Tema123 Gases Combustibles
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Freddy J. Rojas, M.Sc.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 2
GLP
Gas Natural
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 3
Gas Licuado de Petrleo
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 4
Gas Licuado de Petrleo
Tanque de combustible
Regulador
Mezclador
Tubos de cobre
Dispositivos electrnicos
Electrovlvula
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 5
Gas Licuado de Petrleo: Gasocentro
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 6
Gas Natural: Distribucin
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 7
Gas Natural: Aplicaciones
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 8
Gas Natural: Aplicaciones
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 9
Reservas de Gas Natural
En el 2001, las
reservas
probadas de
gas natural a
nivel mundial
eran de
167.630
billones de m3.
Reservas Mundiales de Gas Natural
Europa
3,5%Asia
7,0%
Medio Oriente
33,9%
Amrica
9,2%
Africa
7,6%Federacin Rusa
38,8%
Ao 2001
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Donde se encuentra el Gas Natural?
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 11
Como se extrae el Gas Natural?
Equipo de perforacin
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 12
Como se procesa el Gas Natural?
Una vez extrado de los reservorios se somete a un proceso de separacin.
Proceso de separacin: Gas natural seco
Lquidos de gas natural
Otros componentes
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Mapa de localizacin del proyecto CAMISEA
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 14
Mapa de localizacin del proyecto CAMISEA
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 15
Explotacin, transporte y distribucin
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Mapa de localizacin de la red troncal primaria de distribucin de GN
Fuente: Gas Natural de Lima y Callao - GNLC
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Esquema del proyecto de exploracin, transporte y distribucin del GN
Fuente: Oficina de Estudios Econmicos - OSINERG
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 18
Principales Mercados para el Gas Natural
Fuente: Gerencia Adjunta de Regulacin Tarifaria - OSINERG
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 19
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 20
Comparacin de costos de Generacin Elctrica
Fuente: Gerencia Adjunta de Regulacin Tarifaria - OSINERG
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 21
Distribucin: Niveles de Presin
La empresa CALIDDA (GNLC), ha determinado los siguientes niveles de presin de diseo y operacin para
el sistema de Distribucin:
Designacin Presin de Diseo Presin de Operacin
Red principal 50 bar 20<
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Tarifa de Trasporte y Distribucin en Alta Presin
US$/Mil m3 US$/MMBTU
(*)
Transporte 44.7440 1.2529
Distribucin 6.9311 0.1941
Fuente: Resolucin OSINERG N 097-2005-OS/CD
(No incluye factor de descuento, FD = 0.91436)
PCS = 9000 kcal/m3
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Tarifa de Distribucin (Otras Redes)
Unidades A Residencial
B Comercial
C Industrial
menor
D Industrial
mayor
MD US$/mil m3 119.7 52.67 19.98 11.5
MC US$/cliente-mes 0.85 10.67
US$/(m3/dia)-mes 0.144 0.087
Fuente: Resolucin OSINERG N 097-2004-OS/CD
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Precios de Gas Natural por Categoras (incluye IGV)
Categora m3/Mes GJoule/mes S/./mes S/./GJoule US$/GJoule
A 28 1.04 28.45 27.27 8.35
B 300 11.18 232.71 20.82 6.37
C 125000 4657.12 66098.63 14.19 4.34
D 600000 22354.18 293109.33 13.11 4.01
Fuente: OSINERG
Tipo de cambio (TC) : .3.267
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Precio de Sustitutos (incluye IGV)
Categora Sustituto S/./kg
(*)
S/./galn
(*)
S/./GJoule US$/GJoule Ahorro
PGN/PS
(**)
A GLP 3.56 67.32 20.61 59%
B GLP 3.17 59.81 18.31 65%
C Diesel 2 8.64 45.92 14.06 69%
D Residual 6 3.62 20.29 6.21 35%
(*) En base a lista de precios PETROPERU
(**) PGN = Precio del Gas Natural (factura estimada)
PS = Precio del Combustible Sustituto
Tipo de Cambio (TC) = 3.267
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Comparacin de Precios del GN y Sustitutos
Comparacin de Precios (incluye IGV)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
A B C D
Categoras
S/./G
Jo
ule
GN Sustituto
GLP GLP
D2
R6
-
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Comparacin de Precios del GN y Sustitutos
Comparacin de Precios (incluye IGV)
0
5
10
15
20
25
A B C D
Categoras
US
$/G
Jo
ule
GN Sustituto
GLP GLP
D2
R6
-
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Clasificacin de los Gases Combustibles
GASES
COMBUSTIBLES
Gas Manufacturado
Gas de ciudad
Gas de alumbrado
Gas de coque
Acetileno
Gas de Agua
Gas de Aire
Gas Pobre o mixto
Gas de altos hornos
Hidrgeno
Gas Natural
Propano
Butano
GLP
PRIMERA FAMILIA SEGUNDA FAMILIA TERCERA FAMILIA
-
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GLP: Gas Licuado de Petrleo
El G.L.P. se encuentra en estado lquido en los envases, ya que al
pasar al estado gaseoso se multiplica 262 a 270 veces. Esta
caracterstica del gas hace posible que un recipiente pequeo
pueda abastecer de gas a una familia por un promedio de un mes.
