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ICA FLUOR DANIEL, S. DE R. L. DE C. V.
NO. MPR-A-03A
FILOSOFIA DE CONTROL
REV. A
PLANTA ENDULZADORA DE GAS
FECHA: 23-ABR-01
CPG CIUDAD PEMEX
PAG. 1 DE 64
FILOSOFIA DE CONTROL PLANTA ENDULZADORA DE GAS
A REV.
PLANTA:
PLANTA RECUPERADORA DE AZUFRE
LUGAR:
CIUDAD PEMEX, TABASCO
No. PROY. PEMEX:
Q-050-48-03
No. PROY. ICAFD:
70233
CLIENTE:
PEMEX GAS Y PETROQUIMICA BASICA
PARA REVISION Y COMENTARIOS DESCRIPCION
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INGENIERÍA GERENCIA DE PROCESO
FILOSOFIA DE CONTROL PLANTA ENDULZADORA DE GAS POR: RTJ
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APR: MRB
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REV:
FECHA: A
23-Abr-01
HOJA: 1 de 64
PEMEX GAS Y PETROQUIMICA BASICA COMPLEJO PROCESADOR DE GAS “CIUDAD PEMEX” PLANTAS RECUPERADORAS DE AZUFRE
TABLA DE CONTENIDO
I I
INTRODUCCION
4
II
DESCRIPCION DEL PROCESO.
4
III
NARRATIVAS DE CONTROL
10
III.1
Alimentación de Gas Amargo a la Planta.
10
III.2
Separador de gas amargo 111-V y Filtro de gas amargo 103-F
11
III.3
Gas Amargo a los Filtros Coalescedores 105-F-1/F-2 y a las Columnas Absorbedoras 101-CO-1/-2.
13
III.4
Columnas de Absorción (101-CO 1/CO-2)
15
III.5
Amina Rica de la Columna de Absorción (101-CO-1/2)
18
III.6
Gas Dulce de las Columnas Absorbedoras
21
III.7
Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE) y Turbinas Hidráulicas del 101-PA,PD (101-PAT/PDT)
22
III.8
Amina Pobre a Torre Lavadora de Hidrocarburos (103-CO)
24
III.9
Hidrocarburos Ligeros Endulzados
25
III.10
Amina Rica del Separador de Hidrocarburos (101-V), a la Torre Regeneradora (102-CO)
25
III.11
Tanque de Condensado de 104-EX-1/2 (109/110-V).
26
III.12
Torre Regeneradora (102-CO)
26
III.13
Condensador de la Regeneradora (103-EX-1/2)
28
III.14
Acumulador de Reflujo 102-V
28
III.15
Limpieza de Amina (Filtro de Hojas, 101-F 1/2 y Filtro de Carbón Activado, 102F-1/2)
29
III.16
Tanque de Balance (107-V), Tanque de Amina (103-V) y Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD/PE).
30
III.17
Intercambiador de Amina-amina (101-EX 1/2/3/4).
31
III.18
Enfriador de Amina (102-EX 1/2/3/4)
31
III.19
Bomba de Fosa de Amina, 106-P
32
IV
ASPECTOS FUNCIONALES DEL CONTROL
34
IV.1
Generalidades
34
IV.2
Condiciones de Paro de Emergencia.
35 2 de 64
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IV.2.1
Paro general de la planta.
36
IV.2.2
Paros parciales de la planta.
36
IV.3
Secuencia de paro de emergencia.
37
IV.3.1
Falla de servicios auxiliares.
37
IV.3.2
Paro por presencia de condiciones extremas de emergencia (fuego, explosión, fuga de gas amargo, gas ácido o amina).
45
IV.3.3
Paro a través de los interruptores PSL-063 y PSL-063A por baja presión en la descarga de las Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD/PE)
47
IV.3.4
Bajo Nivel en las Torres Absorbedoras 101-CO-1/2.
48
IV.3.5
Falla en las turbinas hidráulicas (10-PAT) y (101-PDT).
49
IV.4
Sistema de Alarmas
53
V
ANEXO I
54
VI
ANEXO II
60
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FILOSOFIA DE CONTROL PLANTA ENDULZADORA DE GAS
I
INTRODUCCION Como parte de los trabajos de éste proyecto de recuperación de azufre en el CPG Ciudad Pemex, se encuentra la instalación de un nuevo Sistema de Control Distribuido (SCD) que será el punto central para el monitoreo y control tanto de las Plantas Endulzadoras de Gas Amargo (GTU 1 y 2) como de las Plantas Recuperadoras de Azufre (SRU 1 y 2), y cuya parte medular se localiza en un nuevo cuarto de control, que es común para ambos trenes GTU-SRU de éste complejo.
La filosofía de control que se describe en éste documento es aplicable de igual manera para ambos trenes GTU-SRU, y esta reflejada en los DTI’s que se prepararon durante el desarrollo de la ingeniería básica y de detalle de éste proyecto.
Todas las variables de proceso que son significativas para la operación segura, estable y eficiente de las unidades serán monitoredas y a su vez, todas aquellas variables que se consideran esenciales para la operación estable serán controladas.
Durante la operación normal, la unidad será monitoreada y controlada desde el nuevo cuarto de control, por lo que la intervención del operador directamente en campo debe considerarse solo en aquellas situaciones donde se requiere una decisión discrecional o en casos en los que la intervención del operador es parte de un procedimiento seguro de operación.
II
DESCRIPCION DEL PROCESO. (Unidades de Tratamiento de Gas.) Referencia : DFP’s 70233-2400-N-A-102 y 70233-2400-N-A-103.
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El gas proveniente de Límite de Batería (L.B.) entra al nuevo Separador de Gas Amargo (111-V) a 70.3 kg/cm2 y 35 °C, en donde el objetivo es separar el agua e hidrocarburos arrastrados en forma de condensados por la corriente de gas. El gas amargo que sale del separador (111-V), prácticamente libre de líquidos, se envía al Filtro Separador de Gas (103-F) con el fin de eliminar partículas sólidas y gotas finas de líquido no removidas en el (111-V).
Posteriormente, el gas amargo que sale del filtro (103-F) se divide en dos corrientes de igual flujo, esto con ayuda de los controladores de flujo FC-60 y FC-61, para alimentar en paralelo cada uno de los nuevos Filtros de Gas Amargo (105-F-1 / 2); los cuales son del tipo coalescedor, diseñados para eliminar el líquido remanente disperso en el gas amargo.
La corriente de gas amargo que sale de cada Filtro Coalescedor se alimenta, respectivamente, por el fondo de cada una de las Torres Absorbedoras (101CO-1/2) a 67.5 kg/cm2 y 35°C.
