Diseño de compresores

TALLER #6: COMPRESORES

NATALIA MONTOYA MARÍN (1523539)

MÓNICA ANDREA RODRÍGUEZ ARIZA (1528585)

JUAN DAVID URREA ACEVEDO (1535120)

UNIVERSIDAD DEL VALLE

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICA

CALI, COLOMBIA

2019

Tabla de contenido

Resumen        3

Compresores        4

Especificaciones        4

Aire de instrumentación y servicio        4

Equipos para asegurar la calidad del aire        5

Condiciones de operación        6

Tipo de compresor        7

Selección del compresor y motor        8

Accesorios        8

Ventiladores        9

Especificaciones        9

Condiciones de operación        9

Selección de ventiladores        10

Motores        10

Bibliografía        13

Lista de tablas

Tabla 1. Categorías de calidad del aire        5

Tabla 2. Pérdidas asociadas a los compresores        6

Tabla 3. Condiciones a la entrada de los compresores        7

Tabla 4. Condiciones a la salida de los compresores        7

Tabla 5. Selección de compresores        8

Tabla 6. Motores de los compresores        8

Tabla 7. Accesorios de los compresores        9

Tabla 8. Condiciones fisicoquímicas de operación        10

Tabla 9. Condiciones de presión y tiro        10

Tabla 10. Selección de los ventiladores        10

Tabla 11. Motores de los ventiladores        11

Lista de figuras

Figura 1. Sistema de aire        4

Figura 2. Diagrama de selección de compresores        7

Figura 3. Motor de K-1101        11

Figura 4. Motor de K-1402        12

Figura 5. Motor de K-1403        12

Resumen

Para la selección de los compresores de la planta de producción de acetaldehído se tuvieron en cuenta los caudales, presión y temperatura que manejaban estos equipos. En total, se reportan tres compresores:

• K-1102: usado para captar y presurizar aire atmosférico.
• K-1103: empleado para aumentar la presión del gas recirculado a los reactores.
• K-1401: dispuesto para proveer a la planta de aire para los instrumentos neumáticos.

El tipo de cada uno de estos dispositivos se determinó mediante la guía de GPSA, siendo así K-1101 de tornillo sin aceite, K-1103 centrífugo multietapas y K-1401 reciprocante de una etapa. De acuerdo a las condiciones de operación, fueron escogidos compresores comerciales para cumplir estas tareas. Los fabricantes escogidos fueron Ingersoll Rand y Kaeser kompressoren. Por otro lado, en K-1101 y K-1401 se consideró el uso de filtros y secadores para garantizar una calidad óptima de aire.

Asimismo, en la planta se identificaron ventiladores, los cuales fueron analizados, dimensionados y se escogieron dispositivos industriales que satisfacían los requerimientos. Estos ventiladores son:

• K-1101: encargado de suministrar aire a K-1102.
• K-1402: usado en la caldera para el suministro de oxígeno.
• K-1403: empleado para retirar los gases de combustión de la caldera.

Se consiguieron equipos con las características deseadas de Chicago blower, mientras que sus motores fueron escogidos de Siemens.

Compresores

Especificaciones

En la planta de acetaldehído se presentan tres compresores, uno para aire de instrumentación y dos necesarios en el proceso. Dichos compresores son los siguientes:

• K-1102: usado para captar y presurizar aire atmosférico.
• K-1103: empleado para aumentar la presión del gas recirculado a los reactores.
• K-1401: dispuesto para proveer a la planta de aire para los instrumentos neumáticos.

Aire de instrumentación y servicio

Estos aires son usados en las plantas para accionar dispositivos neumáticos, como válvulas, bombas, motores, etc. El aire de servicio, por su parte, es utilizado para trabajos más pesados, por lo que no requiere condiciones de calidad tan exigentes. Sin embargo, el aire de instrumentación, por ser usado en aplicaciones más delicadas, tiene parámetros de calidad estrictos. Usualmente, los dos tipos de aire son proporcionados por un mismo compresor, pero el de instrumentación pasa por filtros para remover sus impurezas. En la Figura 1 se aprecia un sistema de aire ofrecido por la compañía Parker Dominick Hunter para plantas químicas (Parker, 2015). En dicha imagen se observa que el aire es comprimido y luego almacenado en un tanque. De allí se derivan varias corrientes que son tratadas según los requerimientos.

[pic 1][pic 2]

Figura 1. Sistema de aire

El aire de instrumentación es utilizado en válvulas de control, válvulas todo o nada y en pequeños motores neumáticos. Debido a la sensibilidad de estos equipos, dicho aire debe tener condiciones de calidad que garanticen la ausencia de los siguientes contaminantes (Ingersoll Rand, 2007):

• Polvo, suciedad, polen, microorganismos, humo, emisiones de gases y otras partículas.
• Humedad como vapor de agua.
• Aceite, hidrocarburos y refrigerantes.
• Gases cáusticos como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y compuestos de cloro.

Para el control de la calidad del aire, la ISO estableció una serie de categorías en la norma ISO 8573-1 (Tabla 1). La clasificación necesaria en la industria dependerá de las condiciones y fragilidad de los equipos (Parker, 2015).

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