https://doi.org/10.37815/rte.v34n4.916
Artículos
originales
Automated System for the Control of Regenerated Glycol Consumption S=
upplied
to the Natural Gas Dehydration System
Cristhian Roncer=
os
Morales1 https://orcid.org/0000-0001-8421-5217,
Ramón Alejandro Po=
mblas2=
https://orcid.org/0000-0002-0469-0366
1Universidad Priv=
ada
San Juan Bautista, Ica, Perú
2Petróleos de
Venezuela. Gerencia de Compresión Gas Oriente, Maturín,
Venezuela
Enviado: 2022/02/21
Aceptado: 2022/07/19
Publicado: 2022/12/30
Resumen
Sumario: Introducc=
ión,
Metodología, Resultados y Discusión y Conclusiones. Como citar: Ronceros,=
C. &
Alejandro, R. (2022). Sistema automatizado para el control del consumo=
de
glicol regenerado suministrado al sistema de deshidratación del gas
natural. Revista Tecnológica - Espol, 34(4), 12-27. http://www.rte.espol.edu.ec/index.php/tecnologica/article/view/9=
16
Esta investigación tuvo como obj=
etivo
desarrollar un sistema automatizado para el control del consumo de glicol
regenerado suministrado al sistema de deshidratación del gas natural en la
Planta Extracción Jusepín de Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA). La planta
Jusepín, es una planta de extracción de líquidos del gas natural (LGN) con =
un
(01) tren de proceso y una capacidad de procesamiento de gas de 350 millone=
s de
pies cúbicos por día (MMPCD). El estudio consistió en una investigación de
campo, con nivel descriptivo y modalidad proyecto factible, donde las técni=
cas
de recolección de datos empleadas fueron la observación directa, entrevista=
s no
estructuradas y la revisión documental. Para el desarrollo del estudio se
emplearon las tres (3) primeras fases de la metodología Guía de Gerencia de
Proyectos de Inversión Capital (GGPIC).
El resultado fue una propuesta para el control automatizado del cons=
umo
de Glicol Regenerado suministrado al sistema de Deshidratación del Gas Natu=
ral
en la Planta Extracción Jusepín, lo cual proporcionará mayor seguridad,
precisión, eficiencia y confiabilidad sobre los datos obtenidos en tiempo real, ya que, permi=
tirá
visualizar el nivel de glicol y llevar un control del contenido de los
recipientes, para mantener el suministro constante de glicol regenerado al
sistema y así garantizar que la planta mantenga el proceso de extracción del
líquido del gas natural.
=
Palabras clave: automatización, glicol regenerado, Líquido de
Gas Natural (LGN), instrumentación, GGPIC.
Abstract
The objective of this research= was to develop an automated system to control the consumption of regenerated gl= ycol supplied to the natural gas dehydration system at the Jusepin Extraction Pl= ant of Petroleos de Venezuela S.A (PDVSA). The Jusepin plant is a natural gas liquids (NGL) extraction plant with one (01) process train and a gas proces= sing capacity of 350 million cubic feet per day (MMPCD, acronyms in Spanish). The study consisted of field research, with a descriptive level and feasible project modality, where the data collection techniques used were direct observation, unstructured interviews, and documentary review. For the development of the study, the first three (3) phases of the Capital Investm= ent Project Management Guide (GGPIC) methodology were used. The result was a proposal for the automated control of Regenerated Glycol supplied to the Natural Gas Dehydration system at the Jusepin Extraction Plant. This propos= al provides greater security, precision, efficiency, and reliability to the da= ta obtained in real-time, allowing to visualize the level of glycol and keep control of the content of the containers. The final benefit is to maintain = the constant supply of regenerated glycol to the system and thus guarantee that= the plant maintains the extraction process of the liquid from the natural gas.<= o:p>
Introducción
A nivel mundial, las empresas del sector petrolero han emprendido
estrategias para optimizar los costos de producción y minimizar los riesgos
ambientales, laborales, entre otros. Para ello, han recurrido a la ejecució=
n de
proyectos de automatización, los cuales requieren esquemas, modelos de cont=
rol
para aumentar las probabilidades de éxito, minimizando la inversión de hora=
s de
trabajo, estandarizando los procesos y manteniendo armonía y continuidad
operacional.
Bajo este cont=
exto,
los constantes cambios en la Industria Petrolera,
conducen a la búsqueda de nuevas tecnologías, como es la automatización de =
procesos
en las instalaciones petroleras y gasíferas. La automatización ha pasado de=
ser
una herramienta de trabajo deseable a una herramienta indispensable para los
procesos de producción, puesto que para toda empresa es crucial el control =
de
las actividades, la supervisión en tiempo real, el registro de los eventos,
entre otros.
