Proyecto Instrumentacion Gas Natural

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS

Ins)ru#en)a!*n + Con)r Con)rol ol "e una Plan)a "e Gas ,Un!"a" "e Refr!-era!*n S!#%le.

Profesor: Alfonso Duran Pre!a"o Alu#no: Ma$ua Ca#%os Ga#al!el &IM'(

I.

FUNDAMENTO TEÓRICO El o/0e)o "e )o"o %roeso !n"us)r!al ser1 la o/)en!*n "e un %ro"u)o 2nal3 "e unas ara)er4s)!as "e)er#!na"as "e for#a 5ue u#%la on las es%e!2a!ones + n!6eles "e al!"a" e7!-!"os %or el #era"o3 a"a "4a #1s res)r!)!6os8 Es)a ons)an!a en las %ro%!e"a"es "el %ro"u)o s*lo ser1 %os!/le -ra!as a un on)rol e7$aus)!6o "e las on"!!ones "e o%era!*n3 +a 5ue )an)o la al!#en)a!*n al %roeso o#o las on"!!ones "el en)orno son 6ar!a/les en el )!e#%o8 La #!s!*n "el s!s)e#a "e on)rol "e %roeso ser1 orre-!r las "es6!a!ones sur-!"as en las 6ar!a/les "e %roeso res%e)o "e unos 6alores "e)er#!na"os3 5ue se ons!"eran *%)!#os %ara onse-u!r las %ro%!e"a"es re5uer!"as en el %ro"u)o %ro"u!"o8 El s!s)e#a "e on)rol nos %er#!)!r1 una o%era!*n "el %roeso #1s 2a/le + sen!lla3 al enar-arse "e o/)ener unas on"!!ones "e o%era!*n es)a/les3 + orre-!r )o"a "es6!a!*n 5ue se %u"!era %ro"u!r en ellas res%e)o a los 6alores "e a0us)e8 Las %r!n!%ales ara)er4s)!as 5ue se "e/en /usar en un s!s)e#a "e on)rol ser1n: 1. 2. 3. 4.

Man)ener el s!s)e#a es)a/le3 !n"e%en"!en)e "e %er)ur/a!ones + "esa0us)es8 Conse-u!r las on"!!ones "e o%era!*n o/0e)!6o "e for#a r1%!"a + on)!nua8  Tra/a0ar orre)a#en)e /a0o un a#%l!o a/an!o "e on"!!ones o%era)!6as8 Mane0ar las res)r!!ones "el e5u!%o + %roeso "e for#a %re!sa8

La !#%lan)a!*n "e un a"eua"o s!s)e#a "e on)rol "e %roeso3 5ue se a"a%)e a las nees!"a"es "e nues)ro s!s)e#a3 s!-n!2ar1 una sens!/le #e0ora "e la o%era!*n8 Pr!n!%al#en)e los /ene2!os o/)en!"os ser1n: - Inre#en)o "e la %ro"u)!6!"a" - Me0ora "e los ren"!#!en)os - Me0ora "e la al!"a" - A$orro ener-9)!o - Con)rol #e"!oa#/!en)al - Se-ur!"a" o%era)!6a - O%)!#!a!*n "e la o%era!*n "el %roeso; u)!l!a!*n "el e5u!%o - <1!l aeso a los "a)os "el %roeso Características del proceso El on)rol "el %roeso ons!s)!r1 en la ree%!*n "e unas en)ra"as3 6ar!a/les "el %roeso3 su %roesa#!en)o + o#%ara!*n on unos 6alores %re"e)er#!na"os %or el usuar!o3 + %os)er!or orre!*n en aso "e 5ue se $a+a %ro"u!"o al-una "es6!a!*n res%e)o al 6alor %rees)a/le!"o "e al-=n %ar1#e)ro "e %roeso8