FASE
GASEOSA
FASE
LQUIDA
-
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GLP: Sinnimos
Sinnimos:
G.L.P. - L.P.G. - G.P.L. - Gas licuado de
petrleo - Propano / Butano
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Propiedades del GLP
-
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GLP: Caractersticas y Propiedades
SUSTANCIA PESO POR LITRO
Propano (Lquido) 0.508 kg
Butano (Lquido) 0.584 kg
Agua 1.000 kg
Mezcla(70% Propano 30% Butano) 0.531 kg
OH
sust
2
Peso especfico
El peso especfico del GLP en estado lquido en relacin
al agua se calcula de la siguiente manera:
-
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GLP: Peso Especfico del GLP Lquido
1 litro de GLP lquido
1 litro de agua
H2O
GLP 0.531 kg
1.0 kg
-
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GLP: Peso Especfico del GLP Vapor
SUSTANCIA PESO POR LITRO
Propano (Vapor) 1.522 kg
Butano (Vapor) 2.006 kg
Aire 1.000 kg
Mezcla(70% Propano 30% Butano) 1.667 kg
aire
sust
El peso especfico del GLP en estado vapor en relacin al
aire se calcula de la siguiente manera:
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 36
GLP: Peso Especfico del GLP Vapor
1 litro de GLP vapor
1 litro de aire
Aire
GLP
1.0 kg
1.667 kg
-
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GLP: Punto de Ebullicin
Se conoce como punto de ebullicin de una
sustancia determinada a la temperatura en que
pasar del estado lquido al de vapor.
Punto de Ebullicin Sustancia
F C
Propano -43,7 -42,1
Butano +31,1 -0,5
Agua +212,0 +100,0
-
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Uso del GLP en regiones fras
Para obtener vapor del G.L.P. Es necesario mantenerlo siempre sobre
su temperatura de ebullicin, por lo anterior
el Butano no puede ser empleado en regiones demasiado
fras, ya que si la temperatura es inferior a 0.5C bajo cero
el recipiente que contiene el butano carecera de vapor y no existira
presin.
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GLP: Capacidad de Vaporizacin
Cada litro de GLP Lquido (70% propano, 30%butano), de un tanque o recipiente(Cilindro), es capaz de producir 262 a 270 litros de vapor.
Generalmente el GLP, es extrado y utilizado en estado de vapor.
La gran capacidad de vaporizacin que posee el GLP permite almacenar en recipientes pequeos grandes cantidades de Gas-Vapor.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 40
GLP: Capacidad de Vaporizacin
1 litro de lquido de propano equivale a 272.6 litros de gas.
1 litro de lquido de butano equivale a 237.8
litros de gas.
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Ejemplo de un cilindro de 45 kg de GLP
Equivalencias Aproximadas
1 Galln Lquido G.L.P. = 1 metro cbico vapor
1 Kg. Lquido G.L.P. = 0.5 metro cbico vapor
1 Lb lquido G.L.P. = 8 pies cbicos de vapor
vap
liq
liq
vap
l
l
kg
l
lkg
VaporGas 38,22203
531,0
26245
_
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GLP: Poder Calorfico
PODER CALORFICO
UNIDAD PROPANO BUTANO MEZCLA
(70% P 30% B)
Kcal/Kg (Lquido) 13005 11780 12638
BTU/Kg (Lquido) 47659 46768 47392
Kcal/litro (Lquido) 6105 6910 6347
BTU/litro (Lquido) 24238 27432 25196
Kcal/litro (Vapor) 23 30 25
BTU/litro (Vapor) 91 119 99
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GLP: Accesorios
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 44
GLP: Seguridad en Uso de Cilindros
Instale los cilindros en espacios ventilados, pero protegidos de la intemperie y de personas extraas.