En tal sentido, en Venezuela, la automatización industrial se ha
convertido en una tendencia que ha aumentado exponencialmente, donde las pr=
incipales
industrias como Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA) ha integrado en sus
actividades la automatización de cada proceso, lo cual permite obtener un
óptimo provecho de los recursos, brindando productos y servicios de calidad;
así como la generación de conocimientos que impulsen la innovación tecnológ=
ica.
En estos escenarios, existe la necesidad de realizar el monitoreo y
supervisión de los procesos industriales, con el fin de controlar los
diferentes elementos implicados en el funcionamiento de la industria. Tal e=
s el
caso de la Planta Extracción Jusepín PDVSA GAS, que busca mantener una
producción eficiente y rentable impulsando el desarrollo endógeno de los
hidrocarburos con la mayor productividad y competitividad para alcanzar un
desarrollo sustentable.
La planta de
Extracción Jusepín, se encuentra ubicada a 40 km de la ciudad de Maturín. E=
sta
planta se encarga de procesar el gas que proviene del Campo Furrial,
ubicado a 17 Km de Jusepín. Su función principal es lograr la extracción de=
los
Líquidos del Gas Natural (LGN) mediante procesos de enfriamiento y
fraccionamiento, para su posterior distribución; y separar los componentes
livianos metano y etano, como gas seco para comprimirlo y suministrarlo a la
red de inyección a pozos, lo cual es enviado vía poliducto a la planta de
fraccionamiento José Antonio Anzoátegui.
En la actualid=
ad, la
Planta de Extracción Jusepín no cuenta con un sistema automatizado para el
control del glicol regenerado suministrado al sistema de deshidratación del=
gas.
Además, se requiere conocer con exactitud la cantidad utilizada de glicol r=
egenerado
en dicho proceso; de tal forma que un sistema automatizado permitiría
visualizar directamente desde la sala de control cuanto es el consumo de gl=
icol
regenerado.
El presente ar=
tículo
se orienta hacia el desarrollo de una propuesta de un sistema automatizado =
para
el control del consumo de glicol regenerado suministrado al sistema de desh=
idratación
del gas natural en la planta extracción Jusepín, con el fin de llevar un
control y monitoreo del glicol suministrado a dicho sistema, que garantice
mejoras en el proceso de deshidratación.
<= o:p>
M
Nivel, Diseño y Modalidad de Investigación
Arias (2016) señal=
a que
“el nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que se ab=
orda
un fenómeno u objeto de estudio” (p. 23). Según lo mencionado anteriormente, la
investigación se clasifica como descriptiva debido a que se busca medir una
serie de factores actuales para comprender las características del sistema =
en
estudio y finalmente describir el comportamiento deseado
=
En cuanto al diseño de investigación, A=
rias
(2016) expresa que “es la estrategia general que adopta el investigador para
responder al problema planteado. En atención al diseño, la investigación se
clasifica en: documental, de campo y experimental” (Pág. 26). En este senti=
do,
el presente estudio se enmarca en una investigación de campo, debido a que =
la
información fue recolectada directamente de los tanques de almacenamiento de
glicol regenerado TK-1250 y TK-1270 de la Planta Extracción Jusepín. Desde
recaudo de datos hasta el análisis de la información de los instrumentos de
campo con el objetivo de determinar los requerimientos para la implementaci=
ón del
sistema automatizado.
La modalidad de investigación que se abordó fue de tipo proyectiva o=
factible,
debido a que con el desarrollo de este proyecto se presentó la propuesta de=
un
sistema automatizado que permita llevar un control del glicol suministrado =
al
sistema de la Planta Extracción Jusepín, con el fin de mejorar dicho proces=
o. Según el manual de Trabajo Especial de Grado de
Especialización, Maestrías y Tesis Doctorales de la Universidad Pedagógica
Experimental Libertador (2006) “Consiste en la investigación, elaboración y
desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para solucionar
problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales;
puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, méto=
dos
o procesos”. (p.16)
Población
y Muestra
La población del presente proyecto está constituida por el personal =
de la
Planta Extracción Jusepín con un total de veinte (20) personas. Los cuales
suministraron la información necesaria para conocer a la problemática y
posterior desarrollo del proyecto para alcanzar los objetivos planteados. P=
or
tratarse de una población finita no fue necesario tomar una muestra, sino q=
ue
se estudió en su totalidad, como explica Arias (2016), “si la población, po=
r el
número de elementos que la integran, resulta accesible en su totalidad, no =
será
necesario extraer una muestra.” (Pág. 82)
Diseño Operativo
Para lograr la propuesta de Automatización para la Medición de Glico=
l Regenerado en la Planta Extracción Jusepín, se realizó una
adaptación de la metodología Guía de Gerencia para Proyectos de Inversión de
Capital (GGPIC) la cual está basada en 5 fases (Para efectos del trabajo se
ejecutaron solo tres fases). A continuación, se describe las actividades qu=
e se
agruparon en cada una de las fases desarrolladas. Fase I: Visualizar Esta primera fase, permitió conocer la situación actual del sistema =
de
medición glicol
1. &n=
bsp;
Estudiar la Filosofía operacional de los tanque=
s de
almacenamiento de glicol regenerado.