El /ule "e on)rol )4%!o es)ar1 for#a"o %or los s!-u!en)es ele#en)os3 a los 5ue $a/r1 5ue a>a"!r el %ro%!o %roeso: - Elementos de medida (Sensores) Generan una se>al !n"!a)!6a "e las on"!!ones "e %roeso8 - Elementos de control l!ico (Controladores)"  Leen la se>al "e #e"!"a3 o#%aran la 6ar!a/le #e"!"a on la "esea"a ,%un)o "e ons!-na. %ara "e)er#!nar el error3 + es)a/!l!an el s!s)e#a real!an"o el a0us)e neesar!o %ara re"u!r o el!#!nar el error8 - Elementos de act#acin ($%l&#las ' otros elementos nales de control)" Re!/en la se>al "el on)rola"or + a)=an so/re el ele#en)o 2nal "e on)rol3 "e auer"o a la se>al re!/!"a8

V-3

VALVULA DE COMPUERTA

VALVULA DE GLOBO

VALVULA DE CONTROL

VALVULA BRIDADA

V-2

V-6

V-4

VALVULA DE RETENCION

VALVULA DE MARIPOSA V-10

CON ACTUADOR

V-9

V-7 V-8

VALVULA DE SEGURIDAD

$%l&#las

VALVULA DE TRES VIAS

VALVULA MOTORIZADA

Es)a ser!e "e o%era!ones "e #e"!"a3 o#%ara!*n3 alulo + orre!*n3 ons)!)u+en una a"ena erra"a ons)!)u+en !lo erra"o8 El on0un)o "e ele#en)os 5ue $aen %os!/le es)e on)rol re!/en el no#/re "e /ule "e on)rol ,on)rol loo%.8

?ule "e on)rol En el %ro/le#a 5ue %resen)are#os a on)!nua!*n3 "e/e#os )ener %resen)e !er)os one%)os %re6!os + s!#/olo-4as ACCI@N DE CONTROL: Sen)!"o en ual se #o6er1 la 6ar!a/le #an!%ula"a a 2n "e orre-!r ual5u!er ual5u!er error en la on)rola"a CONTROLADOR : D!s%os!)!6o en el ual se alula en el ual se alula una a!*n "e on)rol en fun!*n "e un al-or!)#o + la se>al "e error8  TRANSMISOR : D!s%os!)!6o 5ue )rasla"a una se>al "e una for#a a o)ra3 es)an"ar!1n"ola se-=n una esala o#=n8

• 

• 

• 

II.

DESCRICIÓN DE* RO+*EMA Una %lan)a u)!l!a el %roeso "e refr!-era!*n s!#%le8 El -as "!s%on!/le a 'B< +  %s!- es o#%r!#!"o $as)a  %s!- + FB<8 Lue-o es)e -as es enfr!a"o sues!6a#en)e3 %r!#ero on el %ro%!o -as res!"ual "e las un!"a"es +3 "es%u9s3 on %ro%ano refr!-eran)e3 lle-an"o as4 a H(B<8 En es)os %un)os se !n+e)a -l!ol %ara e6!)ar la for#a!*n "e $!"ra)os "uran)e el )ransurso "el enfr!a#!en)o8 La orr!en)e fr4a !n-resa a un se%ara"or )r!f1s!o "on"e son se%ara"os el -as res!"ual3 los $!"roar/uros on"ensa"os + el -l!ol !n+e)a"o an)er!or#en)e8 El -as res!"ual !n)era#/!a alor on el -as "e en)ra"a3 onfor#e se #en!on* an)er!or#en)e3 ele6an"o su )e#%era)ura $as)a FB< el -l!ol es en6!a"o %ara su re-enera!*n + %os)er!or

