eléctrica continua de bajo voltaje conectada al primario de un transformador. La corriente se corta muchas veces por segundo con un temporizador. Las fluctuaciones de la corriente del primario inducen en el secundario una corriente de alto voltaje, que se conduce a cada cilindro a través de un interruptor rotatorio llamado distribuidor. El dispositivo que produce la ignición es la bujía El motor convencional de cuatro tiempos, es decir, que el ciclo completo del pistón tiene cuatro fases, dos hacia el cabezal cerrado del cilindro y dos hacia atrás

Página 11 de 52

Durante la primera fase del ciclo el pistón se mueve hacia atrás mientras se abre la válvula de admisión. El movimiento del pistón durante esta fase aspira hacia dentro de la cámara la cantidad necesaria de la mezcla de combustible y aire. Durante la siguiente fase, el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro y comprime la mezcla de combustible contenida en la cámara. Cuando el pistón llega hasta el final de esta fase y el volumen de la cámara de combustión es mínimo, la bujía se activa y la mezcla arde, expandiéndose y creando dentro del cilindro la presión que hace que el pistón se aleje; ésta es la tercera fase. En la fase final, se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro para expulsar los gases, quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

Tabla 2 Especificaciones de diseño motor Caterpillar CAT® ENGINE SPECIFICATIONS

V-16, 4-Stroke-Cycle

Bore 170 mm (6.7 in.)

Stroke 144 mm (4.5 in.)

Displacement 69 L (4210 cu. in.)

Aspiration Turbocharged-Aftercooled

Compression ratio 8:1

Rated (rpm): 750 to 1400

Inlet valve lash 0,51 mm (0,020 inch)

Exhaust valve lash 1,27 mm (0,050 inch)

Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise

Crankshaft Positions For Valve Lash Setting Standard Counterclockwise Rotation

Compression Stroke Inlet valves 1-2-5-7-8-12-13-14

Exhaust Stroke Inlet valves 3-4-6-9·1 0-11-15-16

Compression Stroke exhaust valves 1-2-3-4-5-6-8-9

Exhaust Stroke exhaust valves 7-10-11-12-13-14-15-16

Firing Order

1-2-5-6-3-4-9-10-15-16-11-12-13-14-7-8 Digital Engine Management

Combustion. Low Emission (Lean Burn)

Power Density 8 kg/kW (13.2 lb/hp)

Power per Displacement 19.3 bhp/L

Total Cooling System Capacity 217.7 L (57.5 gal)

Jacket Water 200.6 L (53 gal)

Aftercooler Circuit 17 L (4.5 gal)

Lube Oil System (refill) 424 L (112 gal)

Oil Change Interval Por condicion

Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise

Flywheel Teeth 183

Dimensions

Página 12 de 52

Width mm/in 1820.6/71.68

Height mm/in 1863.7/73.37

Shipping weight kg/lb 8015/17.670

Tabla 3 Especificaciones de diseño motor Waukesha

WAUKESHA ENGINE SPECIFICATIONS V-12, 4-Stroke-Cycle

Bore 238 mm (9.3 in.)

Stroke 216 mm (8.5 in.)

Displacement 115 L (7040 cu. in.)

Aspiration Turbocharged-Aftercooled

Compression ratio 8:25

Rated (rpm): 750 to 1200

Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise

Firing Order 1R, 6L, 5R, 2L, 3R, 4L,

6R, 1L, 2R, 5L, 4R, 3L

Combustion. Low Emission (Lean Burn)

Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise

Weight lb/kg 22750/10320

Especificaciones planta de gas campo la cira infantas

Tabla 4 Planta de gas la Cira Infantas

GAS ENGINE SITE SPECIFIC TECHNICAL DATA GAS COMPRESSION site conditions:

fuel: GAS PLANTA DE PROCESOS EL CENTRO

fuel pressure range(psig)CAT/WAU: 24-50

fuel methane number: 96.9 fuel LHV (btu/scf): 901

altitude(ft): 350 maximum inlet air temperature(°f): 100

standard rated power:

Caterpillar 1220@1400rpm

waukesha 1418@1200rpm

7.2.1.3. Sistemas del motor

El motor está equipado de los siguientes sistemas: bloque motor, sistema de gas combustible, sistema de refrigeración, sistema de admisión de aire y escape, sistema de lubricación, sistema de arranque, panel de control. A continuación se describe cada uno de estos subsistemas.

Página 13 de 52

Bloque de cilindro es una pieza de fundición de una sola pieza. La cámara de aire de entrada se extiende por toda la longitud de la bloque de cilindros con el fin de proporcionar una distribución uniforme de aire a los cilindros.

Las tapas de los cojinetes de bancada están fijadas al bloque de cilindros con dos pernos en cada tapa. Los pernos están tensados hidráulicamente. Además, cada tapa de cojinete de bancada tiene dos pernos de montura, uno a través de cada lado del bloque de cilindros. Los pernos de montura se usan para evitar el movimiento de las tapas de los cojinetes de bancada y para hacer más rígida el área inferior del bloque de cilindros.

Las tapas superiores del bloque permiten el acceso para inspeccionar y llevar a cabo el mantenimiento de los arboles de levas. Los levantaválvulas y las guías de los levantaválvulas. Las tapas inferiores del bloque permiten el acceso para inspeccionar y llevar a cabo el

mantenimiento del cigüeñal, las bielas, los chorros de enfriamiento de los pistones y los cojinetes de bancada.

En el bloque motor presenta los siguientes componentes: a) Camisa de cilindro

El cilindro o la camisa del cilindro en la mayoría de los motores industriales actúa como contenedor para la mezcla. La camisa está abierta en ambos extremos y debe ser sellada antes de que la compresión tenga lugar

Debido a las temperaturas extremas asociadas con la combustión, la camisa debe ser enfriada con agua para que sea posible mantener una temperatura más constante en el cilindro y prevenir daños a los componentes. Si la temperatura del cilindro es demasiado alta, podrían ocurrir detonaciones. Los o-rings (aros tóricos) ubicados alrededor de la camisa evitan que el refrigerante y el aceite se mezclen. Todas las camisas tienen un patrón ranurado (típicamente 60 grados), estas ranuras tienen una profundidad aproximada de .015 y su función primaria es retener el aceite y lograr una lubricación apropiada

b) Culata

La parte superior de la camisa está cubierta por una cabeza sellada con una empaquetadura. La cabeza no solo cubre la camisa sino que contiene también conductos que permiten que aire y gas entren y salgan del cilindro. Debido a que la cabeza tiene conductos abiertos, el tope de la camisa no se sella todavía

c) Válvulas de admisión y escape

Los conductos son cerrados con las válvulas de admisión y escape. Cuando la válvula de admisión se abre, el aire y el gas mezclados entran a la cámara de compresión. Cuando la válvula de escape se abre, los gases de escape (mezcla de aire/combustible consumida) salen de la cámara de compresión