2. &n=
bsp;
Realizar el levantamiento de información sobre =
el
funcionamiento actual del sistema de medición de glicol regenerado.
Fase II: Conceptualizar
Esta segunda fase contempló la selección de los mejores equipos e
instrumentos a ser utilizados en la automatización del sistema, también se
planteó las posibles soluciones tecnológica disponibles en el mercado,
garantizando una tecnología de vanguardia. Para ello se realizaron las
siguientes actividades:
1. &n=
bsp;
Identificar los equipos disponibles en el merca=
do
para realizar la automatización del sistema.
2. &n=
bsp;
Realizar la evaluación técnica de los equipos
disponibles en el mercado.
3. &n=
bsp;
Seleccionar las tecnologías a proponer para el
diseño automatizado.
Fase III: Definir
En esta tercera fase se realizó el diseño de la nueva arquitectura
tecnológica del sistema de automatización para llevar el control del consumo
del glicol regenerado<=
span
lang=3DES style=3D'mso-ansi-language:ES;mso-fareast-language:ES-EC'>, a par=
tir de
los requerimientos detectados y la tecnología seleccionada. Para ello se
realizaron las siguientes actividades:
1. &n=
bsp;
Diseño de la Arquitectura Tecnológica Propuesta=
.
2. &n=
bsp;
Creación de lista de señales (tags) y direccion=
es
del sistema Experion SPK.
3. &n=
bsp;
Creación de la base de datos que se implementará
con la arquitectura propuesta.
4. &n=
bsp;
Diseño de lógica de control propuesta.
5. &n=
bsp;
Configuración de los nuevos puntos el Sistema P=
KS.
6. &n=
bsp;
Elaboración del despliegue o esquemático en el
formato HIMWeb.
Resultados
y Discusión
Fase I: Visualización
Filosofía
operacional de los tanques de almacenamiento de Glicol Regenerado
El llenado de los tanques de almacenamiento TK-1250 y TK-1270, se realiza a través de un
Una vez que se requiera suministrar glicol pobre al sistema de desh=
idratación
del gas natural, el operador alinea la válvula de retención (Check Valve) de acuerdo al=
tanque
de donde se vaya a utilizar el glicol. Estas líneas de 2 pulgadas están
conectadas a cada tanque, posteriormente se enciende la bomba de transferen=
cia
P-1255, la cual envía el glicol regenerado por medio de una línea de 2 pulg=
adas
al sistema de deshidratación.
Seguidamente el operador vuelve a verificar el nivel del tanque toma
nota y se dirige a sala de control donde introduce los datos al programa de
Excel que se encuentra instalado en un computador ubicado en la sala de
control, dicho programa suministra el volumen en litros, que poseen los
tanques.
Una vez descrito el proceso del sistema de medición del glicol
regenerado en la Planta Extracción Jusepín, se determinó que no existe un
sistema automatizado integrado al sistema de supervisión Experion PKS, para
llevar un control del glicol suministrado al proceso de Deshidratación del =
Gas
Natural, que permita a los operadores el monitoreo del sistema y de esta ma=
nera
llevar el control adecuado del consumo del glicol regenerado.
