Optimización condensador fuel gas

Christian Ricaldi Optimización del Mantto Maq PlantaProyecto de Titulación condensador de Instituto TECSUP Fuel Gas C. Ricaldi 11/07/2011

Mayor contaminación, combustión innecesaria C. Ricaldi 11/07/2011

Importancia del Proyecto C. Ricaldi 11/07/2011

Mayor contaminación, combustión innecesaria C. Ricaldi 11/07/2011

Importancia del Proyecto Sistema recuperador de gases C. Ricaldi 11/07/2011

Importancia del Proyecto PRODUCTO BBL /HORAS PRODUCTO BBL/HORAS ENERGÍA TÉRMICA 0 ENERGÍA TÉRMICA 7,47 GASOLINA ESTABILIZADA 583,341,675 GASOLINA ESTABILIZADA 585,581,675 KEROSENE 32,999,997 KEROSENE 32,999,997 DIESEL 210 DIESEL 210 RESIDUAL 458,998,993 RESIDUAL 458,998,993 SISTEMA RECUPERADOR DE GASES INCREMENTO DE GASOLINA ESTABILIZADA Tiempo Cantidad (BBL) Precio por barril Costo ($) 1 hora 2.24 $ 27.00 $ 60.48 1 día 26.24 $ 27.00 $ 708.48 GENERACIÓN DE MAYOR ENERGÍA TÉRMICA Tiempo Cantidad (BBL) Precio por barril Costo ($) 1 hora 7.74 $ 23.00 $ 178.02 1 día 179.28 $ 23.00 $ 4,123.44 TOTAL DE UN DÍA $ 4,831.92 TOTAL DE 1 AÑO 1.73MM$

El Problema C. Ricaldi 11/07/2011

El Problema 13-02-2009: Luego de varios intentos, este día se logró sacar el haz09-02-2009: Se efectúo el desmontaje del de tubos del casco, observando gran cantidad de borra (80%) entredistribuidor, observando tubos saturados de borra y un tubo “U” los tubos del haz y algunos tubos con perforaciones.taponado. 13-02-2009: Distribuidor impregnado de caliche y con corrosión. Se efectuó limpieza con agua a presión. C. Ricaldi 11/07/2011

El Problema 14-02-2009: Luego de la limpieza, se efectuó la inspección visual de los tubos, encontrándose 42 tubos con perforaciones (ver dibujo ladoderecho), en general todo los tubos se encuentran con corrosión severa. C. Ricaldi 11/07/2011

Objetivos Generales • Establecer un sistema recuperador de gases eficiente y confiable. • Reducir la emanación de CO2 que dejaron de ser recuperados por el sistema recuperador de gases incondensables. • Evaluar la factibilidad técnico- económica del recuperador de gases del tope de la fraccionadora.

Objetivos Específicos • Prolongar el tiempo de vida útil del condensador 02E113 y el compresor de gases 02G1. • Reducir los costos de intervenciones de mantenimiento repetitivo (para clausurar tubos perforados). • Reducir el riesgo de fallas del compresor 02G1.

Inspección Componente Inspección - Presenta ligera corrosión, los espesores se encuentran Cabezal dentro de especificaciones. - En general se encuentra en buen estado mecánico, a Placa Porta excepción de 08 agujeros (N° 1, 8, 16, 42, 44, 50, 77 y Tubos 79) con los candados de expande gastados. - Presenta ligera corrosión, los espesores se encuentran Carcasa dentro de especificaciones. Bafles - Con corrosión ligera y se encuentra en buen estado. - Tubos 3/4”Ø ASTM A-179 BWG 14 (2.11mm de espesor), 80% del haz de tubos saturado con borra, Tubos con corrosión severa y perforaciones por el lado exterior de los tubos, encontrado tubos delgados.

Evaluación de Alternativas CONDENSADOR MODIFICACIÓN DE LA REEMPLAZO POR UN RESISTENCIA A LA EQUIPO MÁS RESISTENTE CORROSIÓN A LA CORROSIÓNEl bafle, la placa porta tubo, el cabezal y la carcasa seencuentran en buen estado mecánico, por eso se opto pormejorar la resistencia a la corrosión mediante unrecubrimiento superficial, y para evitar el deterioro del haz detubos cambiaremos de material. C. Ricaldi 11/07/2011

Haz de tubos Se muestran 4 materiales mas utilizados en la fabricación de condensadores, evaporadores e intercambiadores de calor. ITEM FACTOR PONDERACIÓN C68700 C71000 C71500 C71640 1 Resistencia a la tracción 15% 2 1 3 4 2 % Alargamiento 15% 4 2 3 1 3 Conductividad Térmica 15% 4 4 4 4 4 Limite de Elasticidad 15% 3 1 2 4 5 Resistencia a la corrosión 40% 4 3 2 1 TOTAL 100% 3.55 2.4 2.6 2.35 LEYENDA: 01: Puntuación baja 02: Puntuación media 03: Puntuación alta 04: Puntuación Excelente C. Ricaldi 11/07/2011