Página 14 de 52

En la mayoría de los casos, las cabezas de los cilindros también son enfriadas con agua para prevenir que las cabezas y las válvulas de deformen y que la cabezas se fisuren

d) Levas, levanta válvulas, varillas de empuje, balancines

Las válvulas son operadas mecánicamente. Esto se hace utilizando un árbol de levas cronometrado con el cigüeñal del motor, lo cual permite que las válvulas se abran y cierren en el momento correcto

Los seguidores de leva están en contacto constante con los lóbulos de la misma y siguen su contorno (perfil). Debido a que los lóbulos son ovalados, los seguidores se mueven hacia arriba y hacia abajo

Los vástagos o varillas empujan los balancines, que a su vez abren y cierran las válvulas. El resorte de las válvulas (no se muestra en la ilustración) cierra la válvula en cuestión cuando el lóbulo está abajo y proporciona un contacto constante entre el seguidor y el lóbulo de la leva

e) Pistón

El fondo de la camisa está sellado por un pistón. Para que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo, tiene que haber un espacio de tolerancia alrededor del mismo. Esta tolerancia conllevaría a fugas alrededor del pistón si no se sella. Se instalan anillos metálicos enterizos en el pistón para sellar esta vía de fugas. La presión del cilindro se mete por detrás de los anillos y los empuja contra la pared del cilindro para lograr un sellado efectivo

El anillo superior es el más resistente y debe resistir el calor y presión extremos del proceso de combustión. Los anillos intermedios actúan como apoyo al anillo superior para evitar que se presenten fugas pasado el pistón. El anillo inferior controla el aceite y previene que éste entre a la cámara de combustión y al mismo tiempo permite el paso de una cantidad de aceite controlada a través del anillo mismo con el objetivo de lubricar el pistón y las paredes del cilindro

El pistón tiene tres propósitos. Obviamente, con la ayuda de los anillos, cierra el fondo de la camisa del cilindro. Segundo, actúa como desplazador de volumen. Desplazar cierto volumen en uncontenedor cerrado causa un aumento de presión o compresión. Finalmente, el pistón, en su embolada de potencia, proporciona una superficie sobre la cual la presión de combustión actúa para empujar el pistón hacia abajo

La presión multiplicada por una superficie es igual a una fuerza. Cuanto más grande sea la presión o el área superficial mayor será la fuerza. Típicamente, un motor que utiliza pistones más grandes produce mayor caballaje debido a la fuerza superior que empuja el pistón hacia abajo

f) Biela

Como se mencionó previamente, la fuerza creada en la parte superior del pistón durante la embolada de potencia empuja el pistón hacia abajo. Esta fuerza o caballaje debe ser transferida al cigüeñal del motor provocando que éste rote. Esta transferencia se hace con una biela conectada al pistón y al muñón de la biela en el cigüeñal. El muñón de la biela actúa como palanca y cuando se encuentra bajo carga rota el cigüeñal

Página 15 de 52

El impulso del cigüeñal, causado por su peso, el peso de los pistones y un volante, más las fuerzas creadas por los otros cilindros de potencia provocan que la biela empuje el pistón hacia arriba para comprimir la mezcla de aire y combustible durante la embolada de compresión y retirar los gases de escape durante la embolada de escape

g) Bujía

Para que se pueda encender la mezcla de aire y combustible, una bujía sobresale por el fondo de la cabeza y entra a la cámara de compresión. Durante el giro de compresión, en el momento correcto, el voltaje DC proveniente del módulo de encendido pasa a través de un transformador, en donde aumenta hasta 30.000 voltios

Viaja entonces desde el electrodo de la bujía, a través de una distancia disruptiva de aproximadamente 025” y va a tierra. Esta chispa de alta tensión enciende la mezcla de aire y combustible

h) Cigüeñal

El cigüeñal cambia el movimiento alternativo de los pistones en rotación utilizable para accionar el compresor y eje de cooler. Posee contrapeso para cada cilindro soldado al cigüeñal.

Posee superficies suaves y endurecidas donde es sujeto al bloque motor por los cojinetes de bancada con tapas aferradas por espárragos hidráulicamente tensionados con la tolerancia que le permita girar y es lubricado a través pasajes que se perforan en el cigüeñal en con el fin de proporcionar lubricación a los cojinetes de bancada y biela.

Dos placas de empuje controlan el juego axial del cigüeñal. Tiene sellos de labio en cada extremo para contener el aceite. Bridas mecanizadas en ambos extremos del cigüeñal permiten el montaje del volante de inercia y amortiguador de vibraciones

Página 16 de 52

7.2.1.4. Sistema de gas combustible.

El sistema de gas combustible proporciona el de flujo de gas combustible requerido para la operación de las unidades. El gas combustible, sistema de ignición y el sistema de aire, conjuntamente con el sistema de control, programan automáticamente el flujo de gas combustible durante la aceleración y el funcionamiento del motor.

Descripción General del Sistema de Gas Combustible

Proveniente de la facilidad del cabezal 120-B1-3 Ingresando al sistema de gas combustible a través de la válvula SDV102 pasando sistema de regulación PCV1940. La válvula manual 2” Tag VB3000 en el skid de la unidad K3A y válvula manual de 2” con Tag 3004 en la unidad K3B las cuales permite el ingreso de gas combustible a cada unidad.

Descripción de funcionamiento del sistema de Gas combustible

El gas es suministrado de la línea principal al regulador, el flujo es ajustado por la válvula de control aire/gas que es operada por un actuador, el combustible pasa por la línea principal al carburador, el turbo succiona aire de los filtros el cual pasa por el enfriador y es mezclado en el carburador

El regulador de gas combustible tiene una línea de balance conectada entre la entrada de aire del carburador y en venteo de la válvula reguladora

Al incrementar la presión de aire en el carburador la misma ejerce presión al resorte del diafragma de la válvula la cual incrementa la presión de combustible

Página 17 de 52

La función principal es mantener la presión diferencial entre la presión de salida del regulador y la entrada de aire al carburador

La función principal es realizar la mezcla de aire gas antes de entrar al múltiple de aire principal. También controla las emisiones en el escape

7.2.1.5. Sistema de Admisión y Escape

El aire es succionado por los turbos, pasa por los filtros y antes de entrar al motor debido a que es un aire comprimido y tiene una alta temperatura entra al enfriador de aire el cual mantiene la temperatura de aire adecuada. Después de pasar por el enfriador es dirigido al carburador donde se realiza la mezcla con el combustible, la mezcla es distribuida por la parte central del Bloque del motor

Desde el múltiple de escape los gases entran a la turbina lo cual causa que la rueda de la turbina gire. La turbina está conectada por el mismo eje a la rueda del compresor. Esto hace que la presión en el múltiple de aire se incremente

Turbocargador

Los gases del escape van al turbo a través del adaptador de entrada del escape y empujan la rueda de la turbina. Esto causa que la rueda de la turbina y la rueda del compresor giren. Aire limpio del filtro de aire es succionado a través de la entrada de aire de la caja del compresor. La acción de las paletas del compresor causa una compresión del aire de entrada, esta compresión le da al motor más potencia debido a que hace que el motor queme combustible adicional con más eficiencia.