El líquido removido de la corriente de gas amargo en los equipos antes mencionados, Separador de Gas Amargo (111-V), Filtro Separador de Gas (103F) y Filtros Coalescedores de Gas Amargo (105-F-1/2), se envía al área denominada PEP, a 37 kg/cm2 y 35°C, mediante control de nivel en cada uno de dichos equipos, y a través de sus respectivas válvulas de control LV-54, LV-55 (nuevas), LV-57, LV-58 (existentes) y LV-504, LV-505, LV-506, LV-507 (nuevas).
El gas amargo, ya libre de líquidos, fluye a contracorriente con amina pobre dentro de las Torres Absorbedoras (101-CO-1/2) en donde la amina, alimentada a cada torre a 67.5 kg/cm2 y 49°C, absorbe el H2S y CO2 presentes en dicha corriente de gas amargo. El contacto de la amina con el gas se logra a través de los platos con válvulas dentro de dichas torres.
La amina pobre es una solución acuosa formulada con Metil Dietanol Amina (MDEA) denominada comercialmente Gas Spec CS-1, la cual es suministrada por Dow Chemical Co. Para su empleo en las Torres Absorbedoras de éste complejo, se prepara con una concentración del 50% peso. 5 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
El gas dulce obtenido en el domo de las Torres Absorbedoras es enviado a límites de batería, a 67.5 kg/cm2 y 51°C, previo paso por una sección de separación que esta provista de eliminadores de niebla, y localizada en el fondo de cada torre (101-CO-1/2). Esta sección de separación tiene por objeto garantizar una corriente de gas dulce libre de amina. La presión en ambas Absorbedoras se controla mediante el controlador PIC-002, que actúa sobre la válvula PV-002 montada en el cabezal que conduce la totalidad del gas dulce al límite de batería.
La amina rica, así llamada por contener al H2S y el CO2 absorbidos en las Torres (101-CO-1/2), sale por el fondo de las dichas Torres Absorbedoras a 71 °C y se alimenta a las Turbinas Hidráulicas (101-PAT/PDT) con objeto de aprovechar su energía en forma de presión (67.5 kg/cm2) antes de ser enviada hacia el Tanque Separador de Hidrocarburos (101-V) a 5.3 kg/cm2. El exceso de flujo, de amina a alta presión, no requerido por las turbinas es desviado a través de las válvulas de control LV-11 y LV-21 también hacia el Tanque Separador de Hidrocarburos (101-V). Dentro de éste tanque, y por efecto de la disminución de presión, se provoca la vaporización (flasheo) de los hidrocarburos ligeros, separándose así de los hidrocarburos pesados y la amina rica, los cuales también se separaran debido a su diferencia de densidades.
El Tanque Separador de Hidrocarburos (101-V) se integra, en su parte superior, con una Torre Lavadora de Ligeros (103-CO) empacada esta con Anillos Pall, hechos de polipropileno. Por la parte superior de esta torre lavadora se alimenta amina pobre procedente de los Enfriadores de Amina Pobre (102-EX-1/2/3/4) con auxilio del control de flujo FIC-025, dicha amina fluye a contracorriente con los hidrocarburos ligeros, eliminándose de esta forma el H2S remanente. Los hidrocarburos ligeros ya libres de H2S y CO2 se envían, a través de las válvulas de control PV-24A y PV-24, primeramente al cabezal de gas combustible, o bien al sistema de desfogue amargo de éste complejo.
Dentro del Tanque Separador (101-V), los hidrocarburos pesados forman una capa sobre la superficie de la amina rica, de donde son purgados periódicamente por un extremo del tanque para ser enviados ya sea al límite de batería para su posterior recuperación, o bien al cabezal de desfogue amargo. 6 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
La amina rica que sale del Tanque Separador de Hidrocarburos (101-V) por medio del control de nivel LIC-026, se precalienta en los Cambiadores de Calor (101-EX-1/2/3/4) contra los fondos de la Torre Regeneradora de Amina (102CO) y se alimenta al plato 18 de la misma torre por medio del control de flujo FIC-078.
En la Torre Regeneradora (102-CO) se separan de la amina el H2S y el CO2, esto se logra con el suministro de calor a la amina rica por medio dos nuevos Rehervidores de Amina (104-EX-1/2), que operan con vapor saturado de 3.5 kg/cm2 que es alimentado por medio de los controladores FIC-32 y FIC-34 respectivamente. Los vapores que salen por el domo de la Regeneradora (CO 2, H2S y H2O) pasan a través del Condensador de Reflujo (103-EX-1/2) donde los gases son enfriados hasta 49 °C y por tanto la mayor parte del agua es condensada; a continuación esta corriente entra al Acumulador de Reflujo (102V) en donde el líquido, esencialmente H2O, es regresado como reflujo al plato 20 de la Regeneradora con ayuda de las Bombas de Reflujo (103-P/PA) y del control de nivel LIC-40
Los gases separados en el acumulador de reflujo (102-V), conteniendo principalmente (H2S y CO2 saturados con agua) forman la corriente de gas ácido que es enviada como alimentación a la planta de Azufre. En caso de paro no programado de esta planta, la corriente de gas ácido se envía hacia la red de desfogue ácido del complejo por medio del controlador de presión PIC-203. La presión de la Torre Regeneradora (0.8 kg/cm2) es controlada mediante el control de presión PIC-256 en la corriente de gas ácido alimentada a la Planta de Azufre.
La amina pobre proveniente del fondo de la Regeneradora fluye por medio del control de nivel LC-037 hacia los cambiadores de calor (101-EX-1/2/3/4) donde se enfría, intercambiando calor con la alimentación de amina rica a la propia Regeneradora (102-CO), antes de ser enviada al Tanque de Balance (107-V).
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El Tanque de Balance (107-V) además de proveer tiempo de residencia para un adecuado control del sistema, dispone de conexiones para recibir la reposición de amina pobre, así como amina pobre filtrada y la recirculación de las Bombas de Amina Pobre a las Absorbedoras. Por otra parte, opera también como tanque de almacenamiento del inventario de amina durante paros programados para mantenimiento de la planta.
La amina pobre se succiona del Tanque (107-V) mediante las Bombas Booster de Amina Pobre (102-P/PA/PB/PC/PD/PE). Para lograr que la temperatura de la corriente de amina a las Absorbedoras sea constante, una parte de la corriente del cabezal de descarga de estas bombas se envía a los enfriadores (102-EX1/2/3/4), con ayuda del control TIC-030, reintegrándose inmediatamente después a dicho cabezal.
