Diseño y selección del sistema de accionamiento y transmisión del compresor de la estación de Caracolí, Atlántico para optimizar el proceso de compresión de gas natural

Abstract

El presente proyecto está destinado a resolver una problemática actual en la estación compresora de Caracolí, Atlántico con los sistemas de accionamiento que impulsan los compresores del gas natural: Para cumplir con los límites de emisión de ruido impuestos por la ley, los sistemas de compresión deben ser sometidos a un aislamiento acústico, lo cual implica un calentamiento excesivo de los equipos. Este sobrecalentamiento se traduce en un incremento en costos y tiempos de mantenimiento para conservar un estado óptimo de operación. El diseño de ingeniería planteado proporcionará un beneficio económico a la empresa al dar una solución adecuada al problema planteado, al tiempo que reduce las emisiones de residuos de combustión a la atmósfera y disminuye los niveles de ruido. La solución planteada se enfoca y limita a la selección del tipo de accionamiento más adecuado y al diseño del sistema de transmisión de potencia de dicho accionamiento al compresor presente en la estación. El diseño de la transmisión incluye la selección de acoples, rodamientos, sistema de lubricación, apoyos y el diseño detallado de ejes y engranajes. De las alternativas planteadas, se seleccionó el accionamiento eléctrico, el cual presenta ventajas en el aspecto económico, de ruido, mantenibilidad y operación a cargas parciales. Esta alternativa consiste dos sistemas motor-compresor operando en paralelo para cumplir la demanda de flujo de gas natural. Como resultado del desarrollo del proyecto, se obtuvieron los planos de ingeniería de cada uno de los componentes del sistema de transmisión y accionamiento, que incluyen las dimensiones, tolerancias, materiales y procesos de fabricación requeridos para los elementos diseñados en detalle y las características ofrecidas por los proveedores de los elementos seleccionados. Asimismo, se determinó que la alternativa seleccionada es económicamente viable, con un tiempo de retorno de la inversión de 20 meses.

The present project is intended to solve a current problem in the compressor station of Caracolí, Atlántico, with the drive systems that move the compressors of natural gas: In order to comply with the limits of noise emission imposed by law, compression systems must be subjected to acoustic isolation, which produces excessive heating of the equipment. This overheating is reflected in an increase in costs and maintenance time to maintain an optimal state of operation. The engineering design proposed will offer an economic benefit to the company by providing an adequate solution to the problem, while reducing emissions of combustion residues into the atmosphere and reducing noise levels. The proposed solution is focused and limited to the selection of the most appropriate type of the drive and the design of the power transmission system from the drive to the compressor present in the station. The design of the transmission includes the selection of couplings, lubrication system, bearings and the detailed design of shafts and gears. From the alternatives proposed, the electric drive was selected, which has advantages in the economic aspect, noise, maintainability and operation at partial loads. This alternative consists of two motor-compressor systems operating in parallel to meet the natural gas flow demand. As a result of the development of the project, the engineering drawings of each of the components of the transmission and drive system were elaborated, which include the dimensions, tolerances, materials and manufacturing processes required for the elements designed in detail and the characteristics offered by the suppliers of the selected elements. Likewise, it was determined that the selected alternative is economically viable, with a return time of the investment of 20 months.