Válvula de Derivación

La válvula de derivación está conectada al múltiple de escape y controla la cantidad de gases de escape que pasan a la turbina del turbo, o derivan los gases directamente a la salida del escape. La válvula es enfriada por el refrigerante del motor

La válvula es activada por la presión diferencial entre la presión de aire (Atmosférica) y la presión de salida del compresor al enfriador de aire del motor

(3) Turbocargador (4) Codos del Escape

(5) Válvula de Bypass del Escape (7) Escape del Manifold

Página 18 de 52

7.2.1.6. Sistema De Refrigeración.

Los motores usan 2 sistemas de enfriamiento de circuitos separados. El refrigerante es suministrado al sistema cerrado.

Las bombas de agua están montadas en Ia caja frontal y son accionadas por el tren de engranajes delantero. El refrigerante para el circuito del agua de las camisas lo suministra Ia bomba de agua del lado derecho. El refrigerante para el circuito del pos enfriador y enfriador de aceite lo suministra la bomba del lado Izquierdo.

Descripción General

El sistema principal de agua de camisas se usa para refrigerar el bloque de cilindros, culatas de los cilindros y turbocompresores. El sistema auxiliar se usa para refrigerar el pos enfriador de aire y el enfriador de aceite motor y enfriador de aceite compresor.

Se utilizan reguladores de temperatura del agua en cada circuito con el fin de mantener las temperaturas de trabajo correctas. Los reguladores controlar la temperatura mínima a la salida del motor.

Hay una línea compensadora desde el tanque de expansión hasta Ia entrada de refrigerante para mantener el refrigerante en el circuito al nivel correcto.

Se requiere una línea de ventilación instalada entre Ia parte superior de cada circuito y el tanque de expansión.

Descripción de Funcionamiento. a) Sistema de agua de Camisas

La bomba recibe refrigerante del intercambiador de calor a través de la entrada de refrigerante, el refrigerante fluye por el bloque motor hacia arriba a través de las camisas de agua, el área de la camisa es más pequeña cerca la parte superior de las camisas de cilindro. Esto hace que el refrigerante fluya más rápido para un mejor enfriamiento de la camisa de

Página 19 de 52

cilindro. Luego pasa por la parte superior de la culata de cilindros y hacia el múltiple de agua. Sale y pasa a través de un regulador de temperatura de agua hasta el intercambiador de calor y al tanque de expansión.

El refrigerante se envía desde la parte trasera del bloque a través de una línea (6) a los turbos (5), luego el refrigerante regresa al bloque de los cilindros a través del turbo (4).

Se requiere un línea compensadora entre la parte superior de la camisa de agua de los turbos y el tanque de expansión para el sistema de agua de camisas.

b) Sistema de Agua Auxiliar

La bomba toma el agua del intercambiador de calor y se divide en tres; una parte va al enfriador de aceite motor y otra parte va al pos enfriador de aire, luego ambos flujos se unen pasando por el regulador de temperatura. A la descarga de la bomba otra parte de refrigerante pasa por la válvula al enfriador de aceite compresor y regresan al intercambiador de calor. Se requiere una línea de venteo sin obstrucción desde la parte superior del enfriador de aceite y el tanque de expansión.

REFRIGERANTE

Refrigerante / anticongelante formulado para proveer una alta protección para sistemas de enfriamiento de servicio pesado

Elementos Asociados Al Sistema De Refrigerante

El sistema de refrigerante cuenta con los siguientes componentes:

Tabla 5 Elementos del Sistema Refrigerante

COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERANTE After Cooler

Coolant Outlet To The Exchanger (Jacket Water)

Coolant Outlet To The Heat Exchanger (After Cooler And Oil Cooler Circuit) Elbow

Engine Oil Coolers Jacket Water Pump

Retum Line For Coolant From The Turbochanger Supply Line For Coolant To The Turbochanger Turbochanger

Water Manifold

Página 20 de 52

7.2.1.7. Sistema De Admisión De Aire Y Escape.

Es el encargado de controlar la cantidad y calidad del aire necesario para el proceso de combustión y salida de los gases de escape producto de la combustión de la mezcla aire combustible

Descripción general.

A través del turbocargador se incrementa el volumen de aire para la combustión. Esto le da al motor más potencia debido a que quema combustible adicional con más eficiencia

Descripción de funcionamiento

El turbocompresor ingresa el aire limpio que viene de los filtros de aire, a través de la entrada de aire. La rotación de la rueda del compresor causa la compresión del aire y lo fuerza a través de un codo hasta el posenfriador).El aire comprimido pasa a través de la cámara de entrada al cilindro por medio de las válvulas de admisión.

Las válvulas de admisión de aire y la válvula de admisión de gas se abren cuando el pistón se mueve hacia abajo. El aire comprimido y enfriado de la cámara es enviado al cilindro. Las válvulas de admisión de gas y de aire se cierran cuando el pistón comienza a moverse hacia arriba en la carrera de compresión, la bujía hace combustión de la mezcla.

La fuerza de la combustión empuja el pistón hacia abajo (carrera de potencia). Cuando el pistón se mueve de nuevo hacia arriba (carrera de escape). Las válvulas de escape se abren y los gases de escape son expulsados a través de la lumbrera de escape y dentro del múltiple de escape. Después de que el pistón realiza la carrera de escape, las válvulas de escape se cierran y el ciclo comienza de nuevo.

Página 21 de 52

Elementos asociados.