No someta a los cilindros a calor excesivo, ya que se podra activar la vlvula de seguridad dejando escapar el gas.
Utilice los cilindros en posicin vertical, la vlvula de seguridad no funciona si est en contacto con la fase lquida del gas.
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GLP: Seguridad en Uso de Cilindros
No permita que se golpeen los cilindros, esto podra debilitar sus paredes, no logrando
soportar la presin interna y causando una
explosin.
Instale los estanques fuera de edificios y subterrneos.
El terreno en que se encuentren instalados los estanques debe estar libre de materiales
combustibles (malezas o pasto seco), por lo
menos en un radio de 3 m.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 46
GLP: Seguridad en Uso de Cilindros
Si los estanques se ubican en lugares accesibles al pblico, deben protegerse por una
reja de seguridad con las siguientes
caractersticas:
Puerta con cerradura o candado. Distancia mnima al estanque 1 m.
Altura mnima 1.8 m.
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GLP: Seguridad en Uso de Cilindros
Si el estanque es subterrneo, debe contar con el siguiente sistema de proteccin:
Reja horizontal anclada ubicada a no ms de 10 cm sobre la caja protectora.
Escotilla que permita efectuar la operacin de carga del estanque.
Cerradura o candado.
Debe resistir como mnimo una carga concentrada de 100 kg o una carga distribuida de 500 kg/m2
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 48
GLP: Seguridad en Uso de Cilindros
Los estanques deben instalarse a una cierta distancia de las lneas elctricas. Por ejemplo, si
existe una lnea de 220 v, la distancia mnima de
instalacin ser de 2 m.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 49
GLP: Seguridad
Instalaciones inapropiadas
Cilindro dentro de cocina
Piso de madera
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 50
GLP: Seguridad
Tanques instalados incorrectamente
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GLP: Seguridad
Tanque instalado
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GLP: Seguridad
Instalacin incorrecta
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 53
GLP: Seguridad
Instalacin correcta
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 54
GLP: Seguridad
El gas licuado de
petrleo no es txico,
pero si inflamable y
explosivo en
determinadas
circunstancias.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 55
GLP: Seguridad
Nunca compruebe con
una llama encendida
las posibles fugas de
gas licuado de
petrleo.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 56
GLP: Seguridad
Siempre debe
encenderse primero el
fsforo y despus
abrirse la llave del
quemador a usar.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 57
GLP: Seguridad
No caliente el cilindro o
baln con velas,
fsforos o sopletes para
obtener mayor
rendimiento de su
recipiente.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 58
GLP: Seguridad
Si se detecta fugas de
gas licuado, se debe
evitar fuentes de
inflamacin,
especialmente
encender fsforos,
cigarrillos, puntos de
iluminacin u otras
llamas vivas
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 59
GLP: Seguridad
El gas licuado de petrleo
se expande en la
atmsfera lentamente a
menos que exista una
fuerte corriente de aire, por
lo tanto, si detecta fugas
espera por lo menos media
hora antes de encender
llamas o luces.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 60
GLP: Seguridad
Si detectan fugas debe
mantenerse cerradas
todas las llaves de las
vlvulas hasta que se
verifique el desperfecto.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 61
GLP: Seguridad
Si existe prdida de gas
licuado se debe ventilar el
ambiente, abriendo puertas y
ventanas de la cocina y el
departamento para evitar la
acumulacin de combustible.
Tome note, el gas licuado de
petrleo se acumula en
lugares bajos.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 62
GLP: Riesgo Ambiental
Exposicin permisible
en 8 horas 1000 ppm
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 63
GLP: Riesgo Incendio
Materiales de extincin CO2, Polvo Qumico, Niebla
de Agua
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 64
GLP: Riesgo de Quedarse sin Oxgeno
16% O2 Sube frecuencia de pulsos y la respiracin, se
afectan las funciones mentales
14% O2
Fatiga anormal, perturbacin emocional, baja
capacidad de juicio y coordinacin deficiente.