Una vez estabilizada la temperatura, una pequeña parte de la amina pobre de éste cabezal se envía al domo de la Torre Lavadora de Ligeros (103-CO) y el resto de la solución de amina llega, a 7.8 kg/cm2 y 49 °C, a la succión de las Bombas de Amina Pobre (101-PA/PB/PC/PD/PE). La descarga de estas bombas se envía a las Torres Absorbedoras (101-CO-1/2) con ayuda del control de flujo FIC-006 y FIC-017.
Para mantener la solución de amina pobre libre de impurezas que causan problemas de corrosión y formación de espuma, se cuenta con una línea, a la descarga de las Bombas Booster de Amina Pobre, para enviar de manera continua alrededor del 15% de la amina pobre circulante hacia los dos Filtros de Hojas (101-F1/F2) y a los dos Filtros de Carbón Activado (102-F1/F2), los cuales operan en serie con los primeros. Esto se logra con el auxilio de los controles de flujo existentes FIC-048 y FIC-069. La amina pobre una vez filtrada se retorna al sistema enviándola al Tanque de Balance (107-V).
La amina pobre perdida en el sistema se repone a través de la Bomba de Amina de Repuesto (105-P) la cual transfiere amina concentrada del Tanque de Amina (103-V) al Tanque de Balance (107-V). Si se hace necesario ajustar la concentración de la solución de amina pobre del sistema, será necesario añadir agua deaereada al tanque de balance. 8 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
Las posibles fugas o purgas de amina que sean captadas en el drenaje cerrado son regresadas a la Fosa de Amina (101-L), de donde es posible reintegrarla al sistema por medio de la Bomba de Amina (106-P).
Para evitar la descomposición de la amina pobre por la acción del oxigeno del aire, se mantiene una cama de gas de sello (gas combustible) sobre la superficie de la amina dentro de los Tanques (103-V) y (107-V), con auxilio de los controles de presión PIC-023 y PIC-029.
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III
NARRATIVAS DE CONTROL Las narrativas de control que se describen a continuación están de acuerdo a la secuencia del proceso mostrada en los DTI’s desarrollados para éste proyecto.
III.1
Alimentación de Gas Amargo a la Planta. DTI’s de Referencia: -N-A-411
La llegada de gas amargo (70.3 kg/cm2) a la planta se hace a través de una línea de 24” diam. que reduce a 20” diam. antes de la válvula de bloqueo localizada en el Límite de Batería. Justo antes de ésta válvula existe una derivación de 8” diam. que, cuando sea necesario, conducirá al gas hacia el sistema de desfogue amargo del complejo a través de la válvula de control (de servicio severo) PV-051, la cual es operada de manera automática por el controlador PIC-051. La función de éste arreglo es controlar la presión de alimentación de gas amargo a la Planta Endulzadora de Gas (GTU). La forma en que se logra esto es aliviando cualquier sobrepresión que se presente, en el cabezal de alimentación, hacia el sistema de desfogue de gas amargo del complejo. Este sistema de desfogue opera a baja presión por lo que, cuando se requiera que la válvula (PV-051) actúe, esta se verá sometida a condiciones de operación severas por vibración, ruido y enfriamiento debido a la energía que debe disipar por la alta caída de presión a que se verá sometida.
El valor de la presión en la línea de alimentación de gas amargo es enviado al SCD mediante el transmisor de presión (PT-051), en el SCD se tiene configurado el controlador (PIC-051) que se encarga de actuar sobre la válvula (PV-051). En operación normal la válvula (PV-051) se encuentra cerrada, y sólo hasta que la presión alcance el punto de ajuste de 73 kg/cm2g la válvula abrirá gradualmente lo necesario para aliviar, hacia el sistema de desfogue, el gas que provoca el exceso de presión (para condiciones de alarma ver sección de Aspectos Funcionales de Control).
Por otro lado, el controlador (PIC-051) tiene la flexibilidad de ser operado manualmente desde el SCD con el propósito de que el operador pueda 10 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
manipular la posición (abertura) de la válvula (PV-051) en caso de que requiera regular la presión y/o el flujo de la corriente de carga de gas a procesar.
Cuando se requiera suspender el ingreso de la carga de gas amargo a la planta, se deberá operar la válvula de corte (HV-050), localizada después de la válvula de bloqueo en límite de batería, esto se puede hacer manualmente desde el SCD con el interruptor (HS-050A), o bien localmente a través del interruptor manual (HS-050). Para abrir nuevamente esta válvula, es posible hacerlo sólo localmente, para lo cual se deberá restablecer a su condición de servicio previamente en el SCD, mediante el interruptor (HS-050B). Con el interruptor (HS-050A) no es posible abrir dicha válvula de corte.
La posición a falla de aire de instrumentos que toma la válvula (PV-051) es abierta “FO”. Con la finalidad de asegurar que esta válvula
opere
adecuadamente, aún considerando una falla súbita en el suministro de aire de instrumentos, se cuenta con un tanque “pulmón” que compensará la falta de dicho servicio a través del transductor (PY-051A).
La planta cuenta también con un botón de paro general de la misma (HS-050C), el cual se localiza en la consola del cuarto de control. El lazo de control de la válvula (PV-051) se considera de servicio crítico, por lo que
se
utilizan
mediciones
redundantes
y
módulos
redundantes
de
entrada/salida. De esta manera se asegura su correcto funcionamiento durante un paro por emergencia.
III.2
Separador de gas amargo 111-V y Filtro de gas amargo 103-F DTI’s de Referencia: -N-A-411 y -N-A-412
En el Separador de Gas Amargo (111-V) se retienen los arrastres de líquidos presentes en la corriente de gas, y que están constituidos por agua e hidrocarburos amargos, y que a su vez se separan por diferencia de densidad, depositándose el agua en la pierna colectora del separador y los hidrocarburos en la sección horizontal del mismo. 11 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
El hidrocarburo amargo se desaloja a través de la válvula de control LV-054, que responde a la señal del controlador (configurado en el SCD) LIC-054. Éste lazo opera a través del transmisor de nivel (tipo presión diferencial) LT-054, y el controlador esta configurado para mandar a abrir la válvula de control cuando el nivel del hidrocarburo alcance 700 mm de altura, medidos en la sección horizontal del recipiente, y cerrar nuevamente cuando llegue a los 300 mm de la misma referencia, éste nivel mínimo servirá además como sello para evitar el paso de gas amargo hacia el límite de batería. Adicionalmente, se tienen configuradas las alarmas de nivel LAH-054 (700 mm) y LAL-054 (300 mm), que alertaran al operador para vigilar que la válvula opere adecuadamente. De igual manera se desaloja el agua amarga contenida en la pierna del separador. En éste caso el transmisor de nivel LT-055 es del tipo magnético, el controlador LIC-055 manda abrir la válvula LV-055 cuando la interfase aguahidrocarburo alcanza una altura de 660 mm dentro de dicha pierna, y le envía una señal de cierre cuando dicha interfase ha bajado hasta 300 mm de altura, que igual que en la fase de hidrocarburos, sirve como sello para evitar el paso de gas amargo al límite de batería. Por su parte, éste controlador tiene configuradas las alarmas de nivel LAH-055 (660 mm) y LAL-055 (300 mm) que, de igual modo, alertarán al operador para vigilar que la válvula opere adecuadamente.