El sistema cuenta con los siguientes componentes:

Tabla 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape

Aftercooler Air Choke

Air Intlet Cylinder

Eshaust by pass (Wastegae) Exhaust Inlet To The Turbochanger Exhaust Manifold

Turbochanger Compressor Wheel Turbochanger Turbine Wheel

POSENFRIADOR (AFTERCOOLER)

Intercambiador de calor de aire de admisión. Se encuentra situado en el lado izquierdo del motor. La reducción de la temperatura del aire incrementa la densidad del aire. Esto da como resultado más eficiente combustión y menor consumo de combustible.

Página 22 de 52

TURBOCARGADOR:

El motor cuenta con dos turbocargadores de turbina de 1 eje y de flujo axial. A través del turbocargador se incrementa el volumen de aire para la combustión Descripción general del Turbocargador

La turbina del turbocompresor está conectada al múltiple de escape. El lado del compresor del turbo está conectado al posenfriador. Tanto la turbina como el compresor están conectados al mismo eje y giran juntos.

Descripción de funcionamiento de turbocargador.

Los gases del escape van al turbo a través del adaptador de entrada del escape y empujan la rueda de la turbina. Esto causa que la rueda de la turbina y la rueda del compresor giren. La acción de las paletas del compresor causa una compresión del aire de entrada.

Los cojinetes en el turbocompresor usan aceite del motor presurizado para la lubricación. El turbocargador consta de los siguientes componentes principales:

• Carcasa de la turbina, • turbina,

• carcasa del compresor, • compresor,

• ducto de aceite de refrigeración

• ductos de admisión de aire y salida de gases de escape DERIVACIÓN DEL ESCAPE (WASTEGATE):

Es una válvula de derivación (bypass) para los gases de escape al turbo. • Descripción general

Corresponde a una válvula de mariposa que desvía parte de los gases de escape y evita que estos pasen por el turbo con lo cual menos aire es comprimido para la admisión

La modulación de esta válvula provee un método de controlar la relación aire-combustible en toda la gama de carga y velocidades.

La derivación del escape es operada por el actuador wastegate, éste está situado en la parte izquierda trasera del motor

Descripción de funcionamiento

Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula

Página 23 de 52

wastegate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina.

La válvula de descarga o wastegate está formada por una cápsula sensible a la presión compuesta por un muelle, una cámara de presión y un diafragma o membrana. El lado opuesto del diafragma está permanentemente condicionado por la presión del colector de admisión al estar conectado al mismo por un tubo. Cuando la presión del colector de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y comprime el muelle de la válvula despegándola de su asiento. Los gases de escape dejan de pasar por la turbina del sobre alimentador (pasan por el bypass) hasta que la presión de alimentación desciende y la válvula se cierra. La presión máxima a la que puede trabajar el turbo la determina el fabricante.

a) Múltiple de escape:

El múltiple de escape proporciona el calor máximo a la turbina. El múltiple de escape es aislado. El aislamiento ayuda a conservar el calor en el sistema de escape. La energía del calor ayuda a conducir la turbina del turbocompresor. El aislamiento también ayuda a proteger los componentes que están fuera del sistema de escape del calor.

b) Sistema de válvulas:

Los componentes del sistema de válvulas controlan el flujo admisión de aire y combustible en los cilindros y el flujo de gases de escape de los cilindros del motor durante la operación. Los árboles de levas deben estar sincronizados con el cigüeñal para obtener la relación correcta entre el pistón y el movimiento de la válvula.

Descripción general.

Cada cilindro posee un mecanismo de válvulas de admisión, escape, las cuales deben abrirse y cerrarse en el tiempo correcto respecto a la posición y carrera del pistón.

Descripción de funcionamiento

El árbol de levas tiene tres lóbulos por cada cilindro. Un lóbulo opera el puente que mueve las válvulas de entrada, el otro lóbulo opera el puente que mueve las válvulas de escape y el lóbulo central opera la válvula de admisión de gas.

A medida que el árbol de levas gira, sus lóbulos causan que los levantaválvulas suban y bajen. Este movimiento hace que las varillas levantaválvulas muevan los balancines. El movimiento de los balancines hacen que los puentes se muevan hacia arriba y hacia abajo sobre un pasador que está en la culata de los cilindros dando como resultado la operación de las válvulas. Los puentes permiten que un balancín abra o cierre dos válvulas al mismo tiempo. Un levanta válvulas separado y el varillaje del balancín de la válvula de admisión de gas sin puente operan la válvula de admisión de gas. Las bobinas giratorias (rotocoil) hacen que las válvulas giren mientras el motor está funcionando. La rotación de las válvulas reduce a un mínimo el depósito de carbón en las válvulas y permite mayor vida útil. Los resortes causan que las válvulas se cierren cuando los levantaválvulas se mueven hacia abajo.

Página 24 de 52

El sistema de lubricación del motor provee protección de daño térmico a elementos como los cojinetes, pistones, camisas válvulas y demás componentes que presenten fricción durante la operación, ya que constantemente el aceite lubrica y refrigera los componentes.

Descripción general.

El aceite de lubricación es suministrado al motor desde un tanque de almacenamiento elevado 55 galones el cual se usa para reposición automática en cada motor y compresor y este a su vez es alimentado por un tanque almacenamiento de 110 galones el cual con un juego de válvulas manipuladas por los mantenedores aplican aceite a los tanques elevados ayudados por una bomba wilden modelo P200, el tanque de 110 galones es alimentado por un tanque de almacenamiento general de 1000 galones o por canecas de 55 galones esto a través de un arreglo de válvulas.

El aceite drenado del motor va directamente a la línea de recolección de la facilidad para efectuar la recolección y disposición final.

El sistema cuenta con un sistema de pre y pos lubricación para proveer aceite para lubricar los cojinetes del motor antes del arranque del motor y después de que el motor se ha apagado. Además del sistema de lubricación del motor a condiciones de operación

Descripción de funcionamiento

La bomba de prelubricación es accionada por un motor neumático. Una válvula de retención está situada en la línea que está entre la bomba de prelubricación y el sistema para evitar que pase aceite a través de la bomba después de que el motor haya arrancado.

El sistema de lubricación utiliza una bomba de aceite externa montada en el lado derecho delantero. La bomba succiona el aceite a través de la campana de succión y del tubo de succión, Hay una rejilla en el tubo entre la campana de succión y el tubo. La campana de succión tiene una malla con el fin de colar el aceite del motor

La bomba empuja el aceite hacia donde se encuentra la válvula de alivio y de prioridad; la válvula de alivio se abre para enviar el aceite de regreso al sumidero del motor cuando la presión de la bomba de aceite excede 145 psig, esto ayuda a evitar daños en el sistema cuando el aceite esta frío. La válvula de derivación se abre para enviar el aceite de regreso al sumidero de motor cuando la presión del sistema excede 63 psig.