Nauseas, vmitos, dao permanente al corazn
y perdida de conciencia.
5% O2 Coma en 40 s. debe suministrase oxgeno para
tener la posibilidad de sobrevivir.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 65
GLP: Bleve
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 66
GLP: Bleve
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 67
GLP: Bleve
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 68
GLP: Bleve
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 69
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 70
Que es el gas natural?
EL Gas Natural es una mezcla de hidrocarburos, cuyo componente principal es el Metano (CH4)
C
H
H
H
H H C
H
H
H
C
H
H
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 71
Gas Natural: Estructura Molecular
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 72
Gas Natural: Propiedades Fsicas y Qumicas (Genrico)
Hidrocarburo Composicin
Qumica
Rango
(en %)
Metano CH4 80 95
Etano C2H6 2 6
Propano C3H8 0 3
Butano C4H10 0 3
Nitrgeno N2 0 1
Dixido de Carbono CO2 0 2
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 74
Gas Natural: Propiedades
Poder Calorfico
Densidad
ndice de Wobbe
Relacin Hidrgeno/Carbono: 4
Velocidad de propagacin de la llama
Lmite de Inflamabilidad
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 75
Gas Natural: Poder Calorfico
Es la cantidad de calor liberado a condiciones normales (25 C y 1 atm) por cada unidad
combustible cuando los reactantes y productos
estn en las mismas condiciones 25 C y 1 atm.
Poder Calorfico Superior: [kJ/kg, BTU/m3]
Poder Calorfico Inferior: [kJ/kg, BTU/m3]
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 76
Gas Natural: Densidad
Densidad = 0.7462 kg/Nm3
Densidad relativa = 0.6175
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 77
Gas Natural: ndice de Wobbe
El ndice de Wobbe se representa por la letra W y se define a partir de la siguiente expresin:
PCS: Poder calorfico superior, [MBTU/m3] : Densidad relativa del gas respecto al aire
W = 48.41 MBTU/Nm3
Dos gases que tengan el mismo ndice de Wobbe proporcionan el mismo poder calorfico y por tanto son
intercambiables.
PCSW
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 78
Gas Natural: Velocidad de Llama
Velocidad =0.36 m/s
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 79
Ventajas del Gas Natural
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 80
Ventajas del Gas Natural
Ahorros entre 30% y 60% en costo de combustible
Ahorros en almacenamiento
Menores costos de almacenamiento
Se paga despus de consumir (pago mensual)
Eliminacin de costos financieros por stock
Pago solo por volumen consumido
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 81
Ventajas de productividad y competitividad
Es gas natural es gaseoso. Alto rendimiento en la combustin
No requiere almacenamiento ni precalentamiento
Combustible libre de impurezas, permite un calentamiento directo en los productos
La regulacin y medicin es sencilla y precisa
Garanta de suministro continuo
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 82
Uso Industrial del Gas Natural
El GN puede sustituir a los siguientes combustibles:
Diesel 2
Kerosene
Gas licuado de petrleo (GLP)
Petrleos Industriales R4, R5, R6, R500
Carbn mineral
Lea
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 83
Ventajas medio ambientales
Es el combustible que menos contamina el ambiente, debido a que en su combustin no se
generan gases txicos, carboncillo, cenizas.
No es txico ni corrosivo.
Carboncillo
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 84
Ventajas Medioambientales del GN en comparacin con otros combustibles
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 86
Propiedades del Gas Natural
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 87
El Gas Natural, es inodoro en estado puro, igual que ocurre con el
monxido de carbono (txico).
Por eso es comn que se le adicionen componentes odorantes
(Mercaptano), que tienen un olor desagradable y sirven para advertir
un escape en las tuberas o en los artefactos a gas.
Propiedades del Gas Natural
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 88
Gas Natural: Caractersticas del Gasoducto Troncal
Longitud: 61305 m
Dimetro: 20 (50 cm)
Espesor: 11.13 mm
Presin mxima: 50 barg
Material: Acero API 5L X56
Tapada mnima: 1.2 m
Vlvulas de bloqueo de lnea: 10
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 89
Gas Natural: Secuencia Constructiva
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 90
Gas Natural: Secuencia Constructiva
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 91
Gas Natural: Secuencia Constructiva
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 92
Gas Natural: Caractersticas de tapada de zanja
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 93
Gas Natural: Empalmes
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 99
Seguridad: Gas Natural
Si percibe olor a gas probablemente existe una fuga, para ubicarla realice el siguiente
procedimiento:
Dirjase al lugar donde el olor sea ms intenso.