Estudiar = la situación actual del proceso del Sistema de Medición de Glicol Pobre
Actualmente la Planta Extracción =
Jusepín posee dos (2) tanques de almacenamiento conoci=
dos
con los nombres de TK-1250 y TK–1270 con una capacidad de 280 barriles c/u,=
son
utilizados para el almacenamiento de glicol regenerado, el cual es enviado =
al
sistema de deshidratación del gas natural. El proceso del sistema de medici=
ón
de glicol regenerado inicia cuando los operadores de guardia acuden al área
donde se encuentran situados los tanques de almacenamiento de glicol regene=
rado
TK-1250 y TK-1270, seguidamente revisan de manera visual el nivel de cada
tanque, a través de un visor local de nivel. Este visor permite observar la
cantidad de glicol regenerado que poseen dichos recipientes. Cabe destacar =
que
el visor local de nivel está situado al costado de cada tanque, una vez
observados el nivel, los operadores toman nota del nivel del glicol,
posteriormente se dirigen a sala de control, donde ingresan los datos en un
programa de Excel, dicho programa arroja el volumen de glicol regenerado que
posee cada tanque.
Es importante mencionar que en los tanques de
almacenamiento de glicol se encuentra conectado un totalizador de flujo mar=
ca
DANIEL modelo 1803, el cual se utilizaba para contabilizar la salida del gl=
icol
al sistema deshidratación, dicho instrumento se encuentra fuera de servicio
aproximadamente desde 1996, puesto a que este totalizador no se le contempló
una tarjeta controladora de frecuencia en el Logic
Manager, del TDC3000.
Fase II: Conceptualizar
En esta segunda fase, se realizó la identificación y evaluación de las tecnolo= gías disponibles en el mercado para seleccionar el mejor equipo que se adapte al sistema, para posteriormente realizar la evaluación técnica, a base de los requerimientos que se plantearon al inicio del proyecto y finalmente seleccionar las tecnologías a proponer para la automatización del sistema.<= o:p>
Identific= ación de Equipos tecnológicos disponibles en el mercado para realizar la automatizac= ión del sistema.
En
vista de que ya se conocen los requerimientos mínimos y las especificaciones
sugeridas por los especialistas que deberá poseer el equipo para llevar a c=
abo
la automatización del sistema de medición de glicol, se procedió a la
elaboración de un estudio de mercado para analizar los distintos equipos
tecnológicos existentes que puedan satisfacer las necesidades de la Planta
Extracción Jusepín.
Entre
los aspectos necesarios que debe poseer el nuevo diseño a proponer son los
siguientes:
- =
Escalabilidad para crecer de
acuerdo a los requerimientos de las instalaciones.
- =
Diseño modular.
- =
Costo de implantación accesible.
- =
Tiempo de respuesta
- =
Soporte técnico.
- =
Robustez.
- =
Disponibilidad.
Evaluación técnica de los equipos disponibles en el mercado
En
esta etapa se realizó una matriz comparativa de tecnología para los
transmisores con el objetivo de asegurar la selección de equipos tecnológic=
os
que cumplan con características que se adapten a las nuevas tendencias
tecnológicas y que optimicen el proceso de la Planta Extracción Jusepín. Los
transmisores considerados fueron:
-
Transmisor de Nivel Por Presión Diferencial/
Honeywell.
-
Transmisor de Nivel Tipo Desplazador/ Magnetrol.
-
Transmisor de Nivel Tipo
Radar/ Rosemount.
Una vez definidos los transmisores a comp=
arar,
se procedió a realizar la matriz de selección de equipos de la siguiente
manera:
1.
En primera instancia, se
seleccionaron los criterios de evaluación, que constituyen los requerimient=
os
que debe cumplir el equipo a seleccionar.
2.
Seguidamente se procedi=
ó a
ponderar cada criterio.
3.
Una vez llena la matriz=
con
todas las comparaciones, se sumaron los puntos de cada criterio y se realiz=
ó la
ponderación de cada uno de ellos con un peso del 1 al 10.
4.
Posteriormente se sumar=
on
las ponderaciones relacionadas con cada opción y se totalizó el resultado. =
(Ver
Figura 1)
Figura 1=
Matriz comparativa de tecnología para =
los
transmisores
Selección= de la tecnología a proponer para el diseño automatizado
En la Figura 1, se puede obser=
var que los transmisores de ni=
vel
por presión diferencial marca Honeywell representa la mejor opción para
conformar la arquitectura del sistema automatizado en la planta Extracción
Jusepín. Debido que obtuvo la mayor puntuación con un valor total en la
sumatoria en las alternativas ponderadas (169), seguida por la opción de los
transmisores de nivel tipo radar Rossemount con=
una
puntuación total 110 y como última opción se encuentra los transmisores de
nivel tipo Desplazador Magnetrol con una puntua=
ción
de 93 puntos.