La bomba de aceite también empuja el aceite a la caja de reguladores de temperatura de aceite. Si la temperatura del aceite es mayor de 185F el flujo del aceite se dirigirá a los enfriadores de aceite. El aceite fluye desde los enfriadores de aceite, a través de la válvula del cambio de filtro de aceite hasta los filtros de aceite, desde éstos a través de la válvula de prioridad hasta las galerías de aceite en el bloque de los cilindros.

Los filtros de aceite contienen elementos reemplazables. Tiene una línea de purga para el aire, para drenarse y llenado. Deben cambiarse cuando el diferencial sea de 14.5 psig a temperatura de operación.

Los cojinetes del árbol de levas reciben aceite de la galería de aceite principal a través de los conductos taladrados en el bloque. El aceite pasa alrededor de cada cojinete del árbol de levas y luego pasa a través de un conducto taladrado en el bloque hasta la guía del levantaválvulas.

Página 25 de 52

El aceite fluye a través del tubo por el conducto hasta la culata de los cilindros y por el conjunto del balancín

La galería de aceite principal está conectada a los cojinetes de bancada del cigüeñal mediante un conjunto taladrado en el bloque de los cilindros. Los agujeros taladrados en el cigüeñal conectan el suministro de aceite de los cojinetes de bancada con los cojinetes de la biela. La válvula de prioridad permite que el aceite pase a la galería de aceite del chorro de enfriamiento de los pistones cuando la presión alcanza 20 psig. La válvula de prioridad no permite que el aceite entre en la galería de aceite de chorros de enfriamiento de los pistones hasta que haya presión en la galería principal, esto reduce la cantidad de tiempo necesario para que la presión se acumule cuando el motor arranca. También ayuda a mantener la presión a una velocidad de baja en vacío.

Hay un chorro de enfriamiento de pistones debajo de cada pistón. El aceite entra en la cámara de enfriamiento exterior del pistón a través de un conducto taladrado en la caja del pistón. El aceite fluye de la cámara de enfriamiento exterior a la interior y se drena fuera del pistón a través de un agujero sobre el pasador del pistón. Esto provee lubricación al cojinete del pasador del pistón.

La línea de suministro de aceite del turbocompresor (5) envía aceite al turbocompresor (6) y drena éste para regresar al colector a través de la caja trasera. El aceite se envía a los grupos de engranajes delanteros y traseros a través de tubos y conductos taladrados en las cajas delantera y trasera.

Después de que el aceite de lubricación ha finalizado su trabajo vuelve al cárter.

Tabla 7 Elementos asociados Sistema

Lubricación

Swiche de Presión del Aceite Caja de Relés

Lubricador

Motor de la Bomba de Prelubricación Bomba de Prelubricación

7.2.1.9. Sistema De Arranque.

Se usa un motor de arranque neumático tipo turbina TDI STARTER para el paquete compresor K3A y para el paquete compresor K3B es un Ingersoll Rand estos para girar el volante del motor Io suficientemente rápido para hacer que el motor funcione. La operación del motor de arranque neumático es controlada por el sistema de control del motor. El motor de arranque neumático funcionara cuando se hayan cumplido los requisitos de pre lubricación.

Página 26 de 52

El motor de arranque neumático está montado en el lado derecho del motor. El aire esta normalmente contenido en un tanque de almacenamiento. La presión de ajuste del regulador está entre 120 y 150 psi.

Descripción de funcionamiento Sistema de Arranque

El aire ingresa al skid de la unidad, llega a la válvula piloto de pre-lubricación y del motor de arranque. La señal de prelube del motor energiza el solenoide que permite el paso de aire a la bomba de pre-lubricación, el switch de presión de aceite cierra el ciclo de pre-lubricación y permite energizar el solenoide de arranque, a través del dispositivo de giro saca el bendix del motor de arranque para posterior energizar la válvula piloto que hace girar del motor de arranque esto para la unidad K3A, la unidad K3B es realizado de modo manual por el operador el cual prelubrica la unidad de modo manual accionando el pulsador en el panel de control y luego presiona la válvula de dos vías con reposición automática situada en el panel de control la cual debe soltar a lo que el motor gira con las rpm adecuadas.

El sistema cuenta con una válvula de alivio set 150 psi Elementos asociados

El sistema de arranque cuenta con los siguientes componentes:

Tabla 8 Componentes Sistema de Arranque

SISTEMA DE ARRANQUE Válvula Solenoide Válvula Piloto

Dispositivo de giro Bomba de Pre lubricación Motor de Arranque Línea Suministro de Aire 7.2.1.10. Sistema eléctrico

El sistema eléctrico es un sistema de 24 V DC. La capacidad de carga del sistema es de 10 amperios.

7.2.2. Compresor Reciprocante

Los compresores son los encargados de presurizar el gas de proceso proveniente de la planta de gas de ECOPETROL EL CENTRO. Un compresor reciprocante Ariel de 4 etapas que comprime el gas hasta 550 Psig @ 120°F. Este compresor esta conducido por: un motor a gas Caterpillar G3516 LE de 1220 bhp y 1400 rpm; o un motor wauskesha L7042GSI de 1271 bhp y 1200 rpm.

Página 27 de 52

(1) Cabeza del pistón.- (2) Anillos del pistón.

(3) Varilla del pistón o vástago. (4) Caja de empaques.

(5) Patín de la biela. (6) Biela

(7) Cigüeñal del compresor. (8) Líneas de lubricación. (9) Tapas laterales. (10) Tapas de bielas.

(11) Bomba de lubricación forzada. (12) Bomba de lubricación del compresor. (13) Filtro de aire.

(14) Válvulas de admisión de gas (15) Válvulas de descarga de gas

(16) Acoples para botellas de pulsaciones. (17) Venteos del compresor.

(18) Bolsillo del compresor. 7.2.2.1. Descripción General

Página 28 de 52

El conjunto compresor ARIEL JGK/4 es un equipo de compresión de gas de desplazamiento positivo, de hasta 2540 hp a una operación máxima de 1200 RPM. Y JGE/4 equipo de compresión de gas de desplazamiento positivo, de hasta 2140 hp a una operación máxima de 1500 RPM

Los equipos están configurados para manejar cuatro etapas de compresión así

Tabla 9 Etapas Cilindros Compresores

El conjunto del compresor se encuentra conformado principalmente por un bastidor o frame donde está ubicado el cigüeñal, 4 cilindros compresores (brazo, throw) que contienen cada uno su respectivo pistón, caja de sellos de gas, tuerca de ajuste del pistón, cruceta y biela. Sobre y debajo de cada cilindro se encuentran las botellas de pulsación de succión y descarga por cada etapa de compresión, 1 separadores de líquidos (scrubber), uno por cada etapa de compresión con su respectivo sistema automático de desalojo de los mismos.