Cada una de estas corrientes de líquido amargo dispone de un transmisor de flujo (FT-081 y FT-082) cuya señal se integra al SCD, para su monitoreo en el cuarto de control a través de FI-081 y FI-082.
El Filtro para Gas Amargo existente (103-F), remueve las partículas finas de líquido y sólidos que aún pudieran ser arrastrados en la corriente de gas amargo proveniente del Separador (111-V). El transmisor de presión diferencial (PDT466), en combinación con el indicador (PDI-466) integrado al nuevo SCD, monitorean la caída de presión a través de los elementos filtrantes, a fin de determinar su grado de ensuciamiento. El líquido retenido en éste filtro se deposita en dos cámaras localizadas en el fondo del mismo, las cuales operan de manera independiente. Cada cámara cuenta con un transmisor, LT-057 y LT-058, que envían la señal correspondiente 12 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
al SCD, de modo que su respectivo controlador asociado, LIC-057 y LIC-058, tome a su vez acción sobre su correspondiente válvula de control, LV-057 y LV-058.
Todas las corrientes de líquido mencionadas en esta sección son enviadas a través de una línea común, y a una presión de aproximadamente 35 kg/cm2, hacia el área denominada PEP, localizada fuera del límite de batería.
III.3
Gas Amargo a los Filtros Coalescedores 105-F-1/F-2 y a las Columnas Absorbedoras 101-CO-1/-2. DTI’s de Referencia: -N-A-413 y -N-A-414
Las señales de los transmisores PT-059 y TT-062, localizados en la corriente de gas que sale del Filtro de Gas Amargo, se integran al SCD (PI-059 y TI-062) para informar al operador el valor de dichas variables; también se utilizan para calcular el factor de compensación por presión y temperatura (FY-060A) que es aplicado a las mediciones de flujo provenientes de los transmisores de flujo FT060 y FT-061 (ver anexo II para funciones de compensación).
La distribución del flujo de gas amargo que se alimenta en paralelo a las columnas absorbedoras 101-CO-1/2 se hace a mediante los controladores FIC060 y FIC-061, configurados en el SCD, el operador vigilará que dichas cargas sean iguales. Estos controladores reciben la señal de flujo ya compensada por presión y temperatura (FY-060 y FY-061) y actúan sobre las válvulas de control FV-060 y FV-061 respectivamente. Asimismo, ambas señales de flujo, ya compensadas, se suman en FY-061C para mostrar en FQI-061 la cantidad total de gas amargo que se procesa en la Planta.
Las válvulas FV-060 y FV-061 estarán integradas al Sistema de Paro por Emergencia (ESD), de tal manera que cuando éste actúe, dichas válvulas cierren para suspender el suministro de gas amargo a las Torres Absorbedoras. Estas válvulas cierran por acción de las válvulas solenoide FY-060C y FY-061B respectivamente. Después de ocurrir un paro por emergencia, las válvulas de
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control se restablecen a su posición de operación predeterminada con los interruptores HS-060 y HS-061 respectivamente.
El control de flujo a las Absorbedoras es un parámetro fundamental en la operación de las GTU’s, por lo que además se han configurado señales de alarma por alto y bajo flujo en FIC-060 y FIC-061, la correspondiente a alto flujo esta determinada a un 10% por arriba de la carga nominal, en tanto que la de bajo flujo se ha definido al 50% de dicha carga nominal.
Para asegurar que la corriente de gas amargo que ingresa a las Absorbedoras se encuentre libre de líquido, se ha adicionado un Filtro Coalescedor corriente arriba de cada Absorbedora (F-105-1 y F-105-2). Para monitorear la caída de presión a través de los elementos coalescedores de estos filtros, se dispone de los transmisores de presión diferencial (PDT-510 y PDT-511) que estarán integrados al SCD para tener la indicación continua de dicho valor (PDI-510A y PDI-511A) en el cuarto de control, y se ha configurado su respectiva alarma por alta caída de presión (para condiciones de alarma ver sección de Aspectos Funcionales de Control). Los valores de caída de presión monitoreados también pueden ser observados en campo mediante PDI-510B y PDI-511B.
Los líquidos amargos retenidos en cada uno de los Filtros Coalescedores se envían también al área denominada PEP, para su posterior tratamiento.
Los filtros coalescedores retienen, en dos secciones, el líquido disperso en la corriente de gas amargo. La primera se localiza en el fondo del propio recipiente filtrante, que es la parte por donde se alimenta la corriente de gas amargo. Por tanto, la segunda sección se localiza en la parte superior del recipiente y, entre ambas secciones es donde se encuentran los elementos filtrantes. Cada una de las dos secciones cuenta con una boquilla para el desalojo del líquido retenido, así como con su respectivo transmisor de nivel; LT-504 y LT-505 para el caso del filtro 105-F-1, y LT-506 y LT-507 para el filtro 105-F-2. Estos transmisores están integrados al SCD y enlazados a sus correspondientes controladores (LIC504, LIC-505, LIC-506 y LIC-507) los cuales se encargan de desplazar el nivel de líquido acumulado (215 mm de columna de líquido), en cada una de las dos secciones arriba mencionadas, a través de sus respectivas válvulas de control 14 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
LV-504, LV-505, LV-506 y LV-507, cuyas salidas se integran en un cabezal común, que a su vez se junta con el proveniente de 111-V y 103-F. Adicionalmente, cada controlador tiene configuradas alarmas por alto y bajo nivel para alertar de alguna anomalía que pudiera provocar una situación insegura. La posición a falla de aire en todas estas válvulas de control es de cierre (“FC”) con el fin de evitar el paso de gas de alta presión a límite de batería y consecuentemente al área PEP.
Para medir la cantidad de líquido arrastrado en la corriente de gas amargo que llega a los Filtros Coalescedores, se cuenta con una medición de flujo en el cabezal de salida, común a ambos filtros, cuyo valor se integra al SCD mediante el transmisor de flujo FT-651 y se muestra en el indicador de flujo FI-651.
Los indicadores de flujo FI-081, FI-082 y FI-651 tienen configuradas alarmas por alto flujo, para alertar al operador de una posible ruptura de línea o un descontrol en el punto de entrega (PEP), condiciones que ocasionarían una alta diferencial de presión y por ende un flujo alto en dichas corrientes de líquido. Adicionalmente, estos indicadores también tienen configuradas alarmas por bajo flujo, lo cual alertaría de una posible fuga de líquido a través de la válvula de control correspondiente.