Fase III: Definir
En esta fase se realizó el diseño de la
arquitectura tecnológica del sistema de automatización de los tanques TK-12=
50 y
TK-1270 de almacenamiento de glicol regenerado, tomando como referencia los
equipos seleccionados a través de los resultados obtenidos por la matriz de
evaluación. Cabe destacar que este tipo de transmisor posee una ventaja, ya
que, existe la disponibilidad en el almacén del departamento de Instrumenta=
ción
de la Planta Extracción Jusepín, lo cual implica disponibilidad inmediata y
reducción de costos.
Diseño de la Arquitectura Tecnológica Propue=
sta
En la arquitectura propuesta las señales
provenientes de los instrumentos serán cableadas desde cada instrumento has=
ta
llegar a una caja de conexionado (Junction Box: 14-JBAN-02). Dicha caja est=
ará
ubicada en el tablero TB1, en el punto 55, 56 para el instrumento que será
instalado en el tanque TK-1250 y el punto 58, 59 será utilizado para el
instrumento del tanque Tk-1270. Es importante resaltar que estos puntos
disponibles fueron ubicados por el personal del departamento Instrumentació=
n a
través de diagramas de lazo; en esta caja de conexionando es donde se
concentran todas las señales digitales de campo. Además de esto es importan=
te
mencionar que los transmisores se alimentaran con 24 VDC (voltaje de corrie=
nte
continua) con una salida de 1 a 5 v.
=
Los cables de cada instrumento llegan hasta =
esa
caja de conexionado, para posteriormente llegar a la sala de gabinetes.
Seguidamente estas señales son llevadas al Marshalling=
(21MDF-01A) donde se utilizaron los puntos 193, 194 y 195,196 en el tablero
TB2. Posteriormente, dichas señales son enviadas al gabinete denominado
JUS-PMIO-01, dicho gabinete cuenta con los módulos PMIO tipo STIM para el
manejo de las señales provenientes de los Transmisores Inteligentes (Smart =
Transmitter). En este gabinete se utilizó la STIM
Seguidamente, dichas señales pasan al gabine=
te
JUS-C300-01, a través I/O Link, el cual llega al
controlador C300. Este controlador que está compuesto por un conjunto de
tarjetas I/O en cada tarjeta hay de 16 a 32 puntos, es decir, una es de 0 a=
16
y de 0 a 32 puntos de conexión. El controlador C300 establece conexión con =
la
red FTE (FaultTolerant Ethernet). La FTE incluy=
e dos
redes que tienen diferentes IP, de esta manera una segunda red está disponi=
ble
si la primera presenta falla. Finalmente, la FTE se conecta a los servidores
PKS, las estaciones de operación e ingeniería, e=
stán
ubicados en sala de control de la Planta Extracción Jusepín.
De acuerdo a=
lo anterior, la arquitect=
ura
del sistema propuesto se muestra en la Figura 2. En dicha figura se prese=
nta
la instrumentación propuesta para el área de los tanques de almacenamiento =
de
Glicol Pobre de la Planta Extracción Jusepín.
Figura 2=
Arquitectura tecnológica propuesta
Creación
de lista de señales (tags) y direcciones del sistema Experion SPK
Después de haber realizado la elaboración=
del
diseño de la arquitectura tecnológica y tomando en consideración las señale=
s de
los tanques de almacenamientos de Glicol Regenerado, se procedió a la
elaboración de dichas señales. Estas señales fueron obtenidas en la fase de
visualización por medio de una entrevista no estructurada con el personal de
Técnica, motivo por el cual se realizaron las listas de señales (tags) de l=
os
instrumentos a proponer. Dichos equipos estarán presentes en campo.
Estas señales formarán parte de la base d=
atos
del sistema Experion PKS las cuales serán integradas para su monitoreo y
control. En la Tabla 1, se muestra una
lista de señales pertenecientes a los transmisores de nivel, cada instrumen=
to
posee un tag característico que los diferencia cada uno de ellos.
Tabla 1=
Lista de señales (tags) en el Sistema Exp=
erion
PKS
|
TAG |
DESCRIPCIÓN |
|
LI1250 |
Transmisor
de nivel en el tanque de almacenamiento TK-1250 |
|
LI1270 |
Transmisor de nivel en el tanque de
almacenamiento TK-1270 |
Creación de la base de datos que se
implementará con la arquitectura propuesta
La base datos se realizó utilizando la ho=
ja de
cálculos Excel, con el objetivo de que la base de datos se agregue a la
herramienta Quick Builder, dejándole así al per=
sonal
de sistema y control un formato útil, totalmente concatenando y dinamizado,
disponible para su utilización en futuras migraciones, a fin de agilizar el
trabajo a realizar.