El equipo cuenta además con 2 sistemas de lubricación de aceite cada uno con su respectiva bomba, uno para la lubricación de cojinetes y otro sistema de lubricación forzada que lubrica elementos del cilindro compresor y las barras de pistón.

El compresor además posee un intercambiador de calor para disminuir la temperatura del sistema de lubricación de cojinetes.

7.2.2.2. DESCRIPCIÓN de Funcionamiento

Cuando el cigüeñal del compresor gira debido a la trasmisión de movimiento que le trasfiere el motor de combustión hace desplazar las bielas que se encuentran unidas a las crucetas y

Página 29 de 52

estas al pistón que se mueve dentro del cilindro convirtiendo el movimiento circular del cigüeñal en un movimiento rectilíneo del pistón dentro del cilindro.

7.2.2.3. Condiciones de diseño.

Página 30 de 52

7.2.2.4. Condiciones de operación

Tabla 11 Condiciones de Operación

7.2.2.5. Elementos Asociados

Los elementos asociados al compresor son: Sistema de válvulas de alivio de presión, sistema de instrumentación asociada a la protección del equipo, tal como switch de vibración, sensores de temperatura de los cilindros compresores, switch de bajo nivel de aceite, Control de nivel de aceite compresor.

7.2.2.6. Sistemas del compresor

El compresor cuenta con los siguientes componentes. Bastidor del Compresor (Frame).

El bastidor es una carcasa generalmente de hierro fundido en forma de U La parte superior es abierta para permitir la instalación del cigüeñal, Las tapas de los cojinetes de bancada están fijadas al frame con cuatro pernos en cada tapa. Las paredes laterales del bastidor se mantienen unidas por medio de pernos y espaciadores que están ubicados directamente cerca de las tapas de bancada removibles. Los pernos y espaciadores se usan para evitar el movimiento de las tapas de los cojinetes de bancada y para hacer más rígida el área inferior.

Página 31 de 52

Cubiertas de los extremos, una cubierta superior y las cubiertas laterales de las guías de crucetas, todas desmontables, permite fácil acceso para la inspección y extracción de los componentes internos. La cubierta superior está hecha de aluminio para fácil manipulación. Los componentes principales de la carcasa son el cárter, el cigüeñal y los cojinetes, las bielas, sistema de accionamiento por cadena, crucetas y guías, y barras espaciadoras.

a) Carter.

En la parte inferior del frame se deposita el aceite de lubricación del compresor. b) cigüeñal.

Posee superficies suaves y endurecidas donde es sujeto al frame por los cojinetes de bancada con tapas aferradas por pernos con la tolerancia que le permita girar y es lubricado a través pasajes que se perforan en el cigüeñal en con el fin de proporcionar lubricación a los cojinetes de bancada y biela.

Placas de empuje controlan el juego axial del cigüeñal. Tiene sellos de labio en cada extremo para contener el aceite.

Cada muñón del cigüeñal es forjado y tiene instalado contrapesos para balancear la masa reciprocante del compresor.

En la parte trasera del cigüeñal se encuentra un piñón y un sistema de cadena para trasmitir el movimiento a las 2 bombas, de aceite compresor y del sistema de aceite de lubricación forzada del compresor.

c) cojinetes

Los cojinetes utilizados son trimetalicos, bronce con exterior de acero y babbit como superficie de contacto.

d) Biela

Junto con la cruceta y pasador de la cruceta convierten el movimiento de rotación de la biela en movimiento alternativo del vastago.

La biela se encuentra unida al cigüeñal con su respectivo cojinete y tapa de biela ajustada con pernos para poder girar, en cada brazo de cilindro.

e) Guía de la cruceta

Las guía de la cruceta y/o (distance piece) van acopladas al frame por el costado la cual es una caja de hierro fundido con una pista de acero donde se desplaza la cruceta, posee tapas laterales en aluminio las cuales sirven para realizar inspección y mantenimiento.

Se utilizan guías de cruceta de doble compartimento donde se sujetan los raspadores de aceite y empaquetadura de presión (packing)

Página 32 de 52

f) Cruceta

La cruceta es un elemento de hierro fundido que en la parte superior e inferior cuentan con zapatas en babitt, que le permiten desplazarse suavemente en la guía de cruceta con una holgura definida, la cruceta va unida por medio de dos bujes y pasador a la biela.

En la cruceta se encuentra roscado y ajustado por medio de una tuerca de balance, un vástago de acero de 2.5” que va unido a un pistón, debido a la lubricación del sistema la barra queda impregnada de aceite, por lo cual se instala un dispositivo de anillos que retiran el aceite de la barra llamado raspador de aceite.

En la parte inferior se encuentran orificios que drenan el aceite de lubricación de las crucetas, pasador y raspador de aceite al cárter nuevamente.

g) Tuerca de balance.

Ajustan la barra del pistón a la cruceta, intervienen en el balance dinámico del compresor de acuerdo a su masa, minimizando la vibración del compresor

Cilindro Compresor (throw)

A cada distance piece se encuentra acoplado un cilindro compresor

En su interior cuenta con una camisa en acero que es donde se desplaza el pistón, sujeta al CE Head, donde se sujeta la empaquetadura de presión, en el lado HE instalan los bolsillos de paso variable.

Cada cilindro tiene 2 válvulas de succión y 2 válvulas de descarga por cada lado CE y HE. Cada cilindro tiene una máxima presión permitida de descarga MAWP, y un espacio libre mínimo (clearance).

Los componentes del cilindro compresor son pistón, barra de pistón, anillos de pistón, faja de soporte (wear band), CE head, empaquetadura de presión, válvulas, tapa de válvulas

1. Pistón: El pistón un elemento de que se mueve en forma alternativa en el interior del cilindro, la distancia recorrida se llama carrera( stroke) posee ranuras para sujetar los anillos y wear band

2. La barra de pistón: de acero endurecido, esta roscada hidráulicamente al pistón acoplada a la cruceta, por la geometría del pistón y la camisa del cilindro el pistón divide el cilindro en dos cámaras.

3. anillos de pistón: cilindro, cuenta además con anillos de compresión los cuales realizan la labor de evitar que el volumen de gas contenido en el interior del cilindro se desplace a la otra cámara cuando el pistón realiza la compresión con ayuda de las válvulas compresoras.