III.4
Columnas de Absorción (101-CO 1/CO-2) DTI’s de Referencia: -N-A-413 y -N-A-414
Las señales de los transmisores de presión diferencial, localizados en cada Torre Absorbedora, PDT-005 y PDT-016 se integran al nuevo SCD para contar con la indicación de presión diferencial correspondiente (PDI-005 y PDI-016 respectivamente). El incremento en la presión diferencial indica posible inundación o formación de espuma en los platos de la columna, en tanto que un valor bajo es indicativo de pérdida de nivel de líquido en los platos, por lo que dichos indicadores incluyen la configuración de alarmas por alta y baja presión diferencial.
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Las señales de los elementos de temperatura de cada Torre Absorbedora (TE009.2 y TE-009.3 para 101-CO-1 y, TE-009.7 y TE-009.8 para 101-CO-2) se integran al SCD para contar con la indicación correspondiente, en el cuarto de control, de la temperatura existente (TI-009.2 yTI-009.3 para 101-CO-1, TI-009.7 y TI-009.8 para 101-CO-2) en los platos No. 18 y 4 de cada Absorbedora.
El proceso de absorción que se lleva a cabo en las torres Absorbedoras es exotérmico (desprende calor), por lo que es necesario cuidar el perfil de temperatura dentro de las mismas. Una temperatura alta puede significar un flujo de amina insuficiente, o bien la llegada de mayor cantidad de H2S en la corriente del gas amargo, pudiendo llegar a exceder inclusive el flujo que la torre puede manejar. Por otra parte, una temperatura baja es indicativo de que podría no estarse llevando a cabo la absorción del H2S en la amina o bien, de que se tiene un exceso de flujo de amina respecto al flujo de gas amargo que se alimenta a la torre. Por tanto, se tienen configuradas en el SCD alarmas por alta y baja temperaturas.
Los transmisores de flujo de alimentación de amina pobre a cada Columna Absorbedora,
FT-006
y
FT-017,
se
enlazan
a
sus
correspondientes
controladores de flujo FIC-006 y FIC-017 en el SCD, para que actúen sobre las válvulas de control FV-006 y FV-017 respectivamente. La operación de estas válvulas también esta integrada al Sistema de Paro de Emergencia (ESD), de tal manera que cuando dicho sistema actúe, a través de las válvulas solenoide FY006A y FY-017A, las válvulas cierren y se suspenda el suministro de amina pobre a las Torres Absorbedoras. Adicionalmente, se tiene configurados los interruptores HS-006 y HS-017 para que el operador restablezca las válvulas a su condición de operación, una vez atendida la causa de la emergencia.
El flujo de amina pobre depende de varios parámetros; el flujo de gas amargo alimentado, la concentración de H2S presente en el mismo y la concentración máxima de H2S permitida en la corriente de gas dulce. Ya que éste flujo de amina pobre es un parámetro importante en el proceso, el operador tendrá la libertad de cambiar el valor del mismo, modificando los puntos de ajuste en los controladores (FIC-006) y (FIC-017). 16 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
Las Torres Absorbedoras (101-CO-1/CO-2) son recipientes verticales que cuentan con dos secciones, una superior, en donde se lleva a cabo la absorción del H2S, a través de 22 platos con válvulas, y la inferior donde, con el auxilio de un eliminador de niebla, se separa y colecta la amina arrastrada por el gas dulce. Cada sección cuenta con un transmisor de nivel integrado al SCD, LT-011/010 para la torre 101-CO-1 y LT-021/020 para la torre 101-CO-2 respectivamente.
Los transmisores de nivel localizados en la sección inferior de cada Absorbedora (LT-010 y LT-020), se enlazan a sus respectivos controladores (LIC-010 y LIC020) para que estos a su vez tomen acción sobre las válvulas de control LV-010 y LV-020, respectivamente. La importancia de controlar el nivel de líquido en la sección inferior de cada Absorbedora estriba en que un nivel alto genera arrastre de líquido en la corriente de gas dulce, el cual puede llegar a la Unidad Criogénica y producir problemas de obstrucción en las mallas moleculares. Debido a lo anterior los controladores LIC-010 y LIC-020 incluyen la configuración de una alarma por alto nivel y, adicionalmente, cada Absorbedora cuenta con dos interruptores independientes por bajo nivel y por alto nivel (LSL008 y LSH-008 para la torre 101-CO-1, LSL-019 y LSH-019 para la torre 101CO-2) que activan las alarmas correspondientes en el monitor del cuarto de control. La amina rica colectada en esta sección de las torres se envía al Separador de Hidrocarburos (101-V).
En la sección superior de cada Torre Absorbedora se localizan los transmisores de nivel LT-011 y LT-021 que se enlazan a los controladores LIC-011 y LIC-021 respectivamente. El control de nivel de amina rica es un parámetro crítico en la operación de endulzamiento. El nivel de líquido en las columnas es un sello que evita el paso de gas a alta presión hacia el Separador de Hidrocarburos (101-V) provocando una sobrepresión dentro del mismo (ya que opera a baja presión), por lo que dichos controladores tienen configurada una alarma por bajo nivel de líquido. En caso de que se presentara dicha sobrepresión, esta sería aliviada por las válvulas de seguridad (PSV-424/425/920/921) a fin de proteger al Separador de Hidrocarburos.
Por lo anterior, los controladores de nivel LIC-011 y LIC-021, configurados en el SCD, cumplen una función muy importante para la operación segura de la 17 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
planta, controlando la apertura de las válvulas de control LV-011, LV-021, SV-12 y SV-022, que son las encargadas de regular el flujo de amina rica hacia el tanque separador de hidrocarburos y/o hacia las turbinas hidráulicas de las bombas de amina pobre (101-PAT, 101-PDT) respectivamente. En estos controladores también se tienen configuradas alarmas por alto nivel en el fondo de las torres. Adicionalmente, cada Absorbedora cuenta con un interruptor independiente por bajo-bajo nivel LSLL-011 y LSLL-021 que además de activar su alarma correspondiente, activa también el Sistema de Paro de Emergencia de la planta, el cual cierra, entre otras, las válvulas antes mencionadas con la consecuente suspensión del envío de amina rica al Separador de Hidrocarburos.
