an hidr api std 521

MC-A-009 Dimensionamiento del Rectificador de baja presión Página 1 de 6

MC-A-001C

FECHA: Diciembre del 2009

REV: B

ELABORÓ: REVISÓ: COORDINÓ:

ING. CARLOS ENRIQUE SOTO MERCADER ARQ. GABRIELA CAMACHO ANGULO ING.JAVIER DE LA O L.

CONSTRUCCIÓN DE UNA BATERÍA DE SEPARACIÓN Y UNA ESTACIÓN DE COMPRESIÓN PARA EL MANEJO DE LA PRODUCCIÓN DE ACEITE Y

GAS DEL CAMPO GUARICHO DEL ACTIVO INTEGRAL CINCO PRESIDENTES

ANÁLISIS HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE DESFOGUES (CABEZAL Y LÍNEA AL QUEMADOR)

EXPLORACION Y PRODUCCIONEXPLORACION Y PRODUCCIONEXPLORACION Y PRODUCCIONEXPLORACION Y PRODUCCION

SUBDIRECCIÓN REGION SURGERENCIA DE CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO

SUBGERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTO





CONTENIDO

1.- OBJETIVO

2.- INTRODUCCIÓN

3.- CONSIDERACIONES DE DISEÑO

4.- MÉTODO DE CÁLCULO

5.- DESARROLLO

6.- CONCLUSIONES

7.- REFERENCIAS





Diámetro de flujo en función del número de Mach:

(1).

Área de flujo gaseoso:

(2).

Flux másico:

(3).

Número de Reynolds:

(4).

Factor de Fricción: (5).

Factor de resistencia friccional: (6).

Análisis hidráulico de las líneas pertenecientes al sistema de desfogues (cabezal de desfogues y línea al quemador elevado) el cual se instalará en la Batería Guaricho, perteneciente al Activo Integral 5 Presidentes.

1. - OBJETIVO

2. - DESCRIPCIÓN DEL PROCESO

Tabla 2.1 Condiciónes de operación del quemador elevado QE-200

Los flujos de gas así como sus condiciones se muestran en el DFP A-210 y las corridas anexas a esta memoria. Se considera una presión en la punta de la boquilla de 14.7 psia con una presión de llegada al quemador de 5 psig (ver punto 8.1.3.1, inciso b1 de la NRF-031-PEMEX-2007). A fin de dimensionar las líneas de desfogues, se empleará el método iterativo de L´apple para encontrar la presión de ajuste del paquete de regulación de gas al quemador.

3.- CONSIDERACIONES

4.- MÉTODO DE CÁLCULO

0.0030.0030.002.0

Gas de desfogues (condición crítica)

Líquidos(BPD)

Gas (MMPCSD)

Temperatura (º C)

Presión (kg/cm2)Instalación

La Batería de separación Guaricho contará con un sistema de desfogues el cuál consistirá en un cabezal de desfogues, el cuál recibirá los desfogues generados por la operación de las válvulas de seguridad de presión. El cabezal de desfogues tendrá como punto final un paquete de regulación para amortiguar el desfogue más crítico que en este caso corresponderá al desfogue del separador S.H.A.P. - 100/200.

A f=π×dint2

4

G=WA f

Re=d intG

μ

f=1 .6434/ [ ln(0 .135×ε d int+6 .5 Re)]2

N=f×Ld int

dint2=1 .702 x10

−5×( WP1×Ma1 )(Z×TMW )

0.5





Flux de masa crítico: (7).

Despejando la presión de ajuste inicial:

(7a).

NOMENCLATURA SIGNIFICADO UNIDADESW Velocidad másica del gas de desfogues. lb/h

Presión absoluta a las condiciones iniciales de operación psiaPresión absoluta a las condiciones de operación en el punto final psia

Z Factor de compresibilidad del gas. adimensionalT Temperatura de operación en el punto final. °R

Temperatura en el punto inicial. °R

Diámetro interior de la tubería. pulg.L Longitud de tubería. piesG Flux másico.

