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Protección de Compresor de Válvulas Antisurge

Discretización con corriente de gas de inyección

Un compresor puede ser el componente más crítico y caro de un sistema de proceso. El proteger este valioso activo del daño causado por las fluctuaciones es la función del sistema anti-subidas o anti surge, del cual una pieza crítica es la válvula anti- surge (o de alivio). 

Asimismo, un “Surge” o fluctuación puede definirse como una inestabilidad del caudal que tiene lugar cuando el compresor no puede producir suficiente altura de presión para vencer la resistencia aguas abajo.

Simplificando, la presión de descarga del compresor es menor que la presión aguas abajo del sistema. Esto puede producir una inversión del flujo a través del compresor. La fluctuación también puede ser causada por una pérdida del flujo de aspiración

 Del mismo, los compresores representan una inversión considerable y son frecuentemente el corazón de operaciones de plantas de proceso y líneas de gas.

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De acuerdo con el estudio, la Válvula de Control Antisurge tiene varias funciones. Todos los compresores dinámicos (axiales / centrífugos) tienen un punto de surge.  El surge se caracteriza por reversiones rápidas de flujo a través de un compresor. 

Del mismo modo, el surge sucede a bajos flujos. Cuando el flujo disminuye debajo de cierto punto, se genera una inestabilidad en el patrón del mismo. Asimismo, dentro del compresor provocando que el fluido retroceda a través del compresor desde el lado de alta presión a baja presión: (la presión de descarga del compresor es menor que la presión aguas abajo del sistema). 

Los flujos reversibles son temporales y el flujo en la dirección correcta es rápidamente re-establecida. 

En cuanto a las fallas ocasionadas por Surge. Mecánicamente, el surge genera reversiones de empuje del impulsor que pueden causar vibración y ruido inestable de forma axial y radial. Debido a que el surge es un fenómeno rápido y de alta energía, puede crear cargas dinámicas excesivas en los componentes internos del compresor; como cojinetes de  empuje, sellos y cuchillas, así como problemas de tuberías causados por vibraciones no deseadas. 

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El Sistema de Control Antisurge Típico proporciona una respuesta más rápida que el ajuste de la velocidad de la turbina para controlar el inicio del surge.  Asimismo, el  controlador antisurge está buscando múltiples variables para prevenir el comienzo de un surge.  En tanto, el sistema requiere una respuesta rápida y precisa para evitar condiciones de surge. 

 Asimismo, el sistema básico de control Anti Surge incluye: Controlador, Sensores de flujo, presión y temperatura y Válvula de Control de Recirculación (Anti Surge). Inversión Rápida del flujo (medida en milisegundos), Vibración excesiva del compresor, Aumento de la temperatura del medio que fluye. Ruido, puede hacer que el compresor se dispare. 

Del mismo modo, acorta la vida del compresor, Ruido y Vibración, Pérdida del Rendimiento. Reduce la Salida del Compresor, Daños Mecánicos a Las Juntas, Cojinetes, Impulsores, etc. 

Se necesita que las válvulas Anti Surge actúen muy rápidamente (normalmente solo en la dirección de apertura). La válvula debe ser muy rápida. Esto requiere un dimensionamiento e instrumentación especial del actuador; para velocidades de carrera requerida típica completamente abierta en 750 mseg a 2 o 3 segundos.

El ingeniero Daniel Cano Covarrubias presentó el trabajo en el Congreso Mexicano del Petróleo (CMP).

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