III.5
Amina Rica de la Columna de Absorción (101-CO-1/2) DTI de Referencia: 2401-N-A-415
La amina rica proveniente de las Columnas de Absorción (101-CO-1/CO-2), se envía en primer instancia a las turbinas hidráulicas (101-PAT/PDT) antes de enviarse al Separador de Hidrocarburos (101-V), esto con la finalidad de aprovechar la energía, en forma de alta presión, de la amina rica. El flujo de amina es regulado por las válvulas SV-012 y SV-022, en función del nivel presente en las columnas absorbedoras. El flujo excedente de amina rica, no requerido por las turbinas, se envía al Separador de Hidrocarburos (101-V) a través de las válvulas LV-011 y LV-021, para cada torre respectivamente. El control de nivel de las Columnas Absorbedoras (101-CO-1/CO-2) se hace a través de los controladores de nivel LIC-011/LIC-021, los cuales están configurados en rango dividido; los controles primarios HIC-011B y HIC-021B actúan sobre las válvulas SV-012/SV-022 respectivamente, y los controles secundarios HIC-011A y HIC-021A actúan sobre las válvulas LV-011/021 respectivamente.
Adicionalmente, éste sistema cuenta con la válvula LV-508, la cual hace la función de “spare”, y puede operar en lugar de las válvulas LV-011 ó LV-021 en caso de que una de estas salga de operación; para ello se cuenta con el selector HS-508, configurado en el SCD, con el cuál se selecciona el estado de operación de la válvula LV-508. Éste selector envía una señal al transductor HY18 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
508 para que, según sea el caso, opere conforme a una de las siguientes tres maneras:
como transductor, convirtiendo la señal digital proveniente del controlador secundario HIC-011A, a una señal eléctrica que, una vez convertida a señal neumática por el transductor LY-508A, actúe sobre la válvula LV-508,
en posición OFF, mandando una señal eléctrica al transductor LY-508A que corresponda a una posición de 0% de abertura en la válvula LV-508, y
como transductor, convirtiendo la señal digital proveniente del controlador secundario HIC-021A, a una señal eléctrica que, una vez convertida a señal neumática por el transductor LY-508A, actúe sobre la válvula LV-508.
Para poner en operación la válvula de “spare” LV-508, en sustitución de cualquiera de las válvulas de control (LV-011 o LV-021), proceder como sigue: 1. Abrir la válvula de bloqueo de 8” localizada en la línea proveniente del cabezal de la válvula de control que será sustituida, la válvula LV-508 permanecerá en posición cerrada. 2. Desde el SCD, y con ayuda del selector HS-508, seleccionar la válvula de control que será sustituida. Con esto, la señal digital de salida de éste selector será de 0=OFF, con lo que el transductor HY-011 ó HY-021, según sea el caso, enviará directamente la señal digital recibida del controlador secundario (HIC-011A ó HIC-021A) hacia el transductor HY-508, para que éste a su vez emita una señal analógica (4-20 mA) al transductor LY-508A, que la convertirá finalmente en la señal neumática que gobernará la posición de la válvula LV-508. Ya que los transductores HY-011 y HY-021 no modifican el valor de la señal que reciben del controlador secundario que les corresponde, la posición (abertura) de LV-508 será la equivalente a la de la válvula de control que será sustituida. 3. Una vez hecho lo anterior, cerrar gradualmente las válvulas de bloqueo de la válvula de control que será sustituida.
Para sacar de operación la válvula LV-508, proceder como sigue. 1. Abrir totalmente las válvulas de bloqueo de la válvula de control que será puesta nuevamente en servicio (LV-011 ó LV-021). 19 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
2. Desde el SCD, ajustar la señal de salida del selector HS-508 a la posición de 1=ON, hacia el transductor (configurado) de la válvula que será puesta en servicio (HY-011 ó HY-021). Con esto, el transductor seleccionado convertirá la señal digital recibida de su controlador secundario (HIC-011A ó HIC-021A) a una señal analógica de salida (4-20 mA) que será enviada ahora hacia su transductor local correspondiente (LY-011A ó LY-021A), el cual la convertirá finalmente en la señal neumática que gobernará la posición de la válvula que será puesta en servicio. Del mismo modo que en el caso anterior, la abertura de esta válvula de control será equivalente a la de LV508. 3. Una vez hecho lo anterior, cerrar gradualmente las válvulas de bloqueo de la válvula de control LV-508.
Las válvulas SV-012/022 y LV-011/021/508 tienen la flexibilidad de poder ser operadas en modo manual o automático, mediante los selectores de operación HIC-011B/HIC-021B y HIC-011A/HIC-021A respectivamente. Cuando alguno de los selectores HIC-011B/HIC-021B se encuentra en modo automático, implica que la turbina correspondiente estará en operación; cuando el selector se encuentre en posición manual, quedará a criterio del operador decidir si dicha turbina estará ó no en operación y enviará, con ayuda de HIC-011A y/o HIC021A en modo manual también, el resto de la amina al Separador de Hidrocarburos a través de las válvulas LV-011 y/o LV-021, según sea el caso.
Tabla 1.3.1 Componentes de control Por Torre Absorbedora 101-CO-1
101-CO-2
LIC-011
LIC-021
HIC-011A
HIC-021A
HIC-011B
HIC-021B
HY-011
HY-021
LV-011
LV-021
SV-012
SV-022
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Las válvulas SV-012/SV-022 y LV-011/LV-021/LV-508, se integran al ESD, a través de las válvulas solenoide SY-012B/SY-022B y
LY-011B/LY-021B/LY-508B
respectivamente, con sus correspondientes interruptores (configurados) HS012/HS-022 y HS-011A/HS-021A/HS-508A, con los cuales se podrá restablecer la posición de cada válvula a su estado predeterminado. En caso de activarse el paro de emergencia, las válvulas de control de nivel mencionadas pasan a su posición a falla de aire “FC”.
III.6
Gas Dulce de las Columnas Absorbedoras DTI de Referencia: 2401-N-A-414
Las señales de los transmisores de presión PT-002 y de temperatura TT-004, instalados en el cabezal de salida de gas dulce, se integran al SCD para que sus valores sean accesibles al operador a través de PIC-002 y TI-004; adicionalmente, dichos valores se utilizan para calcular el factor de compensación por presión y temperatura FY-003 (ver anexo II para funciones de compensación) que se aplica a la señal proveniente del transmisor de flujo FT003. El controlador de presión PIC-002 actúa sobre la válvula de control PV-002, instalada también en el cabezal de salida del gas dulce. De esta forma se controla la presión del gas enviado a las Unidades Criogénicas. Adicionalmente, el indicador de flujo FI-003 cuenta con alarma por alto-alto flujo, y el indicador TI-004 dispone de alarma por alta temperatura.
La válvula (PV-002) estará integrada al sistema de Paro de Emergencia (ESD) de tal manera que cuando dicho dispositivo actué, la válvula de control abra por acción de la válvula solenoide (PY-002B). Éste sistema también cuenta con el interruptor HS-002, configurado en el ESD, que permitirá restablecer la válvula de control a su condición preestablecida.
