Análisis de transitorios en tuberías con compresores de gas combustible

Evaluar el flujo transitorio en la entrada de la turbina de gas

Los compresores de pistón se utilizan con frecuencia para reforzar la presión del gas combustible para alimentar a una o más turbinas. Los fabricantes de turbinas de gas (OEM) tienen unos requisitos estrictos para las variaciones de flujo y presión en el suministro del gas combustible.

Este análisis evaluará estas condiciones transitorias y proporcionará las recomendaciones pertinentes para modificar el sistema de tuberías si se requiere. La evaluación incluye el sistema de tuberías entre la descarga del compresor del gas combustible y la entrada de las turbinas de gas. 

Ensayo de campo de pulsaciones y transitorios en un sistema de gas combustible (Asia). Los ensayos verificaron de la precisión de los resultados del análisis transitorio de Wood (compresor de pistón de gas combustible que alimenta a la turbina de gas).

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1 Alcance

​El alcance del análisis puede incluir estas actividades:

• Evaluar las pulsaciones de presión en estado estable en el sistema para asegurar que se cumplen las especificaciones de diseño.
• Evaluar las condiciones transitorias, y determinar si se requiere un acumulador de gas (tanque amortiguador) entre el compresor elevador de presión y la turbina de gas para reducir las variaciones en la presión.
• Si se requiere, proporcionar el dimensionamiento del tanque amortiguador.
• Evaluar criterios como fluctuación de la presión media, velocidad de las variaciones de presión media y amplitud de las variaciones de presión.
• Evaluar el flujo transitorio y la variación de la presión a través del sistema de tuberías en condiciones anormales o de arranque. Por ejemplo: 
  • Un sistema tiene dos compresores elevadores de presión de gas combustible y 2 turbinas de gas funcionando a su máxima capacidad. Evaluar los cambios de presión transitorios si una turbina se activa causando la parada subsecuente de un compresor. Evaluar los cambios de presión en el sistema de tuberías basándose en el cronometraje para las paradas, operaciones de las válvulas, etc. e incluir el “golpe de ariete” ocasionado por la repentina detención de flujo.
  • Evaluar el arranque de las turbinas nuevas añadidas a un sistema de suministro de gas ya existente (que alimente a otras turbinas de gas).

El software de simulación utilizado para este análisis es el solucionador de transitorios MAPAK de Wood. Este software propio no lineal, y que funciona sobre el dominio del tiempo se utiliza para la simulación y el análisis del desempeño del compresor, acústica, pulsaciones y transitorios.
Software MAPAK

Se evalúan diversos escenarios basados en las suposiciones operativas proporcionadas por el operador. Las variables incluidas en el modelo transitorio son: 

• Tiempo de retraso entre la parada del compresor y el arranque y la carga del compresor auxiliar
• Composiciones de gas combustible, índices de flujo y características de la válvula de paso
• Características de desempeño del compresor y volumen en el sistema de tuberías
• Presión de operación e índice de cambio máximo en las presiones permitidas en la turbina de gas
• Tiempos de retraso debido al sistema de control
• Caída de presión en el sistema de tuberías

Entre nuestros clientes para estos estudios transitorios se incluyen:

• Proveedores de paquetes de equipos
• Fabricantes de quipos originales (OEM)
• Ingeniería, procura y construcción (IPC)
• Propietarios y operadores para instalaciones de turbinas de gas

2 Servicios relacionados

• Compresor de pistón: análisis mecánico y de las pulsaciones
• Programa de inspección de las vibraciones
• Servicios de dimensionamiento de amortiguadores de pulsaciones
• Soporte de diseño y revisión
• Evaluación de CONEXIONES de diámetro pequeño 

3 Ejemplos de proyectos

Modelos acústicos de la descarga del compresor de pistón hasta la entrada de la turbina

El análisis de transitorios determina la presión en la entrada de la turbina para diferentes situaciones de operación para asegurar que el sistema de gas cumple con los requisitos del OEM.​

4 Palabras clave

• Flujo transitorio en la turbina de gas
• Flujo transitorio del gas combustible