Haz de tubos Elemento Peso% Cu 77.5 Zn 20.5 Buena conductividad 2.0 térmica, Al As 0.1 buena ductibilidad, resistencia a la corrosión y oxidación, Aleación de cobre Categoría buena Clase Forjado maquibilidad y maleabilidad. latón de aluminio Tipo Arsenical Nombres comunes De cobre y zinc de latón Designaciones Estados Unidos : UNS C68700 Propiedades Condiciones T (° C) Tratamiento Densidad (× 1000 kg / m 3 ) 8.8- 8.94 25 La relación de Poisson 0.34 25 Módulo elástico (GPa) 117 25 Resistencia a la tracción (Mpa) 414 25 (Tubo) más Límite elástico (MPa) 186 Elongación (%) 55 Reducción de la superficie (%) C. Ricaldi 11/07/2011

Requerimientos Haz de tubos Pmáx = 2 x 2.11mmm x 60045.6 PSI x Factor Seguridad 5 x 19.05mm Pmáx = 2660,29PSI / 1.3 Pmáx = 2046.38 PSI P trabajo = 156 PSI C. Ricaldi 11/07/2011

Plano de Fabricación N° Tubos en U: 40 Material: B111-687 OD: 3/4" Espesor: 2.11 mm Descripción. Lado casco Lado tubos. Fluido Gas Agua Presión de diseño 250 psig 156 psig Presión de prueba periódica 375 psig 234 psig Temperatura de diseño 195 ºC 315 ºC C. Ricaldi 11/07/2011

Plano de Fabricación Radio Longitud N° Dimensiones Cant. Dimensiones R1 140 mm 4 3439.824 R2 115 mm 8 3361.284 R3 90 mm 8 3282.744 R4 65 mm 10 3204.204 C. Ricaldi R5 40 mm 10 3125.664 11/07/2011

Los bafles, la placa porta tubo, el cabezal y la carcasa Con la finalidad de proteger los componentes del condensador ante la corrosión galvánica se aplicara un recubrimiento de cobre, evitando el contacto de metales de naturaleza distinta. Recubrimiento Metálico Recubrimiento de Recubrimiento de polvos por proceso HP polvos por proceso HVOF Plasma Spray C. Ricaldi 11/07/2011

Los bafles, la placa porta tubo, el cabezal y la carcasa ITEM FACTOR POTENCIACION A1 A2 1 Recubrimiento para cobre -- si si 2 Económico 10% 2 1 3 Rango de Adherencia 30% 2 1 4 Nivel de dureza 30% 1 2 5 Rango de densidad 20% 2 1 6 Resistencia a la corrosión 10% 2 2 TOTAL 100% 1.7 1.4 LEYENDA: 00: No califica 01: Puntuación baja 02: Puntuación alta C. Ricaldi 11/07/2011

Alcance del Proyecto BaflesHaz de tubos cabezal y la carcasa(04) bafles transversales serán El Los cuatroContendrá 40 Placa Porta tubos diámetro, 2.11mm Termorociado HP Con larecubiertosde proteger ante la de espesor y tubos finalidad de cobre mediante corrosión en U, ¾” dematerial de galvánica se .aplicara un recubrimiento el diseño no HVOF La placa porta tubos será recubierta con cobre construcción Aluminium Brass C68700, de cobre por Termorociado en el área HVOF mediante Termorociado HPpresenta ninguna costura de soldadura. interior del cabezal y la carcasa. C. Ricaldi 11/07/2011

PresupuestoEJECUTOR EXTERNO TAREAS COSTO Instalación de los platos ciegos Retiro del cabezal flotante Retiro del haz de tubos con extractor de intercambiadores Trabajo de desguace de haz, retiro de tubos y MANTENIMIENTO recuperación de placa porta tubos y bafles. $ 1,500.00 Montaje del haz de tubos con extractor Instalación de facilidades para prueba hidráulica Prueba hidrostática lado casco y posible re expando Prueba hidrostática lado tubos Retiro de platos ciegos, facilidades y limpieza del área Traslado del haz de tubos al patio de lavado OFICIOS Traslado a la zona de reentubado $ 250.00 Maniobras de traslado desde la zona de trabajo hasta la ubicación de planta TOTAL DE CONTRATO DE FACILIDADES E INSTALACIOENS $ 1,750.00

Presupuesto MANTENIMIENTO EN TALLER EXTERIOR ESPECIALIZADOITEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD PRECIO UNIT. IMPORTE Preparación de extremos de tubos (consiste en lijado y engrase de 1 80 $ 2.50 $ 200.00 extremos y parte interior de tubos) 2 Armado de haz de tubos 1 $ 1,000.00 $ 1,000.00 Expanda do de tubos y 3 80 $ 5.00 $ 400.00 verificación de diámetros finales TOTAL $ 1,600.00 MATERIA PRIMAITEM DESCRIPCIÓN CANTIDAD PRECIO UNIT. IMPORTE Suministro de tubos de U S-111- 1 40 $ 200.00 $ 8,000.00 68700 3/4" 14BWG x 6100 de long. 2 Termorociado de cobre 1 $ 5,000.00 $ 5,000.00 TOTAL $ 13,000.00