El gas dulce enviado a las Unidades Criogénicas se analiza con respecto a su contenido de H2S, para ello se cuenta con el analizador AI-013; que dispone de 21 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
alarmas configuradas por alto y alto alto contenido de H2S en la corriente de gas dulce.
III.7
Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE) y Turbinas Hidráulicas del 101-PA,PD (101-PAT/PDT) DTI de Referencia: 2401-N-A-415
Las Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE) succionan de un cabezal común de amina pobre y a su vez descargan a un cabezal común que conduce la amina pobre a las Torres Absorbedoras (101-CO-1/CO-2). Normalmente se tienen en operación las dos bombas impulsadas por turbina hidráulica (101-PA y 101-PD) junto con dos de las cuatro bombas accionadas por motor eléctrico, mientras las otras dos bombas accionadas por motor eléctrico permanecen en espera.
Las turbinas hidráulicas recuperan la energía de presión de la amina rica proveniente de las Columnas Absorbedoras (101-CO-1/CO-2) además, cada turbina cuenta con un motor suplementario de 200 HP que completa la potencia requerida por la bomba.
La condición de los motores de las Bombas de Amina al Absorbedor (101P/PA/PB/PC/PD/PE) puede conocerse en el cuarto de control mediante las señales
de
condición
de
operación
(XL-
101P/101PA/101PB/101PC/101PD/101PE respectivamente) de cada bomba, y que muestran en la pantalla del SCD si el motor se encuentra operando o está fuera de servicio.
Cada una de las turbinas hidráulicas (101-PAT/PDT) cuenta con un transmisorindicador de velocidad (SIT-012 y SIT-022 respectivamente) así como con alarmas integradas al ESD por alto, bajo y bajo-bajo valor de velocidad, para prevenir al operador de posibles fallas en el funcionamiento de dichas turbinas. Adicionalmente, cada turbina dispone también de un interruptor independiente por alta-alta velocidad, cuya señal de salida se encuentra integrada al ESD. 22 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
En caso de falla de alguna de las turbinas, el ESD enviará una señal a la válvula solenoide correspondiente (SY-012B o SY-022B) que provocará la interrupción del suministro de aire de instrumentos a la válvula de control de alimentación de amina a las turbinas (SV-012 o SV-022), lo que obligará a dicha válvula a tomar su “posición a falla” (FC) es decir, cerrada en éste caso. Ver Tablas 1.3.3 y 1.3.4 (Ver detalles en Anexo I, Procedimiento de arranque y paro de las Turbinas Hidráulicas).
El arranque de la bomba en espera, accionada con motor eléctrico, deberá hacerse manualmente desde su botonera local correspondiente.
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Tabla 1.3.3 Acciones del ESD en caso de falla de la Turbina 101-PAT (torre 101-CO-1). Descripción de la alarma
Interruptor
Acción del ESD
Alarma por baja-baja presión del aceite lubricante.
PSLL-012
Cierra SV-012
Alarma por alta temperatura del aceite lubricante
TSH-012
Cierra SV-012
Alarma por alta-alta velocidad en la turbina hidráulica
SSHH-012
Alarma por alta velocidad en la turbina hidráulica
SSH-012
Cierra SV-012
Alarma por baja-baja velocidad en la turbina hidráulica
SSLL-012
Cierra SV-012 Dispara motor suplementario
Alarma por baja velocidad en la turbina hidráulica
SSL-012
Arranca motor suplementario
Cierra SV-012 Dispara motor suplementario
Tabla 1.3.4 Acciones del ESD en caso de falla de la Turbina 101-PDT (torre 101-CO-2). Descripción de la alarma
Interruptor
Alarma por baja-baja presión del aceite lubricante.
PSLL-022
Cierra SV-022
Alarma por alta temperatura del aceite lubricante
TSH-022
Cierra SV-022
Alarma por alta-alta velocidad en la turbina hidráulica
SSHH-022
Alarma por alta velocidad en la turbina hidráulica
SSH-022
Cierra SV-022
Alarma por baja-baja velocidad en la turbina hidráulica
SSLL-022
Cierra SV-022 Dispara motor suplementario
Alarma por baja velocidad en la turbina hidráulica
SSL-022
Arranca motor suplementario
III.8
Acción del ESD
Cierra SV-022 Dispara motor suplementario
Amina Pobre a Torre Lavadora de Hidrocarburos (103-CO) DTI de Referencia: 2401-N-A-416
Parte de la amina pobre regenerada fría se envía a la Torre Lavadora de Hidrocarburos (103-CO) para absorber el H2S que pudiera escapar junto con los vapores de hidrocarburos ligeros. El transmisor de flujo FT-025 se integra al SCD, enviando una señal al controlador FIC-025 que actúa sobre la válvula (FV025). 24 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
III.9
Hidrocarburos Ligeros Endulzados DTI de Referencia: 2401-N-A-416
El transmisor de presión PT-024, instalado en la Torre Lavadora (103-CO), genera la señal que alimenta al controlador PIC-024, configurado en el SCD, y encargado de controlar la presión en dicha torre. Éste controlador opera en rango dividido; el control primario (PY-024A) actúa sobre la válvula PV-024A, que envía los hidrocarburos libres de H2S al cabezal de gas combustible; el control secundario (PY-024) actúa sobre la válvula de control PV-024, que alivia la presión excedente que no es posible manejar a través de PV-024A, hacia el cabezal de desfogue amargo.
El controlador PIC-024 cuenta con alarmas por alta y baja presión configurados en el SCD (para condiciones de alarma, ver sección de Aspectos Funcionales de Control).
La cantidad de hidrocarburos desalojados por la Torre Lavadora es medida y monitoreada a través del transmisor FT-027, cuya señal se integra al SCD para ser mostrada FI-027.
III.10
Amina Rica del Separador de Hidrocarburos (101-V), a la Torre Regeneradora (102-CO) DTI de Referencia: 2401-N-A-416 / 417 / 420
En el tanque Separador de Hidrocarburos (101-V) existe un transmisor de nivel de MDEA, LT-026, que envía su señal al controlador LIC-026, cuya función es mantener un nivel constante en el separador, para ello opera en cascada fijando el punto de ajuste del controlador FIC-078, que a su vez regula el flujo de amina rica que corre desde el Separador de Hidrocarburos hacia el banco de intercambiadores amina-amina (101-EX-1/2/3/4) y luego a la torre regeneradora (102-CO). De esta forma, el punto de ajuste del controlador de flujo FIC-078 es 25 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
determinado por el controlador de nivel maestro LIC-026 y la señal de FIC-078 actúa sobre la válvula de control FV-078, con lo cual se regula el flujo de amina rica alimentada a la Torre Regeneradora.