Diseño de
lógica de control propuesta
En esta parte se elaboró la lógica de con=
trol, la
cual es primordial para el correcto funcionamiento del sistema de supervisi=
ón y
control. Se tomó como referencia la base de datos realizada y la arquitectu=
ra
de control, tomando en cuenta los requerimientos exigidos por el departamen=
to
de operaciones.
Configuración
de los nuevos puntos el Sistema PKS
En esta parte se configuran los nuevos pu=
ntos
LI1250 y LI1270 en el controlador C300_01 de la base de datos en el Sistema
Experion PKS, a través de diversas herramientas que ofrece este Software. Es
importante mencionar que se toma como ejemplo la configuración solo del pun=
to
LI1250, ya que, para el punto LI1270 se aplica el mismo procedimiento.
En la Figura 3, se muestra la configuración del nuevo punto en el sistema Experion
PKS, es importante mencionar que estos puntos se encuentran desasignados. En
primer lugar, se selecciona un bloque que esté disponible, una vez seleccio=
nado
se renombra. Para este caso el punto se llama LI1250 perteneciente al
transmisor del tanque TK-1250, posteriormente se procede a buscar en la
librería el bloque que se utilizara para hacer la configuración de dicho
bloque.
En tal sentido, se procedió a la creación=
de un
bloque de función tipo AICHANNEL para el transmisor LI1250, este contiene
parámetros que describen al transmisor y especifican al canal de entrada,
caracterizando la señal que ingresa al sistema de control distribuido (DCS)=
. En
tal sentido, este bloque escanea el canal de la tarjeta especificada. Ademá=
s de
esto también se creó un bloque de función denominado DACA el cual escala la
señal recibida a las unidades de ingeniería.
Figura 3=
Configuración del punto LI1250
En la Figura 4 se muestra la implementación de los bloques de función (FB´s) creado en el sistema Experion PKS.
Figura 4=
Creación de bloque AICHANNEL y bloque =
DACA
Una vez creado=
los
bloques de función (FB´s), se creó dos bloques =
de
función tipo AUXCALCA, los cuales ofrecen la posibilidad de conectar señales
como entradas para usarlas como argumentos en las operaciones de cálculos m=
atemáticos
ya previamente establecidos. En es=
te
sentido, se utilizó la Ecuación 1 obtenida de la Norma API STÁNDARD 650 para hallar el vol=
umen
de acuerdo a las dimensiones de los tanques.
<=
span
style=3D'font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast-f=
ont-family:
"Times New Roman";position:relative;top:3.0pt;mso-text-raise:-3.0pt;mso-ans=
i-language:
ES-EC;mso-fareast-language:ES-TRAD;mso-bidi-language:AR-SA'>
Dónde:
V =3D volumen
r =3D radio
h =3D altura
Es importante
resaltar que, para hallar la altura actual del glicol pobre se procedió a
utilizar la Ecuación 2, la cual se realizó en conjunto con el personal técn=
ico
de la Planta Extracción Jusepín.
En la Ecuación 2, se calculó el porcentaje (%) que es arroj=
ado
por el instrumento, luego se multiplicó por 15,09 ft (pie) altura de diseño=
del
tanque del tanque TK-1250. Posteriormente se dividió entre 100%, esto arroj=
a la
altura del nivel que tiene en ese momento el recipiente en unidades de ft
(pie). Ya obtenida la altura actual se procedió a ingresarla en la fórmula =
de
volumen ya antes mencionada, para hallar la cantidad en unidades de litros =
de
glicol pobre, que poseen los tanques de almacenamiento en ese momento.
Posteriormente=
, se
implementó los bloques de función AUXCALCA en el Sistema Experion PKS (Ver =
Figura 5).
Figura 5=
Bloque AUXCALCA
Como se observ=
a en
la Figura 5, el bloque AUXCALCA desarrollado para hallar la altura actual,
tiene una entrada que viene del bloque de función DACA para este caso la
entrada es el punto LI1250DACA.PV, esta entrada arroja el porcentaje del
transmisor, dicho porcentaje va a representar la salida del punto
LI1250AUXCALCA 1P (1). Este valor será multiplicado por 15,09 ft(pie),
obteniéndose la altura de diseño del tanque. Posteriormente, se procedió a
crear un segundo bloque AUXACALCA (Ver Figura 6).
