Caractersticas de un compresor reciprocanteDe acuerdo con la aplicacin de los compresores se deben definir sus caractersticas dediseode instalacin y de mantenimiento guardando una delicada relacin entre el trabajo a realizar, la eficiencia y rendimiento del equipo, los estndares de conservacin ambiental y laeconomaen los diferentes procesos..Caractersticas tcnicas a.La Potenciao capacidad determinada en caballos de fuerza (Hp) o Kilowatios hora (Kw/h) y determina la cantidad de trabajo por unidad detiempoque puede desarrollar el compresor. En refrigeracin esta medida por lo general se especifica en British Thermal Unit por hora (Btu/h) o Kilo caloras hora que equivale a la cantidad de calor que el compresor es capas de remover en una hora. b.La Tensinde trabajo o diferencia de potencial decorriente alternamedida en voltios (VAC) cuando el compresor funciona movido por una motor elctrico, y puede ser desde monofsico a 110V o 220 V hasta trifsico a 360V, 400V, 460V o 575V; esta es suministrada como unserviciopblico o generada localmente. c.La Frecuencia(Hz) es la variacin por segundo de la polaridad de la corriente estandarizada en 50 Hz paraEuropay otras zonas industrializadas y 60 Hz para gran parte deLatinoamricaincluidaColombia. La Intensidad de la corrienteo el consumo deenerga elctricamedida en Amperios (A) el cual se encuentra en proporcin directa con la capacidad de trabajo elctrico del motor y su medida es uno de los parmetros de puesta a punto del sistema, es decir de las condiciones de trabajo del equipo. a.El Coeficiente de Operacin (COP)corresponde a la relacin entre el efecto refrigerante neto o calor que absorbe el refrigerante delproductoy el proceso de compresin o calor que absorbe el refrigerante en el compresor, esta medida determina la eficiencia neta del trabajo del compresor que debe ser un valor mayor a 3 para que el efecto de evaporacin sea mayor que el efecto de la compresin y se d el efecto refrigerante en el equipo. b.Rendimiento Energtico (EER)es la relacin entre la Potenciamecnicadel compresor y la potencia elctrica dada en Btu/Wattios hora, indica la cantidad de calor transformado por energa elctrica consumida.Partes de un compresor reciprocante separable

a.Cilindro:es el recinto por donde se desplaza unpistn. Su nombre proviene de su forma, aproximadamente un cilindro geomtrico.Los cilindros para compresores usados en el proceso industrial son separables desde el armazn. Un requerimiento de API 618 es que los cilindros deben estar equipados con camisas reemplazables (Referencia [2] Pg. 67). El propsito de las camisas es proveer una superficie renovada. Esto salva el costo de un cilindro completo antes de que se perfore por desgaste o ralladuras. Los cilindros son fabricados de una seleccin dematerialespara particulares presiones y gases. Generalmente estas son fabricadas de fundicin dehierro. b.Pistn: El pistn es una de las partes ms simples, pero tiene la principalfuncinde todas las partes del compresor, que es trasladar la energa desde el cigeal hacia el gas que se encuentra en los cilindros.El pistn posee rines deaceitey de presin. Este tipo de pistn es flotante. La designacin y materiales usados para los pistones varan con lamarca, el tipo, y aplicacin del compresor. Estos son designados acorde al dimetro del cilindro, presin de descarga, velocidad de rotacin del compresor, capacidad del compresor y requerimiento de carga del pistn. c.Anillos del pistnEn los compresores reciprocantes se emplean anillos de compresin, anillos deaceitey anillos montantes. Los anillos de compresin se utilizan en todos los casos, mientras que elempleode los anillos de lubricacin y de los montantes depender del tipo de compresor y su servicio. d.Empaquetadura del vstago del pistnLos compresores que poseen pistones de dobleaccin, que son impulsados por medio de una cruceta al vstago del pistn, necesitan de un sellado en lado cigeal para evitar fugas de presin del gas hacia el espaciador por eso se necesita una empaquetadura.En las empaquetaduras se emplean los mismos materiales que en los anillos de pistn. La empaquetadura metlica puede permitir un desgaste del vstago de 0.15% en el dimetro de la misma. El vstago debe estar endurecida a Rockwell C 40 y esmerilada. e.CrucetaLa cruceta es un embolo rgido que transmite el empuje de la biela hacia el pistn.Esta se utiliza en compresores con pistones horizontales debido a que el peso del pistn provocara un gran desgaste en la parte inferior de la camisa si se uniera directamente a la biela. Las crucetas se disean con perno flotante o perno fijo. f.BielaLa biela esta sujetada al cigeal y a la cruceta, esta transmite el movimiento alternativo desde el cigeal al pistn. La biela es normalmente construida dealeacionesdeaceroy debe tener una dura y pulida superficie particular, donde est en contacto con la empaquetadura en los cilindros de doble accin. g.CigealSe encuentra instalado dentro de la montura y es el elemento que transmite la potencia del motor hacia las bielas. h.Cojinetes:La mayora de los compresores utilizan cojinetes hidrodinmicos, el aceite entra al cojinete a travs de los agujeros de suministro, que van perforados estratgicamente a lo largo de la circunferencia del cojinete que suministran y distribuyen formando una pelcula de aceite en el contacto entre las partes mviles y estacionarias. i.Vlvulas:Permiten la entrada y salida de gas al cilindro; en caso de cilindros de doble accin, existen vlvulas de succin a ambos lados del cilindro, mientras que en cilindros de simple accin slo se encuentran en un solo lado. Las vlvulas pueden ser de placa, lengeta y la ms aplicada para gas natural la de discos concntricos.Funcionamiento del compresorEl funcionamiento de los compresores reciprocantes se basa en un movimiento alternativo realizado por el conjunto biela-cruceta-pistn. Existen cuatro etapas durante el proceso que se dan en una vuelta del cigeal es decir en 360 grados.

