Presentacin de PowerPoint

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TEMA EL GAS NATURAL EN LA INDUSTRIA
Expositor ING. VICTOR ARROYO CH. Consultor
Energético Ambiental CINYDE S.A.C.
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• Conceptos generales sobre
• Gas Natural

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Hidrocarburos
Propano C3H8
Metano CH4
Pentano C5H12
Compuestos que contienen átomos de Carbono e
Hidrógeno
Etano C2H6
Hexano C6H14
Butano C4H10
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Qué es el Gas Natural?
Mezcla de gases hidrocarburos y no
hidrocarburos. Está presente en formaciones
geológicas porosas subterráneas, frecuentemente
asociadas con petróleo. El principal componente
del gas natural es el Metano. METANO
Gas combustible, incoloro, inodoro, no tóxico e
insípido
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Gas Natural - componentes

• HIDROCARBUROS
• Metano
• Etano
• Propano
• Butanos
• Pentanos
• Hexanos
• Heptanos y superiores
• Vapor de agua

• GASES INERTES
• N2
• CO2

• OTROS
• O2
• H2S
• Mercaptanos

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Gas Natural - contaminantes

• N2
• O2
• Agua
• CO2
• H2S
• Otros compuestos con azufre
• Hidrocarburos condensados
• Partículas sólidas y líquidas

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Composición del Gas Natural (Perú)

• Metano 84.4 vol
• Etano 5.6
• Propano 0,9
• Otros HC 0.2
• Nitrógeno 5.9
• Dióxido Carbono 3.0
• PCS 9200 kcal/Nm3

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Calidad del gas (Argentina)

• Máximos Permitidos
• Vapor de agua 65 mg/m3
• Agua líquida Libre
• Dióxido de Carbono 2 vol
• Total de inertes 4 vol
• Sulfuro de hidrógeno 3 mg/m3
• Azufre total 15 mg/m3
• Poder calorífico superior 8 850 10 000
  kcal/m3
• Temperatura Máx. 50C

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2. Ventajas económicas y ambientales del
uso de gas natural
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Ventajas del Gas Natural

• El Gas Natural es más económico por unidad de
  energía entregada
• Diesel 2 12.3 US/Millon BTU
• GLP 10.6
• Residual 6 5.7
• Gas Natural ? 3.0
• Por ejemplo una caldera que consume 100,000
  gal/año ahorraría
• Si consume Diesel 2 aprox US 130,000
• Si consume Residual 6 aprox US 41,000

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Ventajas del Gas Natural

• Los combustibles fósiles contienen principalmente
  Carbono e Hidrógeno y en menor proporción Azufre,
  Nitrógeno y otros elementos.
• La facilidad de combustión y las emisiones
  producidas cuando se queman los combustibles
  fósiles varían en función de la relación C/H
• Gas natural ? Diesel 2 ? Residuales ?
  Carbón
• A mayor relación C/H
• Mayor dificultad en la combustión (mayor
  producción de CO y hollín).
• Mayor emisión de contaminantes (SO2, NOx, CO,
  partículas).
• Mayor emisión de CO2 (gas de efecto invernadero).

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Ventajas del Gas Natural
COMPOSICIÓN DE COMBUSTIBLES
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Ventajas del Gas Natural
EMISIONES DE UNA
CALDERA DE 500 BHP
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3. Suministro del Gas Natural
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Cómo llega el Gas Natural a los consumidores?

• Compañías productoras
• Compañías transportadoras
• Compañías distribuidoras

Industria del GAS NATURAL
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Cómo llega el Gas Natural a los consumidores?

• Captación y acondicionamiento / tratamiento
• Transporte por gasoductos troncales
• Conducción por tuberías de alta presión
• Distribución por redes a media presión
• Entrega a consumidores

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Ventajas del Gas Natural

• Ha reemplazado paulatinamente a otros
  combustibles porque
• Es más económico que los combustibles
  líquidos (D-2, Residuales)
• Produce mejor combustión.
• Tiene poder calorífico elevado (9300
  kcal/m3).
• Es menos contaminante del ambiente.
• Es menos agresivo en los equipos de
  combustión.
• No requiere almacenamiento (se entrega por
  tubería de manera
• segura y confiable).
• Es más limpio en el manejo.

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Tuberías de Gas Natural
MATERIALES DE TUBERÍAS
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4. Usos industriales del Gas Natural
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Usos del Gas Natural

• El gas natural puede ser usado en una serie de
  aplicaciones
• Combustible en actividades industriales
  (calderas, hornos
• secadores)
• Materia prima en Petroquímica
• Generación de electricidad
• Cogeneración

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Principales actividades industriales

• Cemento
• Alimentos y bebidas
• Siderurgia (Altos hornos)
• Fundiciones
• Cerámica
• Azúcar
• Vidrio
• Textil

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Materia prima en petroquímica

• METANO
• Metanol
• Urea

• PROPANO
• Propileno

• ETANO
• Etileno

• BUTANO
• Butileno
• Butaduieno

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Generación Eléctrica

• Uso como combustible en centrales térmicas
  basadas principalmente en turbinas de gas
• Altos rendimientos térmicos (56 en ciclos
  combinados)
• Bajos costos por MW instalado
• Cortos tiempos de construcción
• Bajas emisiones al ambiente