Figura 6=
Implementación del segundo bloque AUXCALCA para hallar el Volumen
Como se puede apreciar en la Figura 6,=
este
bloque tiene una entrada denominada LI1250AUXCALCA.PV dicha entrada provien=
e de
la salida del primer bloque AUXCALCA. En este caso, es la altura actual
multiplicada por (π) 3,14; por el radio al cuadrado (r2)33,17 del tanq=
ue
de almacenamiento TK-1250. Finalmente, el bloque tiene una salida llamada PV
(Variable de Proceso), la cual es el volumen del recipiente en ft3 (pie
cúbico); además de esto se procedió a aplicar una regla de tres para llevar=
los
ft3 (pies cubico) a litros. Utilizando la tabla estándar del Sistema Inglés=
de
unidades de medidas, que señala que 1 ft3 equivale a 28, 3168 litros.
Siguiendo el mismo orden de ideas, en =
la Figura 7 se
puede apreciar cómo se implementó la formula en el segundo bloque AUXACALCA
para hallar el Volumen.
Figura 7=
Implementación de la formula en el bloque AUXACALCA para hallar el volumen
Ya configurado=
s los
bloques AUXACALCA se procedió a configurar los parámetros transmisores LI12=
50
en el sistema Experion PKS, donde se coloca el nombre del tag del transmisor
LI1250, la unidad en que va a medir es InH2O (pulgadas de agua), el rango
máximo de operación del instrumento que es de 0 a 400 InH2O y el rango
calculado que para este caso sería de 0 a 160 InH2O. En la =
REF
_Ref121226990 \h =
Figura 8 se puede visualizar dicha configuración =
del
transmisor en el sistema.
Figura 8=
Configuración
de los parámetros del transmisor LI1250
Es importante
mencionar que el rango calculado se obtuvo con la Ecuación 3 (Norma K-303 <=
span
class=3DSpellE>Level Instrumentation):
<=
span
style=3D'font-size:12.0pt;font-family:"Times New Roman",serif;mso-fareast-f=
ont-family:
"Times New Roman";position:relative;top:3.0pt;mso-text-raise:-3.0pt;mso-ans=
i-language:
ES-EC;mso-fareast-language:ES-TRAD;mso-bidi-language:AR-SA'>
Dónde:
P =3D presión =
debido a
la carga del liquido
ρ =3D peso
específico del liquido
h =3D altura d=
el
líquido sobre el plano de referencia
La Ecuación 3 =
es
utilizada para hallar medidas de nivel por presión diferencial del transmis=
or,
este se basa en el principio de medir la carga o la presión hidrostática. La
carga se define como el peso del líquido que existe por encima de un plano =
de
referencia. El sistema no mide el líquido sino la presión ejercida, y como =
la
presión es proporcional a la altura de la columna del líquido, el medidor
define la posición actual del nivel. Al respecto se procede a hallar la pre=
sión
a través de la Ecuación 4:
La presión va =
a ser
igual al peso específico del glicol 1,12 g/cm3 (gramos sobre centímetro cúb=
ico)
multiplicado por la altura del tanque en este caso 365,76 cm (centímetros);=
dando
como resultado 411,11 g/cm2 (gramos sobre centímetro cuadrado).
Una vez obteni=
do el
resultado de la presión de 411,11 g/cm2, se procedió a llevarlo a kg/cm2,
posteriormente, se realizó una regla de tr=
es para
llevarlo a lb/pulg2 (libras sobre pulgadas cuadrada), donde se multiplico 0=
,411
kg/cm2 por 14,22 lb/pulg2 sobre 1kg/cm2. (ver Ecuación 5).
Finalmente se llevó a cabo otra regla de =
tres
(Ver Ecuación 6) para llevar el resultado anterior a pulgH2O, debido a que =
la
unidad de medida con que trabaja el trasmisor propuesto es en InH2O (pulgad=
as
de agua).
Como se pudo apreciar a través dichos
cálculos se obtuvo el rango calculado que será de 0 a 160 InH2O (pulgadas de
agua).
Elaboración del despliegue o esquemático =
en el
formato HIMWeb
El despliegue para los tanques TK-1250=
y
TK-1270 de almacenamiento de Glicol Regenerado fue elaborado con la finalid=
ad
de que los operadores tengan la facilidad llevar un control del glicol y,
además, supervisar el nivel de los tanques desde sala de control en tiempo
real, como también poseer información histórica de la variable de proceso (=
PV)
manejadas en el mismo y con esto tener la posibilidad de tomar decisiones de
forma directa en el campo.