reu)!l!a!*n3 + el l45u!"o ,on"ensa"o. "el se%ara"or )r!f1s!o es e7%an"!"o en una 61l6ula $as)a F %s!-3 lo-ran"o as4 enfr!arse $as)a HB<8 Lue-o "e la e7%ans!*n3 el l45u!"o %asa a una )orre "ee)an!a"ora "on"e el e)ano + los o#%onen)es #1s l!6!anos son se%ara"os %or el )o%e + el LGN ,l!5u!"o "el -as na)ural. %or el fon"o8 El -as "el )o%e es lla#a"o -as res!"ual "e /a0a3 a "!feren!a "el -as res!"ual "e al)a3 5ue es l!/era"o en el se%ara"or )r!f1s!o8 Es)e -as res!"ual "e /a0a %res!*n se u)!l!a en la on"ensa!*n "el %ro%ano refr!-eran)e en la e)a%a "e o#%rens!*n "el !lo %ro%ano3 alen)1n"ose a FB<8 El LGN es /o#/ea"o "el fon"o "e la "ee)an!a"ora a la )orre "e/u)an!a"ora "on"e es se%ara"o el GLP ,-as l!ua"o "e %e)r*leo. + CJ8 An)es "e en)rar en la )orre3 el LGN es alen)a"o %or la orr!en)e "e CJ 5ue es el %ro"u)o "e fon"o "e la %ro%!a )orre8 El %ro"u)o "e )o%e3 GLP3 es on"ensa"o a F %s!-3 s!en"o una )orre "e es)e l45u!"o re/o#/ea"o a la )orre %ara ser6!r "e reKu0o + el res)o enfr!a"o %ara su al#aena#!en)o8

III.

El fon"o "e a"a una "e las )orres %osee un re$er6!"or u+a fun!*n es %ro%or!onar alor + a+u"ar as4 a l!/erar los %ro"u)os #1s l!6!anos %or el )o%e8 Es)os re$er6!"ores u)!l!an ae!)e o#o Ku!"o "e )rans#!s!*n "e alor8 DIA,RAMA OERACIONA* DE *A *ANTA DE ,AS NATURA*

IV

DIA,RAMA DE F*U-O DE* ROCESO SIN AUTOMATI.AR

V.

*ANTEAMIENTO DE *A SO*UCIÓN •

Se oloa la s!-u!en)e 61l6ula a la sal!"a "el o#%resor3 "a"o 5ue en un o#%resor lo 5ue se /usa es on)rolar la %res!*n3 en)ones a la sal!"a "el o#%resor la %res!*n "e/e ser  %s! s!no u#%le on

ello3 !n#e"!a)a#en)e #an"a una se>al al on)rola"or %ara re-ular el Ku0o en "!$a 61l6ula + on es)o re-ular la %res!*n8 •

•

•

La s!-u!en)e 61l6ula se oloa al Ku0o "e sal!"a "el !n)era#/!a"or "el -as res!"ual %ara 5ue on)role el Ku0o "e 9s)e -as res!"ual %ara 5ue as4 se "9 el !n)era#/!o "e alor + el -as "e en)ra"a %ue"a lle-ar a la )e#%era)ura "e H(< en el s!-u!en)e !n)era#/!a"or8

Al se%ara"or )r!f1s!o se one)an )res on)rola"ores on sus res%e)!6os )rans#!sores8 El on)rola"or "e %res!*n ,PC. a)uar1 s! la %res!*n 20a"a en el se%ara"or au#en)a o "!s#!nu+e3 s! au#en)a se a!onar1 la 61l6ula + as4 el 6a%or %asar1 %or el !n)era#/!a"or "e alor + as4 on)!n=e el %roeso3 + s! "!s#!nu+e se on)rolar1 el Ku0o "e sal!"a "el -as8 Los on)rola"ores "e n!6el ,LC. s!e#%re son neesar!os3 +a 5ue en los se%ara"ores es neesar!o onoer el n!6el "el l45u!"o 5ue se enuen)ran "en)ro "e 9l %or la %ar)e !nfer!or "el se%ara"or sale el -l!ol ,es el #enos "enso. a5u4 )a#/!9n se oloa un on)rola"or "e es)e )!%o %ara 5ue as4 uan"o el n!6el au#en)e o "!s#!nu+a res%e)o al n!6el 20a"o se a!onen las 61l6ulas ,se !erren o se a/ran. "e la l4nea "e -l!ol ,"es)!na"o a refr!-era!*n. + la "e los $!"roar/uros on"ensa"os8 Ta#/!9n se o%)* %or a"!!onar una 61l6ula "e on)rol "e n!6el #anual3 %or s! lle-a a $a/er al-una falla en el lao "e on)rol "e la 61l6ula au)o#1)!a8 Se oloa el on)rola"or "e %res!*n3 %ara on)rolar es)e %ar1#e)ro !#%or)an)e en la olu#na "ee)an!a"ora3 "e/!"o a 5ue se re5u!ere )ener !er)a %res!*n 20a %ara 5ue ourra una /uena se%ara!*n a las on"!!ones "el %ro/le#a8 El on)rola"or "e )e#%era)ura ,TC. 5ue se #ues)ra on una 61l6ula a la en)ra"a "el !n)era#/!a"or se re5u!ere %ara 5ue %ue"a on)rolar el Ku0o "e la orr!en)e a F< %ara 5ue se "9 el !n)era#/!o "e alor + as4 el -as 5ue sale %or el )o%e "e la olu#na a H(F< au#en)e su )e#%era)ura a F<8