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Caldera de vapor
Turbina de vapor
Uranio Plutonio
Carbón
Gasificador
Turbina de gas
Petròleo
GAS
Motor diesel
POSIBILIDADES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA
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Cogeneración
Cogeneración es la producción conjunta de ENERGIA
MECÁNICA Y ENERGÍA CALORÍFICA aprovechable, en
forma de gases o líquidos calientes. Los sistemas
de cogeneración se clasifican en 2 tipos 1)
Ciclo cabeza por ejemplo una turbina de gas
seguida de secador. 2) Ciclo cola por ejemplo
horno metalúrgico, caldera de recuperación y
turbina de vapor
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Cogeneración
Cogeneración Ciclo Cabeza
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(No Transcript)
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5. Conversión a gas de equipos térmicos
industriales
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Conversión a gas de equipos térmicos

• 1) Calderas de vapor y agua caliente
• 2) Hornos industriales
• Metales
• Vidrio
• Cemento
• 3) Hornos de procesos
• Refinerías
• Petroquímicas

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Conversión a gas de calderas de vapor

• En el Perú el 90 de las calderas de vapor usan
  Diesel ó Residual como combustible. Sólo un 3
  usa gas (GLP)
• Para quemar Gas Natural, dichas calderas tienen
  que adecuarse
• Nuevo sistema de suministro de combustible.
• Conversión de la caldera.
• Controles.

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Conversión a gas de calderas de vapor
Caldera Pirotubular
Caldera Acuotubular
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Conversión a gas de calderas de vapor
SUMINISTRO DE GAS A LA CALDERA

• Para quemar el nuevo combustible es necesario
  tender una tubería desde el empalme con el
  Suministrador hasta la caldera.
• Diseño de tuberías y accesorios.
• Diseño de estaciones reductoras primarias y
  secundarias.
• Sistemas de medición, control y seguridad.
• Soportes y cimentación.
• El diseño debe ser realizado de acuerdo a
  normas.

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Conversión a gas de calderas de vapor
PROCESO DE CONVERSIÓN EN CALDERAS PIROTUBULARES

• 1) Revisión de transferencia de calor entre
  zonas radiante y
• convectiva ante nueva realidad.
• 2) Determinación de nuevas exigencias de los
  materiales.
• 3) Estudio de dilataciones estructurales frente
  a nuevas exigencias.
• 4) Revisión y adecuación de equipos de la
  caldera
• Quemador
• Ventilador
• Economizador
• Controles

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Conversión a gas de calderas de vapor
1. Revisión de transferencia de calor entre zonas
radiante y convectiva

• El Residual transmite mayor calor de forma
  radiante que el Gas
• Natural, por lo que la temperatura de salida
  del hogar se
• incrementa.
• La masa de gases de combustión es mayor para el
  Gas Natural
• que para el Residual.

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Conversión a gas de calderas de vapor
2. Determinación de nuevas exigencias de
materiales

• Determinación de nuevas temperaturas en paredes
  de tubos.
• Determinación de nuevas temperaturas en
  economizador.
• Comparación con diseño.
• Evaluación de la habilidad de los materiales
  para las nuevas
• temperaturas.

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Conversión a gas de calderas de vapor
3. Estudio de dilataciones estructurales

• Se analizarán las dilataciones diferenciales
  producidas
• por las nuevas temperaturas en el hogar y
  tubos de zona
• convectiva.
• Se revisarán los sistemas existentes para
  absorción de
• dilataciones y su habilidad para los nuevos
  requerimientos.
• Se deberá revisar la habilidad de la chimenea
  existente
• (diámetro y altura) para el mayor caudal de
  gas.

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Conversión a gas de calderas de vapor
4. Revisión y adecuación de equipos de la caldera

• Quemador posibles modificaciones o cambio
  total. Potencia,
• modulación, sistema de encendido, controles,
  caja de aire, etc.
• Ventilador capacidad, presión.
• Economizador diseño, temperaturas.
• Controles combustión, presión de aire/gas,
  lazos existentes.

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Conversión a gas de calderas de vapor
5. Análisis Adicionales

• a) Emisiones de contaminantes
• Gases ( NOx, CO, SO2)
• Partículas
• Ruido

b) Capacidad de producción de vapor de la
caldera. c) Eficiencia térmica. d) Combustible
de Back-Up. e) Costos de mantenimiento.
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Conversión a gas de calderas de vapor
ACCIONES A REALIZAR

• El Gas Natural de Camisea estará disponible en
  Marzo del 2004.
• Los procesos de conversión a gas de calderas
  toman tiempo, por lo cual es recomendable
• Iniciar ya el estudio de factibilidad
  técnica-económica de la
• conversión.
• Especificaciones de nuevos equipos y
  modificaciones.
• Diseño del sistema de suministro de gas por
  tuberías.
• Adquisición de equipos y materiales.
• Implementación y puesta en marcha.

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Conversión a gas de calderas de vapor
VENTAJAS DE LA CONVERSIÓN A GAS NATURAL

• Incremento de eficiencia de la caldera.
• Reducción de costos de mantenimiento.
• Reducción de demanda de vapor para atomización
  de
• combustible líquido.
• Reducción de emisiones de contaminantes.
• Reducción de costos operativos en planta.

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION ING. VICTOR
ARROYO CHALCO Consultor Energético Ambiental

Tel. [phone] cinyde_at_terra.com.pe