Verifique que las llaves del o los artefactos estn cerradas.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 100
Seguridad: Gas Natural
Corte el flujo del gas cerrando la llave de paso y ventile la habitacin donde se encuentra el
artefacto.
Reanude el flujo de gas y con una solucin de agua jabonosa, pinte las uniones de las
caeras, mangueras, llaves, etc.
Si en algn punto se forman burbujas, habr encontrado la fuga.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 101
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 102
Gas Natural Licuado (GNL) y su Composicin
El gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido enfriado
hasta el punto que se condensa a lquido. Este proceso se denomina
Licuefaccin.
Como resultado, el GNL est
compuesto en su mayora de
metano.
El proceso de licuefaccin
requiere la extraccin de
componentes como el agua,
dixido de carbono y otros.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 103
Proceso de Licuefaccin
Es el proceso de convertir GN a fase lquida (-161C y 1 atm.), reduciendo el volumen unas
600 veces para que pueda ser transportado
en barcos.
Es necesario eliminar componentes susceptibles de congelarse durante el proceso
de enfriamiento (agua, CO2, gases cidos e
hidrocarburos pesados), as como
compuestos dainos para las instalaciones
(azufre y mercurio).
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 104
Etapas del proceso de Licuefaccin:
El proceso de Licuefaccin est formado de las siguientes etapas:
(i) Extraccin de CO2.
(ii) Deshidratacin y filtrado.
(iii) Licuefaccin y almacenamiento.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 108
Cadena del Valor del GNL
Para disponer de GNL se debe invertir en un nmero de diferentes
operaciones o procesos relacionados entre s.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 109
Licuefaccin
Proceso de transformar el
gas natural a fase lquida
enfrindolo a
temperaturas cercanas a
-161 C.
El proceso de licuefaccin
reduce el volumen del gas
natural unas 600 veces
permitiendo el transporte
en barcos.
Las plantas que realizan este procedimiento se
encuentran normalmente situadas en la costa.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 110
Transporte de GNL (Barcos metaneros)
Los barcos metaneros son los barcos sofisticados y de alta tecnologa.
Todos cuentan con doble
casco y tienen habilitados uno
o varios depsitos criognicos
que permiten mantener la
carga a -161 grados.
La mayora de los barcos de GNL usan tanques esfricos (Tipo Moss). stos son reconocidos fcilmente porque la parte alta de los tanques son visibles encima de la cubierta.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 111
Casco Interior Buque Metanero
El GNL se almacena en un sistema especial dentro del casco interior donde se mantiene a presin atmosfrica y -161 C.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 112
Buque de Transporte Tipo Moss
El buque tpico puede transportar alrededor de 125,000 138,000 m3 de GNL, lo cual se convierte entre 73,6 79,3 millones de m3 de gas natural.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 113
Buque de Transporte Tipo Moss
El buque tpico mide 274 m. de longitud, alrededor de 42
m. de ancho y 10 m. de casco sumergido. Cuesta aprox.
$160 millones de dlares.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 114
Almacenamiento y Regasificacin
En el terminal, el GNL en su estado liquido es bombeado a un tanque de almacenamiento y despus es bombeado a alta presin a travs de diferentes partes del terminal donde es calentado en un ambiente controlado.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 115
Planta Almacenamiento y Regasificacin
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 116
Tanques de Almacenamiento del GNL
Los tanques de almacenamiento del
GNL tienen capacidades desde los
50,000 m3 hasta los 150,000 m3.
El dimetro es del orden de los 60 a
70 metros.
El GNL se calienta circulndolo por
tuberas con aire a la temperatura
ambiente o con agua de mar, o
circulndolo por tuberas calentadas
por agua.
Una vez que el gas es vaporizado se regula la presin y entra en la red
de gasoductos como gas natural.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 117
Transporte por Gasoductos
El gasoducto est formado por tubos
de acero muy elsticos y unidos
entre s por medio de soldaduras.