1.Compresin, durante este proceso el pistn se desplaza desde el punto inferior, comprimiendo el gas hasta que la presin reinante dentro del cilindro sea superior a la presin de la lnea de descarga (Pd). Las vlvulas succin y descarga permanecen cerrada. 2.Descarga, luego de que la presin reinante dentro del cilindro sea superior a la presin de la lnea de descarga (Pd) que es antes de que llegue al punto murto superior, la vlvula de escape se abre y el gas es descargado, mientras que la de succin permanece cerrada. 3.Expansin, durante este proceso el pistn se desplaza desde el punto muerto superior hasta que la vlvula de succin se abra durante la carrera de retroceso o expansin, que ser cuando la presin reinante en elinteriordel cilindro sea inferior a la presin del vapor de succin (Ps). 4.Succin, luego de que la vlvula de succin se abri, que es un poco despus del punto muerto superior, ingresa el fluido, y el pistn se desplaza hasta el punto muerto inferior, al final de la carrera de succin, la velocidad del pistn disminuye hasta cero, igualndose las presiones delexteriory del interior del cilindro (aunque por la velocidad del pistn no exista tiempo material a que steequilibriose establezca); la vlvula de succin se cierra, la vlvula de descarga permanece cerrada.Ventajas y desventajas del compresor reciprocanteVENTAJASDESVENTAJAS

Mayor flexibilidad en capacidad de flujo y rango de presiones. Ms alta eficiencia y costo de potencia ms bajo. Capacidad de manejar pequeos volmenes de gas. Son menos sensitivos a la composicin delos gases y las propiedades cambiantes. Presentan menores temperaturas de descarga por su enfriamiento encamisado Pueden alcanzar las presiones ms altas. Fundaciones ms grandes para eliminarlas altas vibraciones por el flujo pulsante. Enservicioscontinuos se requieren unidades de reserva, para impedir paradas de planta debido al mantenimiento. Loscostosde mantenimiento son 2 a 3 veces ms altos que los compresores centrfugos. El funcionamiento continuo es ms corto que para los centrfugos Requieren inspeccin ms continua. Cambios en la presin de succin pueden ocasionar grandes cargas en las barras del pistn