Para realizar el esquemático de los ta=
nques
TK-1250 y TK-1270 se utilizó el HMIWeb Display Builder, esta es =
una
herramienta de dibujo especializada que se usa para crear los despliegues
propios de cada proyecto y/o aplicación en específico, lo cual permite
adaptarlos a las necesidades particulares de cada cliente y/o de cada proce=
so.
Para el diseño del esquemático se utilizaron los siguientes equipos: Tanque=
s,
válvulas, bombas, barras de nivel y líneas de procesos.
Posteriormente, se procedió a ir dinam=
izando
cada uno de los equipos mencionados anteriormente en la plantilla de diseño=
del
despliegue de los tanques de glicol TK-1250 y TK-1270. Cabe destacar que, e=
n el
despliegue, el operador podrá observar el nivel Glicol de cada tanque a tra=
vés
de las barras de nivel y además en porcentaje. También se podrá visualizar =
la
cantidad de glicol en unidades de litros que posean cada recipiente. En la =
Figura 9, se
puede visualizar dicho despliegue.
En la <=
/span>Figura 9 anterior se puede apreciar el despliegue=
de
los tanques de glicol regenerado, donde se muestran dos líneas de proceso:=
la
línea inferior indica el suministro desde el camión cisternas hacia los
tanques, la segunda línea superior indica el sumidero del glicol; es decir,
esta línea de proceso es utilizada para retirar el glicol de los recipientes
para ser reemplazado.
En tal sentido,
dichos tanques muestran cada uno sus respectivas barras de nivel indicando =
el
nivel que contienen de glicol. Además de esto, se puede apreciar en la parte
central de los mismos que se encuentran el status
(estado) del nivel de glicol en unidades de ingeniería la PV (variable
proceso), en este caso fue configurado de 0 a 100%.
Siguiendo el m=
ismo
orden de ideas, en dicho despliegue se puede observar que los tanques están
conectados a una bomba P-1250, esta se encarga de enviar el glicol hacia los
patines de glicol A/B/C cuando es requerido en el proceso de deshidratación=
del
gas natural. Aunado a esto en la parte superior del lado derecho se puede
visualizar el volumen total disponible de cada tanque en unidades de litros=
.
Figura 9=
Despliegue de los tanques de glicol regenerado TK-1250 y TK-1270
En función =
al
diagnóstico del entorno estudiado y de acuerdo a=
los
resultados obtenidos se formularon las siguientes conclusiones:
1. &n=
bsp;
El
levantamiento de información sobre el funcionamiento actual del sistema de
medición de glicol regenerado, determinó que no existe un sistema automatizado integrado al sistem=
a de
supervisión Experion PKS, para llevar un control del glicol suministrado al
proceso de Deshidratación del Gas Natural, que permita a los operadores el
monitoreo del sistema y de esta manera llevar el control adecuado del consu=
mo
del glicol regenerado.
2. &n=
bsp;
Una vez descrito el
proceso del sistema de medición del glicol regenerado en la Planta Extracci=
ón
Jusepín, se determinó que no existe un sistema automatizado integrado al
sistema de supervisión Experion PKS, para llevar un control del glicol
suministrado al proceso de Deshidratación del Gas Natural, que permita a los
operadores el monitoreo del sistema y de esta manera llevar el control adec=
uado
del consumo del glicol regenerado.
3. El análisis de las propuestas de equip=
os
tecnológicos existentes en el mercado para llevar a cabo el sistema
automatizado en los tanques TK-1250 y TK-1270 de almacenamiento de glicol
regenerado, se realizó a través de una matriz de selección, la cual permitió
determinar de manera objetiva y confiable por medio de la valoración de cie=
rtos
criterios establecidos que el transmisor Honeywell de nivel por presión
diferencial es el que mejor se adapta a las necesidades de la Planta.
4. La propuesta de un sistema automatizad=
o para
el control del consumo de glicol regenerado en la planta extracción Jusepín,
permitirá la visualización de los niveles de glicol pobre, lo que facilitar=
á el
control del contenido de los recipientes, ya que se obtendrá información al
instante del volumen del glicol regenerado. Adicionalmente, la propuesta
permitirá la optimización de las condiciones laborales de los operadores de=
la
planta.
Referencias
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Episteme.
Cedeño, J. (2016). Propuesta de integración de las señales analógica=
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Universidad Pedagógica Experimental Libertador (2006). Manual de
Trabajo de Grado de Especialización y Maestría y Tesis Doctorales. Cara=
cas:
FEDUPEL
5
Sistema automatizado para=
el
control del consumo de glicol regenerado suministrado al sistema de
deshidratación del gas natural