Página 33 de 52

5. El cilindro cuenta además con una caja de empaquetadura de presión que sirve como sello para evitar el paso de gas del cilindro por la barra del pistón.

6. Bolsillo (pocket): ubicado en la parte delantera del cilindro un bolsillo variable de volumen que permite aumentar o disminuir la eficiencia de trabajo del cilindro, girando el tornillo de graduación.

7. Son medios para disminuir la potencia requerida cuando el flujo de gas es menos que la capacidad del cilindro o compresor. También se utiliza para limitar la capacidad de un compresor de tal manera que el motor no se sobrecargue.

8. válvulas: Las válvulas de cilindro compresor son válvulas cheque accionadas por resortes, las válvulas abren a destiempo dependiendo de la eficiencia volumétrica, y cierran al final de la carrera del pistón. Los resortes cierran la válvula en tiempo requerido, estabilizan la abertura de la válvula, y proveen amortiguación

9. tapa de válvula: sujetan la válvula por medio del espaciador a la cámara en el cilindro compresor. Poseen un oring que hace sello con el cilindro compresor

Sistema de Lubricación del Compresor.

El sistema de lubricación del compresor cuenta con una bomba accionada por piñón y cadena que suministra aceite al compresor

El controlador de nivel de aceite en el exterior del cárter mantiene el nivel de aceite correcto. Descripción de funcionamiento

La bomba ubicada en la parte posterior del frame succiona del Carter el aceite filtrado inicialmente del filtro en Y, posteriormente pasa a través de tubería hasta llegar a un enfriador de aceite, el flujo es controlado por una válvula termostática pasa al filtro montado en el extremo lateral del cárter.

El aceite se dirige a través de orificios taladrados hasta lubricar los cojinetes de bancada, por orificios taladrados diagonalmente desde los muñones del cigüeñal lubrica los cojinetes de biela.

Las bielas cuentan con orificios taladrados a lo largo de su cuerpo permitiendo alimentar de aceite los bujes de biela cruceta y pasador.

Los orificios taladrados desde el pasaje principal de aceite lubricar la parte superior e inferior de cada cruceta.

Sistema de lubricación forzada.

El sistema de lubricación a presión forzada suministra aceite a los cilindros del compresor y empaquetaduras de vástagos de los pistones- cilindros

El sistema tiene dos bombines de lubricación cuyo mecanismo es sumergido en su propio depósito de aceite para lubricar el engranaje sinfín y la leva.

Descripción de funcionamiento

Al rotar el cigüeñal por medio de cadena y piñón rota la leva del lubricador accionando el mecanismo para operar la bomba de piston. En la carrera descendente del pistón, la presión del resorte es ejercida sobre el pistón haciendo que siga la leva y ocasionando una presión de

Página 34 de 52

vacío en el cilindro del pistón, cerrando la válvula de cheque de la descarga y llenando el cilindro con aceite. En la carrera ascendente del pistón cierra el suministro de lubricante, forzándolo a salir a través de la válvula de retención de descarga hacia el bloque de distribución donde es dosificado para proporcionar las cantidades exactas a los cilindros y las empaquetaduras.

Cada bomba se puede ajustar por medio de un tornillo exterior. Esto cambia la longitud de la carrera de la bomba, la cual cambia el volumen de descarga de la bomba.

Cada cilindro del compresor tiene un punto de inyección de lubricación en la parte superior y otro en la inferior.

En la tubería de descarga se encuentra un disco de ruptura. Si se produce una obstrucción en el sistema, el aumento de presión romperá el disco y el equipo será parado por detección de ausencia de flujo de aceite a través del sistema.

Botella de pulsación.

El equipo cuenta con una botella de pulsación en cada succión de las diferentes etapas y una botella de pulsación en cada descarga de las diferentes etapas de compresión, las cuales se encargan de amortiguar la pulsación de cada ciclo de compresión ejercida en los cilindros del compresor

7.2.3. INTERCAMBIADOR DE CALOR (COOLER) 7.2.3.1. Descripción de funcionamiento

Página 35 de 52

7.2.3.2. Condiciones de operación.

Tabla 12 Condiciones de Operación.

VARIABLES OPERACIONALES VALOR

Presión de Succión (psi) 1-7

Presión de Descarga (psi) 550

Temperatura de succión (of) 80

Temperatura de Descarga 120

Flujo a manejar (mmcfd) 5.5

7.2.3.3. Elementos asociados a. PATIN (SKID)

Página 36 de 52

Sobre y debajo de cada par de cilindros se encuentran las botellas de pulsación de succión y descarga por cada etapa de compresión, 2 separadores de líquidos (scrubber), uno por cada etapa de compresión con su respectivo sistema automático de desalojo de los mismos.

b. Scrubber

El scrubber de gas es del tipo vertical bifásico y permite la separación de gas y los líquidos asociados

El propósito del Separador (Scrubber) es remover los líquidos o sólidos de la corriente de gas antes de entrar a los cilindros compresores

Un sistema de control automático, que cuenta con una controlador de nivel con flotador y una válvula neumática, se emplea para desalojar los líquidos que se acumulan en el fondo interior del separador

Si este sistema falla, se provee de un arreglo con válvula de bloqueo, que sirve como “by-pass”, para el desalojo manual de los líquidos

Así mismo, se coloca una mirilla de nivel para observar el nivel que presentan estos líquidos, en el interior

c. Botellas de Pulsación

Ayudan a reducir las pulsaciones dentro y fuera de los cilindros para reducir las vibraciones en el paquete de compresión

Página 37 de 52

En algunas aplicaciones platos con orificios son requeridos entre la brida y los cilindros para reducir los efectos de la pulsación

d. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA

A través de las válvulas de 12” ubicadas en el cabezal de succión ingresa el gas de proceso al compresor de cada unidad. En cada unidad el gas entra al scrubber de primera etapa para posteriormente pasar a la botella de pulsación y de ahí al cilindro.

En un recorrido del pistón y debido al diferencial de presión, cuando la presión de una cámara del cilindro es menor que la presión del gas de llegada las válvulas compresoras de succión abren dejando pasar gas al interior del cilindro hasta ser llenado y la presión se encuentre igualada, la válvula de succión se cierra.

En este momento el pistón se desplaza en sentido contrario empezando a comprimir el gas que ha entrado a la cámara empezando por consiguiente a elevarse la presión del gas contenido en la cámara del cilindro hasta el punto que sea mayor que la presión de la línea de descarga, obligando en este momento a que las válvulas de descarga abran, dejando salir el gas comprimido hasta que la presión del cilindro y la línea sean iguales cerrando las válvulas de descarga, de esta forma el pistón inicia nuevamente el recorrido y el gas que queda en el cilindro se expande, las válvulas de succión abren e inicia el ciclo nuevamente.