Presupuesto DESCRIPCIÓN MONTO Costo total de Materia Prima $ 13,000.00 Costo total en Mantenimiento Taller Exterior Especializado $ 1,600.00 Costo total de contrato de facilidades e instalaciones $ 1,750.00 INVERSIÓN TOTAL $ 16,350.00 C. Ricaldi 11/07/2011

Rentabilidad Descripción Días Costos Mantto 2008/ Mantenimiento Correctivo Sistema de Compresión 3 $ 2,000.00 2009/ Mantenimiento Correctivo Haz de tubos 11 $ 5,500.00 2010/ Mantenimiento Correctivo Sistema de Comprensión 6 $ 6,000.00 2011/ Mantenimiento Haz de tubos 3 $ 1,500.00 Estado Financiero diario anual 5 añosCOSTOSCosto de Mantenimiento Sist. Condensación -- -- $ 7,000.00Costo de Mantenimiento Sist. Comprensión -- -- $ 8,000.00Consumo de vapor $ 17.76 $ 6,394.00 $ 31,970.00Días de Mantenimiento Programado (23 días/5años) $ 4,123.44 -- $ 94,839.12Total de costos -- -- $ 141,809.12INGRESOSEnergia Termica $ 4,123.44 $ 1,484,438.40 $ 7,422,192.00Total de ingresos en 5 años -- -- $ 7,422,192.00INGRESO NETOIngresos netos en sistema recuperador de gases $ 7,280,382.88 C. Ricaldi 11/07/2011

Rentabilidad Estado Financiero diario anual 5 añosCOSTOSCosto de Mantenimiento Sist. Condensación -- -- $ 1,500.00Costo de Mantenimiento Sist. Comprension -- -- $ 3,000.00Consumo de vapor $ 17.76 $ 6,394.00 $ 31,970.00Dias de Mantenimiento Programado (3 dias/5años) $ 4,123.44 -- $ 12,370.32Total de costos -- -- $ 48,840.32INGRESOSEnergia Termica $ 4,123.44 $ 1,484,438.40 $ 7,422,192.00Total de ingresos en 5 años -- -- $ 7,422,192.00INGRESO NETOIngresos netos en sistema recuperador de gases $ 7,373,351.68 GANANCIAS DEL PROYECTO GANANCIA EN 5 AÑOS $ 92,968.80 GANANCIA ANUALES $ 18,593.76 GANANCIA DIARIA $ 51.65 C. Ricaldi 11/07/2011

Retorno de la Inversión C. Ricaldi 11/07/2011

Planificación Se estima una duración de 10 días, incluye las maniobras de Parada y Arranque. El trabajo efectivo de mantenimiento es de 6 días. C. Ricaldi 11/07/2011

Conclusiones •El recubrimiento HP HVOF de cobre permite dar 15 años de vida útil sin mantenimiento, resistiendo las más severas condiciones de corrosión, convirtiendo al sistema en una unidad eficiente y confiable. •El proyecto logra evitar la quema innecesaria de los gases incondensables en el Flare, reduciendo el impacto ambiental y generando ingresos monetarios adicionales.

Conclusiones La instalación de un sistema recuperador de gases incondensables del tope de una fraccionadora genera ingresos económicos adicionales, recuperando 2,24 BBL/h de gasolina estabilizada los cuales representan 708,48 $/D, y 7,47 BBL/h de GLP para energía térmica de la refinería recuperados los cuales representan 4123,44 $/D. Debido al alto nivel de conductividad térmica de los tubos de Aluminium Brass C68700, el nuevo haz de tubos permite la condensación eficiente de las partículas liquidas evitando la migración de agua al compresor reciprocarte, el cual comúnmente genera erosión en las válvulas de descarga y en el plato de válvulas), reduciendo el riesgo de fallas del compresor 02G1.

RecomendacionesConservar el diseño y lasdimensiones del haz detubos anterior para elreentubado con tubos deAluminium Brass C68700.Inspeccionar las válvulas dedescarga y en el plato deválvulas del compresorreciproco 02G1, mientras serealicen las maniobras dereentubado, en caso seanecesario reemplazarlos.

EL AMBIENTE ES PARTE DE NUESTRO FUTURO YBIENESTAR, CUIDANDOLO NOS CUIDAMOSNOSOTROS Y A NUESTROS HIJOS, SALVEMOS LA NATURALEZA QUE NOS RODEA APOYANDO ESTE PROYECTO. C. Ricaldi 11/07/2011

Preguntas MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN C. Ricaldi 11/07/2011

Optimización del condensador de Fuel Gas Proyecto de Titulación TECSUP Christian Edison Ricaldi Tinoco Profesional Mantenimiento Maquinarias de Planta Web: ricladimmp@gmail.com Nextel.: 419-7996 RPC.: 987240535

Optimización condensador fuel gas

by Christian Ricaldi on May 01, 2012

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