La principal ventaja del gasoducto
sobre transportes alternativos es su
economa y seguridad.
Una vez regasificado, la distribucin
del gas natural se realiza a travs de
la red de gasoductos.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 118
Costos de Transporte
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 119
Costos del GNL Disminuyen
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 120
Planta de Licuefaccin GNL
El proceso de licuado permite retirar el oxgeno, el dixido de carbono, los componentes de azufre y el agua del gas natural.
Cada metro cbico de
lquido equivale a unos 600
metros cbicos de gas.
Para el proceso, una planta de licuefaccin consume del
orden del 8% del gas convertido en GNL para licuar el resto.
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 129
mbito de aplicaciones
Industria del vidrio
Industria de alimentos
Industria textil
Industria de cermicas
Industria de papel
Industria del cemento
Fundicin de metales
Generacin de electricidad
Cogeneracin
Industria petroqumica
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 130
Gas Natural: Aplicaciones en Calderos
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 131
Gas Natural: Aplicaciones en Calderos Trmicos
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 132
Gas Natural: Aplicaciones en Calentadores
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 133
Gas Natural: Aplicaciones en Empresas Textil, Galletas
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 134
Gas Natural: Aplicaciones en Hornos, Empresa de Papel
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 135
Gas Natural: Aplicaciones en Calentadores de Agua, Cocina
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 136
Gas Natural: Aplicaciones en Grupos Electrgenos
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 137
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 138
Clasificacin de los Gases Combustibles
GASES
COMBUSTIBLES
Gas Manufacturado
Gas de ciudad
Gas de alumbrado
Gas de coque
Acetileno
Gas de Agua
Gas de Aire
Gas Pobre o mixto
Gas de altos hornos
Hidrgeno
Gas Natural
Propano
Butano
GLP
PRIMERA FAMILIA SEGUNDA FAMILIA TERCERA FAMILIA
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 139
Comparacin Instalacin GLP vs GN
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 140
GLP: Instalacin Domiciliaria e Industrial
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 141
Gas Natural: Instalacin del Gasoducto Troncal
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 142
Gas Natural: Instalacin del Gasoducto
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 143
Velocidad de llama: GN, GLP y otros Gases
Combustible Velocidad
m/s
*Velocidad
m/s
Gas Natural 0.36
Propano 0.47 0.44
Butano 0.45 0.38
GLP 0.46
Hidrgeno 2.83 2.07
Fuente: * Clculos realizados por el autor
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 144
Combustible Aire Oxgeno
Lmite
Inferior
Lmite
Superior
Lmite
Inferior
Lmite
Superior
Metano 5,00% 14,00% 5,00% 60,00%
Propano 2,37% 9,50% 2,30% 45,00%
Butano 1,86% 8,41% 1,80% 40,00%
Hidrgeno 4,00% 74,20% 4,00% 94,00%
Acetileno 2,50% 80,50% 2,80% 93,00%
Monxido de carbono 12,50% 74,20% 16,00% 94,00%
Gas Natural 5,00% 15,40%
Gas licuado de petrleo 1,80% 9,50%
Gases de Alcohol 1,90% 3,30%
Gases de Gasolina 1,40% 7,40%
Fuente: Indura Per S.A. 1 atm. 20C
Rango de inflamabilidad de combustibles gaseosos
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 145
Densidad relativa de combustibles gaseosos
aire
d
Combustible Densidad
[kg/m3]
Densidad relativa (1)
Gas Natural 0,756 0,617
Gas licuado de petrleo 2,168 1,77