Aplicaciones de los compresores reciprocantesServicios Comunes de Compresores Reciprocantes Refineras y PetroqumicaAmoniaco, Urea, Metanol, Etileno, xido de Etileno, Polipropileno, Gas deAlimentacin, Separacin de Componentes de Gas Natura, Almacenamiento de GNL, Craqueo Cataltico Destilacin Petrleo y GasLevantamiento artificial, reinyeccin, tratamiento de gas, almacenamiento de gas, transmisin, gas combustible, booster,distribucinde gas.Sin embargo, existen aplicaciones especficas donde se requiere utilizar compresores reciprocantes: Altas presiones de descarga, los compresores reciprocantes tienen un amplio rango de presiones mayores que el centrfugo. Disponibles para bajos flujos de gas, inferiores al menor flujo de los centrfugos. Son mucho menos sensibles a la composicin del gas y a propiedades cambiantes que los compresores dinmicos; estapropiedades muy importante, ya que a medida que un pozo petrolero se agota, el gas pasa de ser un gas rico a un gas pobre; y este cambio afecta a los compresores dinmicos. Poseen mayor flexibilidad operacional, ya que con solo cambio en los cilindros o ajuste de los pockets pueden ajustarse a nuevas condiciones de procesoLa aplicacin de un compresor corresponde al uso o trabajo para el cual se requiere, puede ser en refrigeracin domstica, comercial, transportada, o aire acondicionado e industrial tambin se determinan las temperaturas de evaporacin de congelacin, conservacin o acondicionamiento ambiental.Cuando se hace la seleccin de un compresor para una aplicacin determinada en un equipo de refrigeracin se deben considerar los siguientes factores:Como el sistema de refrigeracin requiere un mecanismo decontroldel refrigerante, este puede ser un tubo capilar donde las presiones se igualan cuando el compresor se detiene o una vlvula de expansin que por oposicin mantiene las presiones de alta y baja con el equipo en reposo.En el primer caso el motor debe ser de bajo torque de arranque LST (sigla eninglspara Low Starting torque), usados por lo general en Refrigeradores, congeladores, mostradores comerciales, bebedores y enfriadores de lquidos. Cuando se requiere mantener las presiones de alta y baja, se utiliza una vlvula de expansin se debe aplicar un compresor de alto torque HST (sigla en ingls para Hight Starting torque).Otra aplicacin corresponde a la temperatura de evaporacin necesaria en el sistema clasificada en baja entre los -35C y -10C denominada LBP (Low Back Pressure Baja presin de evaporacin); Temperatura de evaporacin media MBP (Mdium Back Pressure) entre -10C y 7C y alta presin de evaporacin HBP (Hight Back Pressure) correspondiente a 7C y 15C, para congelacin, conservacin y confort respectivamente.Mantenimiento de un compresor reciprocanteLos compresores reciprocantes deben ser alimentados con gas limpio ya que no pueden manejar lquidos y partculas slidas que pueden estar contenidas en el gas; estas partculas, tienden a causar desgaste y el lquido como es no compresible puede causar daos a las barras del pistn.Los compresores estn diseados y construidos dentro de los ms altos estndares deingenieradebido a que generan fuerzas considerables y altas temperaturas. Su operacin segura y confiable demanda que sean correctamente lubricados, su lubricacin comprende tanto los cilindros como los cojinetes del cigeal. Muchos compresores reciprocantes utilizan un slo sistema para la lubricacin de los dosconjuntos. En otros, los sistemas son separados y hasta pueden demandar aceites diferentes, por ejemplo en los compresores de gas natural se emplean lubricantes sintticos por que el gas natural es soluble en aceite mineral, pero ste puede ser empleado para la lubricacin del cigeal. El lubricante en los compresores reciprocantes cumple variasfunciones: LubricacinLa principal funcin del lubricante es reducir la friccin entre las partes mviles y cualquier tipo de desgaste. Tiene que lubricar tanto los pistones en sus cilindros y los cojinetes del cigeal que mueven los pistones. RefrigeracinLos pistones y cilindros de un compresor reciprocante son normalmente enfriados conaguao aire. Sin embargo, el calor es retirado de las superficies de los cojinetes por el aceite lubricante. ProteccinEl lubricante debe tambin prevenir lacorrosin. Esto puede ser una tarea difcil ya que los compresores tienden a producir calor y condiciones de humedad que promueven la corrosin. SelladoEn el interior de los cilindros de un compresor reciprocante se generan altas presiones. El lubricante debe producir una pelcula suficientemente fuerte para evitar la fuga de aire entre los anillos del pistn y las paredes del cilindro.ConclusinEl compresor reciprocante, es un tipo de compresor de gas que logra comprimir un volumen de gas en un cilindro cerrado, volumen que posteriormente es reducido mediante una accin de desplazamiento mecnico del pistn dentro del cilindro. Su forma de trabajar es la que le da el nombre, ya que ste recibe un movimiento rotativo y lo convierte en alterno. Bsicamente un compresor reciprocante est constituido de pistones y cilindros. El movimiento es aplicado a un cigeal o un equivalente en funcin y ste lo transfiere al pistn o pistones a travs de la biela.Su mayor ventaja radica en que estos compresores poseen una mayor eficiencia a cargas altas y parciales, enespecialaquellos de dos etapas. Sin embargo, elinterspor estos equipos ha decado, principalmente debido a los requerimientos de mantenimiento, costos de instalacin yruido. Aun as, unidades de este tipo poseen la mayor eficiencia siempre y cuando reciban el mantenimiento adecuado. A pesar de esto, su rendimiento suele deteriorarse rpidamente con el tiempo debido al desgaste que sufren los cilindros, pistones y anillos. El desgaste y deterioro de las vlvulas tambin contribuye a reducir su eficiencia.En la instalacin donde se ubicar el compresor reciprocante debe existir sistemas deseguridad; no obstante, el equipo de compresin debe estar dotado de sistemas de seguridad que protejan al equipo en caso de emergencias oproblemasoperacionales, desviando laproduccinhacia el flare y desalojando los fluidos combustibles

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