•

•

•

Se oloan  sensores 5ue a!onan una =n!a 61l6ula3 en es)e aso el sensor "e Ku0o + el sensor "e n!6el on)rolar1n la 61l6ula3 se oloan 0un)os %or5ue se re5u!ere una res%ues)a r1%!"a "e a#/os %ar1#e)ros8 Es)o )a#/!9n se $ae on la )orre "e/u)an!a"ora

D!$o on)rola"or "e )e#%era)ura a la en)ra"a "el !n)era#/!a"or 5ue se o/ser6a se oloa +a 5ue3 s! 5u!ero on)rolar la )e#%era)ura "e F< "e/o on)rolar el Ku0o "e (<3 %ara 5ue as4 o/)en-a esa )e#%era)ura en el !n)era#/!a"or + en el aso "e on)rola"or "e %res!*n a la sal!"a "e la /o#/a es %ara 5ue se re-ule el Ku0o "e sal!"a "e la /o#/a onfor#e !n-resa al !n)era#/!a"or8

En la )orre "e/u)an!a"ora3 le GLP sale %or el "o#o on"ens1n"ose a F( PSI3 5ue %os)er!or#en)e se lle6a a reKu0o + un al#aena#!en)o3 %or lo 5ue se olo* una un )rans#!sor "e n!6el en el on"ensa"or + una 61l6ula "e on)rol "e Ku0o en la orr!en)e "e al#aena#!en)o3 %ara re-ular el Ku0o "e sal!"a s! el n!6el en el on"ensa"or es /a0o "e#as!a"o al)o

DIA,RAMA DE F*U-O DE* ROCESO AUTOMATI.ADO Se a"0un)a el "!a-ra#a +a !ns)ru#en)a"o en $o0a "o/le ar)a VII.  CONC*USIONES El uso "e 61l6ulas + on)rola"ores en el on)rol "el %roeso %er#!)e un #a+or ren"!#!en)o "e la %ro"u!*n + nos ofree un %ro"u)o "e #a+or al!"a" VI.

⋅

⋅

Me"!an)e la au)o#a)!a!*n %u"!#os on)rolar las ,P3 T + L.

variables controladas

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⋅

Es)os !ns)ru#en)os e6!)an la e7%os!!*n a on"!!ones e7)re#as en "on"e el $o#/re %o"r4a es)ar en r!es-o ,a )e#%era)uras + %res!ones e7)re#as. La#en)a/le#en)e no se %ue"e lle6ar a a/o una %rue/a "el %roeso +a !ns)ru#en)a"o3 %or lo 5ue no se onoe 5ue )an /ene2!oso resul)o la !ns)ala!*n "e laos "e on)rol3 %ero )e*r!a#en)e "e/e ser #1s %ro"u)!6o el %roeso 5ue el no !ns)ru#en)a"o Se %ue"e !ns)alar #a+or !ns)ru#en)a!*n3 #e"!"ores "e )e#%era)ura3 #e"!"ores "e Ku0o3 !n"!a"ores "e )o"o )!%o3 lo 5ue se /us* en es)e )ra/a0o es real!ar la !ns)ru#en)a!*n lo #1s lara + s!#%le %os!/le %ara una #a+or 6!sual!a!*n "el !#%a)o %os!)!6o3 el 5ue onlle6a a au)o#a)!ar un %roeso