Una vez el gas sale de los cilindros de primera etapa, pasa por la botella de pulsación de descarga inter-etapas va al intercooler para disminuir la temperatura del proceso de compresión e ingresar al scrubber de segunda etapa, se dirige a la botella de pulsación de succión de segunda etapa y de ahí a los cilindros. Pasa por la botella de pulsación de descarga de segunda etapa va al interercooler e ingresa a el scrubber de tercera etapa de hay hacia el cilindro y al la botella de pulsación de descarga tercera etapa, esta va al intercooler e ingresa al scrubber de cuarta etapa a la botella de succión de cuarta etapa, de hay al cilindro y de este a la botella de descarga cuarta etapa al aftercooler saliendo por la línea de descarga de gas a temperatura no mayor de 120˚ F. Pasa al cabezal de descarga por la válvula 3” pasa el sistema de medición.

El sistema está protegido por la válvula de seguridad, en succión e inter etapas. 7.3. SISTEMA DE CONTROL Y PROCESO

7.3.1. Motor

7.3.1.1. Sistema de control

Sistema EIS motor Caterpillar y magneto Waukesha

El EIS usa un módulo de control el cual contiene los mapas para diferentes aplicaciones y tipos de motores, este módulo tiene la habilidad de diagnosticar problemas en el sistema y potenciales problemas en los transformadores del circuito secundario, cuando el problema es detectado, es generado un código de diagnóstico el cual es reflejado en el panel o en el DDT También Monitorea la operación del motor y distribuye el voltaje necesario al los transformadores de los cilindros. Provee el mejor desempeño del motor a diferentes

Página 38 de 52

velocidades, protege el motor de daños causados por detonaciones, con límites especificados por fábrica retardando el tiempo del motor

Figura 9 Sistema EIS motor Caterpillar y magneto Waukesha

Cuando el rotor magnético, accionado por el movimiento del motor, gira, induce en el primario una corriente que carga el capacitador; el ruptor interrumpe el circuito del primario cuando la corriente inducida alcanza su máximo valor, y el campo magnético alrededor del primario colapsa. El

capacitador descarga la corriente almacenada en el primario induciendo un campo magnético inverso. Este colapso y la reversión del campo magnético produce una corriente de alto voltaje en el secundario que es distribuido a las bujías para la ignición de la mezcla.

Descripcion de Funcionamiento

El motor dispone de dos circuitos de refrigeración: uno para agua de camisa y un circuito separado para el post-enfriador y intercambiador de calor de aceite motor. Reguladores de temperatura del agua se utilizan en ambos circuitos con el fin de mantener la temperatura correcta de funcionamiento. Los reguladores de temperatura del agua pueden ser instalados con el fin de regular la entrada o salida de temperatura del agua.

Una bomba centrífuga de engranajes circula el refrigerante de agua de camisas desde una fuente externa. El líquido refrigerante se hace circular a través de la camisa de agua hacia las culatas. El refrigerante fluye a través de colectores de agua hacia los reguladores de temperatura. Y al intercambiador de calor. El refrigerante se devuelve al motor.

El aceite del motor y el aire de combustión se enfrían en un circuito de refrigeración auxiliar separado. Una bomba de engranajes envía el refrigerante desde el intercambiador de calor.

Página 39 de 52

Parte del refrigerante entra al enfriador de aceite motor. La mayoría del refrigerante se dirige al refrigerador posterior (aftercooler). El refrigerante retorna al intercambiador de calor. Una bomba de engranajes bombea el aceite del motor. La temperatura del aceite del motor es regulada. El aceite de motor es filtrado antes de la distribución en el bloque de cilindros. (Tomado de SEBU7563-07 june 2006 Operation and Maintenance Manual pag 22, 23). 7.3.2. COMPRESOR, COOLER, SKId

7.3.2.1. Sistema de Control

Las unidades motrices cuentan con un panel o tablero de control en donde se reciben las señales de presiones, temperaturas, niveles del proceso de la operación de las unidades (motor y compresor) y del gas de proceso que se está manejando. En el caso de las presiones cuentan con unos topes o setting por baja o por alta presión, los cuales son ajustables por parte del operador en el momento de arranque de las unidades.

El panel de control cuenta con un regulador neumático con el cual se aumenta o disminuye la velocidad a la cual se desea trabajar la unidad motriz en operación.

7.3.2.2. SISTEMA DE SEGURIDAD.

Cada etapa del compresor posee una PSV ajustada a la máxima presión de trabajo de cada cilindro del compresor, lo que permite controlar una sobre presión del sistema. El compresor y el Cooler poseen cada uno un switch de vibración, el cual para la unidad motriz dado el caso de un exceso de vibración, protegiendo de esta forma la integridad de los equipos y del personal.

Tabla 13 PSV JGE/4 y JGK/4

PSV COMPRESOR JGE/4

Serial Number Ubicación Set Pressure

(psi) 795220 Descarga 2 Etapa 215 795221 Descarga 3 Etapa 635 795198 Descarga 4 Etapa 1440 91-52J11T82N1 Scrubber de succión 205 81-17151V35G11 Gas Combustible 50

81-17151V36G11 Drenaje Blow Case 100

Página 40 de 52

PSV COMPRESOR JGK/4

Serial Number Ubicación Set Pressure (psi)

0118517003 Descarga 2 Etapa 400 0118517004 Descarga 3 Etapa 645 0118517005 Descarga 4 Etapa 1550 0118517002 Scrubber de succión 215 2-18391 Gas Combustible 50 0118517001 Descarga 1 Etapa 100 780087 Aire de Arranque 150

7.4. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL DEL SISTEMA 7.4.1. Actividades preliminares

7.4.1.1. Requerimiento de personal

• 1 Soporte de AMS-Líder comisionamiento. • 1 coordinador de Proyectos.

• 1. Ingeniero de Proyectos • 1 Profesional HSEQ. • 1 Líder Mecánico

• 4 Operadores Mantenedores 7.4.1.2. Aplicación de seguridad Operacional

Los lineamientos para alcanzar una operación segura son: requerimientos Ecopetrol. 7.4.1.3. Uso de elementos de protección personal (EPP)

Para la operación de este sistema, la protección personal requerida es: ropa de trabajo adecuada, overol NOMEX, casco, lentes de seguridad, guantes, botas y doble protección auditiva.

7.4.1.4. Documentos Relacionados Sistema de Permisos de Trabajo Análisis de Riesgos de la Tarea