Flux másico crítico.MW Peso molecular del gas. lb/lbmol

Número de Mach evaluado a las condiciones finales adimensional

Área de flujom Viscosidad del gase Rugosidad relativa (0.00015092 para tubería nueva de acero) ft

Re Número de Reynolds adimensionalf Factor de fricción de Moody. adimensional

5.1 Datos de diseño:Flujo volumétrico estándar de gas 30.00 MMPCSD (Capacidad en B.U.)W = Flujo másico de gas 27034.60 kg/h (Corrida de Hysys)

59547.58 lb/h MW = Peso molecular del gas 18.09 (Corrida de Hysys)

Z = Factor de compresibilidad 1.00 ft3/seg. (Corrida de Hysys)

30.42 °C (Corrida de Hysys)

546.43 °R

30.93 °C (Corrida de Hysys)

547.34 °R

5.00 psig (Corrida de Hysys)

19.70 psiak = relación de calores específicos 1.278 (Corrida de Hysys)L = Longitud de tuberìa 430 m. (PLG E-001)

1410.7611549 ft

0.01146 cP (Corrida de Hysys)7.69385E-060.00015092 ft

P0

P1

T0

dint

lb/ft2 sGci lb/ft2 s

Ma1

Af ft2

lbm/ ft s

T0 = Temperatura gas en el punto inicial

T1 = Temperatura en base quemador

P1 = Presión en base de quemador

m = Viscosidad del gas

lbm/ ft se = Rugosidad relativa

5.- DESARROLLO

GCi=12.6 P0 (MW /ZT 0 )0 .5

P0=GCi

12 .6×(MW /ZT 0 )0 .5





Ma = Número de Mach 0.37

5.2 Cálculo del diámetro óptimo de transporte en función del número de Mach(ecuación 1).

0.675 ft

0.822 ft

9.862 in

10 pulgadas 10.02 pulg

0.835 ft 0.8177633562

5.3 Cálculo de àrea de flujo:

78.854

0.548

5.4 Cálculo del flux màsico actual:

30.206

5.5 Cálculo de nùmero de Reynolds:

3278245.78

0.000180743

5.6 Cálculo del factor de fricción:

0.0148

5.7 Cálculo del factor de resistencia friccional:

24.98

Proponiendo 46.70 psia

0.42

De la gráfica de Lapple (página 111 API STD 521) se tiene para los valores de y N = 25:

0.3

Calculando el flujo real de gas corregido:

100.69

Se tomará el diámetro inmediato superior para la tubería de desfogue, en este caso corresponde a un diámetro de 10 pulgadas, cedula 40:

in2

ft2

5.8 De aquí se deberá iterar hasta obtener valores de P0 que coincidan entre si.

lbm/ft2s

d int=

d int=dnom=

G=

Re=

f=

A f=

ε /d int=

N=

d2=

P0=

P1P0

=P1P0

GGCi

=

GCi=

d=





Calculando la presión en el punto inicial por iteración:

43.842

Segunda iteraciòn:Proponiendo 43.842 psia

0.449

De la gráfica de Lapple (página 111 API STD 521) se tiene para los valores de y N = 25:

0.3

Calculando el flujo real de gas corregido:

100.688

Calculando la presión en el punto inicial por iteración:

43.842 psia2.049378807

Por lo que la presión de ajuste en el paquete de regulación será de 43.84 psia.

7.- REFERENCIAS

lbm/ft2s

kg/cm2

1).-API STD 521 JAN 2007 . "Pressure Relieving and Depressuring Systems".

2).-NRF-031-PEMEX-2007, "Sistemas de desfogues y quemadores en instalaciones de Pemex Exploración y Producción".

6.- CONCLUSIONES

P0 i=

P0=P1P0

=

P1P0G

GCi=

GCi=

P0 i=

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