Gases de Alcohol 1,960 1,6
Gases de Gasolina 3,7-4,9 3-4
Metano (2) 0,680 0,555
Etano (2) 1,283 1,047
Propano (2) 1,899 1,550
Butano (2) 2,545 2,077
(1) 1 atm. 15C. (Aire=1.225 kg/m3)
(2) clculos propios.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 146
Combustible Aire Oxgeno
Lmite
Inferior
Lmite
Superior
Lmite
Inferior
Lmite
Superior
Metano 5,00% 14,00% 5,00% 60,00%
Propano 2,37% 9,50% 2,30% 45,00%
Butano 1,86% 8,41% 1,80% 40,00%
Hidrgeno 4,00% 74,20% 4,00% 94,00%
Acetileno 2,50% 80,50% 2,80% 93,00%
Monxido de carbono 12,50% 74,20% 16,00% 94,00%
Gas Natural 5,00% 15,40%
Gas licuado de petrleo 1,80% 9,50%
Gases de Alcohol 1,90% 3,30%
Gases de Gasolina 1,40% 7,40%
Fuente: Indura Per S.A. 1 atm. 20C
Rango de inflamabilidad de combustibles gaseosos
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 147
Mezcla de: Aire+Gas Licuado
Lmite Superior de
Inflamabilidad o de
Explosividad
Lmite Inferior de
Inflamabilidad o de
Explosividad (LIE)
0% aire +
100% Gas Licuado
90.5% aire +
9.5% Gas Licuado
98.2% aire +
1.8% Gas Licuado
100% aire +
0% Gas Licuado
ZONA A ZONA
EXPLOSIVA
ZONA B
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 148
Lmites de Inflamabilidad de gases combustibles en Aire
1 atm. 20 C
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Metano Propano Butano Hidrgeno Acetileno CO GN GLP Gases de
Alcohol
Gases de
Gasolina
Combustibles
%
LI LS Aire
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 149
Lmites de Inflamabilidad de gases combustibles en Oxgeno
1 atm. 20 C
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Metano Propano Butano Hidrgeno Acetileno CO
Combustibles
%
LI LS O2
-
Freddy J. Rojas, M.Sc. 150
Composicin qumica de algunos gases combustibles
COMPOSICIN QUMICA DE ALGUNOS GASES COMBUSTIBLE
% en volumen
Gas Licuado Componente Gas de Ciudad Cataltico Corriente
Gas Natural
Hidrgeno (H2) 40.2 0.0 0.0 0.0
Metano (CH4) 17.4 0.0 0.0 91.7
Monxido de carbono (CO) 12.1 0.0 0.0 0.0
Etano (C2H6) 0.6 2.4 0.4 4.0
Propano (C3H8) 0.5 96.1 27.2 0.9
Butano (C4H10) 0.4 1.5 59.7 0.4
Pentano y superiores (C5H12) 3.4 0.0 6.0 0.2
Anhdrido carbnico (CO2) 18.6 0.0 0.0 1.9
Nitrgeno (N2) 5.9 0.0 0.0 0.9
Oxgeno (O2) 0.9 0.0 0.0 0.0
Olefinas 0.0 0.0 6.7 0.0
Total 100 100 100 100
Fuente: Indura Chile
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 151
Punto de ebullicin de varios Gases
Punto de Ebullicin (1 atm.) Sustancia
F C
Metano -258,74 -161.52
Propano -43,70 -42,10
Butano +31,10 -0,50
Hidrgeno -422,99 -252,77
Monxido de carbono -312,75 -191,53
Agua +212,00 +100,00
Fuente: Indura Per S.A.
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 152
ndice de Wobbe
Donde:
PCS = poder calorfico superior del gas, [kJ/Nm3], [kcal/Nm3]
= densidad relativa
PCSW
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 153
Familia y grupo de gas ndice de Wobbe superior
A 15 C y 1.01325 bar (kcal/m3)
mnimo mximo
Primera familia 5350 5923
Grupo A 5350 5923
Segunda Familia 9338 13064
Grupo H 10915 13064
Grupo E 9768 13064
Grupo L 9338 10700
Tercera Familia 17411 20850
Grupo B/P 17411 20850
Grupo P 17411 18342
Grupo B 19537 20850
Familia de gases combustibles
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Freddy J. Rojas, M.Sc. 154
Poder calorfico, Densidad e ndice de Wobbe de GC, GN, GLP
(1) a 1.0 atm y 15 C
(2) considerar el PCS
Tipo de Gas Gas de Ciudad Gas Natural Gas Licuado
PCS, kcal/m3 4500,0 9300,0 23290,0
kJ/kg 21705,8 51504,3 44935,7
PCI, kcal/m3 4120,0 8400,0 22300,0
kJ/kg 19872,8 46519,9 43025,6
Densidad relativa 0,709 0,617 1,77
Densidad absoluta kg/m3 (1) 0,868 0,756 2,17
ndice de Wobbe kcal/m3 (2) 5344,3 11839,7 17505,8