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Instrumentation and control for a test bench for piping material subjected to high pressures and different natural gas/hydrogen mixtures

dc.contributor.advisorBula Silvera, Antonio José
dc.contributor.authorGonzález Hugueth, Leonardo David
dc.contributor.authorSánchez Cabarcas, Mateo Elías
dc.contributor.authorFragozo Zuleta, Daniel David
dc.contributor.authorÁlvarez Muñoz, Carlos Eduardo
dc.date.accessioned2024-02-07T16:35:34Z
dc.date.available2024-02-07T16:35:34Z
dc.date.issued2023-05-30
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10584/11859
dc.description.abstractEl presente proyecto se enfocó principalmente en el diseño de detalle de la estrategia de control aplicada en el banco. Este control es necesario para mantener las condiciones de la prueba en unos valores preestablecidos y para garantizar la seguridad del proceso. Dicha estrategia utiliza mayormente lazos feedback para controlar variables como temperatura y presión. El banco se divide en 4 zonas: la zona de pruebas, los tanques de alta y baja presión y el compresor. La presión en el banco se controla mediante válvulas de control, mientras que la temperatura se controla con una resistencia eléctrica en forma de cinta. En cuanto a los lazos de seguridad, si se detectan fugas o sobrepresiones, las válvulas del proceso se cierran automáticamente y las válvulas de venteo se abren, lo cual acciona el apagado del compresor mediante una señal. El resultado es la expulsión del gas a la atmósfera. Adicionalmente, se instaló un sistema de inertización con nitrógeno, para evitar igniciones de los residuos pirofóricos producidos por la mezcla de hidrocarburos. Por otra parte, se seleccionaron los instrumentos con base en criterios y normativas ingenieriles. Además, se realizó un análisis de incertidumbre para las variables a controlar; del cual se obtuvo que la incertidumbre tipo B fue de 0.55 °C para la temperatura y 4.5 psi para la presión. Los valores anteriormente mencionados son aceptables en el marco de este proyecto. De igual forma, se determinó el costo total de la instrumentación y control del banco, que resultó ser 35420 USD. A este costo se aplica un factor de 1.5 debido a los costos de programación del banco, conexiones eléctricas e impuestos, por lo tanto, el precio estimado de implementar el sistema de control ronda los 54000 USD. Finalmente, se recomienda monitorear este banco de pruebas de manera constante, ya que los resultados que de este se desprenderán son claves para la ruta de descarbonización de la empresa y del país.es_ES
dc.description.abstractThis project focused mainly on the detailed design of the control strategy applied in the bank. This control is necessary to maintain the test conditions at preset values and to guarantee the safety of the process. This strategy uses mostly feedback loops to control variables such as temperature and pressure. The bench is divided into 4 zones: the test zone, the high and low pressure tanks and the compressor. The pressure in the bench is controlled by control valves, while the temperature is controlled by an electrical resistance in the form of a tape. As for the safety loops, if leaks or overpressure are detected, the process valves close automatically and the vent valves open, which triggers a signal to shut down the compressor. The result is the expulsion of the gas to the atmosphere. In addition, a nitrogen inerting system was installed to prevent ignition of the pyrophoric residues produced by the hydrocarbon mixture. The instruments were selected based on engineering criteria and regulations. In addition, an uncertainty analysis was performed for the variables to be controlled; from which it was obtained that the type B uncertainty was 0.55 °C for temperature and 4.5 psi for pressure. The aforementioned values are acceptable within the framework of this project. Similarly, the total cost of the bench instrumentation and control was determined to be 35420 USD. A factor of 1.5 is applied to this cost due to the costs of programming the bench, electrical connections and taxes, therefore, the estimated price of implementing the control system is around 54,000 USD. Finally, it is recommended to monitor this test bench constantly, since the results that will be obtained from it are key for the decarbonization path of the company and the country.en_US
dc.language.isospaes_ES
dc.publisherBarranquilla, Universidad del Norte, 2023es_ES
dc.rightsUniversidad del Nortees_ES
dc.subjectBanco de pruebas Hidrógeno Gas Natural Instrumentación para hidrógeno Pruebas aceleradas Controlador PLC Riesgos metrológicos Incertidumbre Tuberías Probetas Transición energéticaes_ES
dc.subjectTest bench Hydrogen Natural Gas Hydrogen Instrumentation Accelerated Testing PLC Controller Metrological risks Uncertainty Pipelines Test tubes Energy transitionen_US
dc.titleInstrumentación y control para un banco de pruebas para material de tuberías sometidas a altas presiones y diferentes mezclas gas natural/hidrógenoes_ES
dc.titleInstrumentation and control for a test bench for piping material subjected to high pressures and different natural gas/hydrogen mixturesen_US
dc.typearticlees_ES
dc.rights.accessRightsopenAccesses_ES


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