El nivel en el Separador de Hidrocarburos (101-V) es un parámetro importante para la protección del área de regeneración de amina, por lo que el controlador de nivel (LIC-026) cuenta con alarmas por alto, bajo y bajo-bajo nivel configuradas en el SCD. Además, el tanque separador de hidrocarburos (101-V) cuenta con interruptores por bajo y alto-alto nivel (LSL-026 y LSHH-026 respectivamente) cuyas señales de salida están integradas al SCD a fin de activar sus correspondientes alarmas (LAL-026A y LAHH-026).
III.11
Tanque de Condensado de 104-EX-1/2 (109/110-V). DTI de Referencia: 2401-N-A-420
La ubicación de los Tanques de Condensado del Rehervidor 104-EX-1/EX-2 (109-V y 110-V) con respecto a sus rehervidor asociado, provoca la formación de un nivel del líquido tal que asegura la condensación total del vapor que se alimenta a los rehervidores como medio de calentamiento. La señal de ambos transmisores de nivel de condensado (LT-031 y LT-033) se integra al SCD, en donde se encuentran configurados sus respectivos controladores de nivel LIC-031 y LIC-033, que a su vez actúan sobre las válvulas de control correspondientes LV-031 y LV-033 para regular el nivel en dichos Tanques de Condensado.
III.12
Torre Regeneradora (102-CO) DTI de Referencia: 2401-N-A-420
En la Torre Regeneradora (102-CO) se lleva a cabo la separación del H2S y CO2 de la corriente de amina rica, con lo cual se regenera esta para convertirse nuevamente en amina pobre. El controlador FIC-078, flujo de amina rica a la Regeneradora, tiene configurada también una señal de salida que opera como punto de ajuste de los 26 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
controladores FIC-032 y FIC-034, y que se encargan del suministro de vapor de calentamiento a los rehervidores 104-EX-1/EX-2 a través de las válvulas de control FV-032 y FV-034 respectivamente (ver anexo II, función en cascada FIC032/034).
La relación que guarda el controlador FIC-078 con los controladores de vapor de baja presión a los rehervidores FIC-032 y FIC-034, es que se anticipa el requerimiento de energía térmica para estos rehervidores, en función de la cantidad de amina rica alimentada a la Regeneradora, es decir, al aumentar/disminuir
el
flujo
de
amina
rica
a
la
Torre,
se
requiere
aumentar/disminuir también el flujo de vapor a los rehervidores, dicha carga térmica a los rehervidores es el factor principal en la regeneración de la amina. Ya que es importante contar con el suministro correcto de vapor a los rehervidores, los controladores FIC-032 y FIC-034 cuentan con alarmas por alto y bajo flujo configuradas en el SCD.
En la Torre Regeneradora existe el transmisor de presión diferencial PDT-038, cuya señal de salida esta integrada al SCD, mostrando el valor correspondiente en el indicador PDI-038, el cual tiene configuradas alarmas por alta y baja presión diferencial. El aumento de la presión diferencial es indicativo de una posible inundación o formación de espuma en la Torre.
En la Torre Regeneradora también se tienen instalados tres elementos de temperatura (TE-9.4, TE-9.5 y TE-9.6) con sus respectivos transmisores, cuyas señales se integran al SCD. El TE-9.4 muestra la temperatura (TI-9.4) del domo de la torre; en tanto que el TE-9.5 indica la temperatura (TI-9.5) en un plato intermedio de la torre. Ya que el proceso de “desorción” del H2S de la corriente de amina rica es endotérmico es importante que la temperatura en los rehervidores 104-EX-1/EX-2 sea la adecuada, ya que de no ser así, no es posible completar el proceso de regeneración de la amina. Asimismo, el instrumento TE-9.6 sirve para conocer
la temperatura (TI-9.6) de la amina
regenerada (amina pobre) en el fondo de la columna.
Es importante que el operador vigile el perfil de temperaturas antes mencionado, en particular el valor correspondiente a la temperatura de la amina pobre, ya que 27 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
éste no debe exceder al de su temperatura de degradación y, por otra parte, dicha temperatura no debe disminuir a un valor tal que permita al H2S solubilizarse nuevamente en la amina. Por esta razón el indicador (TI-09.6) tiene configuradas alarmas por alta y baja temperatura.
La amina pobre regenerada se envía al Intercambiador Amina-Amina (101-EX), para precalentar la amina rica que ingresa a la Torre Regeneradora, y posteriormente se envía al Tanque de Balance (107-V).
Para controlar el nivel de amina en el fondo de la Columna Regeneradora (102CO) se cuenta con un transmisor de nivel (LT-037) que está integrado al SCD, éste transmisor envía su señal de salida al controlador (LIC-037), cuya función es ajustar la posición de la válvula de control LV-037. En caso de falla de aire de instrumentos, esta válvula quedará en posición cerrada “FC”.
III.13
Condensador de la Regeneradora (103-EX-1/2) DTI de Referencia: 2401-N-A-421
Para conocer la temperatura de la corriente de salida del Condensador de la Regeneradora (103-EX-1/EX-2) existen dos termopares integrados al SCD, con sus respectivos indicadores TI-153 y TI-154.
III.14
Acumulador de Reflujo 102-V DTI de Referencia: 2401-N-A-421
El flujo de gas y condensado proveniente del Condensador de la Regeneradora (103-EX-1/2) se alimenta al Acumulador de Reflujo (102-V). El líquido, que es esencialmente agua, se envía a la Regeneradora como reflujo. El transmisor de nivel existente LT-040 en el acumulador (102-V) se integra al SCD para enviar una señal al controlador de nivel LIC-040 que actúa sobre la válvula de control existente LV-040. El gas ácido separado en esta etapa es la carga para la planta recuperadora de azufre.
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La corriente de reflujo hacia la Torre Regeneradora cuenta con un transmisor de flujo FT-039, cuya señal de salida se integra al SCD para conocer dicho flujo mediante el indicador FI-039.
Las señales de salida de los interruptores por bajo y alto nivel (LSH-040 y LSL040), en el Acumulador de Reflujo (102-V), se integran al SCD para accionar de manera automática a las Bombas de Reflujo (103-P/PA). Al activarse el interruptor por bajo nivel LSL-040 se suspende automáticamente la operación de cualquiera de las dos bombas que este en servicio, desplegándose a la vez una alarma en el SCD (LAL-040). Del mismo modo, al activarse el interruptor LSH040 se pondrá en servicio automáticamente la bomba que este seleccionada para tal efecto, y desplegará también la alarma correspondiente en el SCD (LAH-040).
Adicionalmente, la condición de las Bombas de reflujo (103-P/PA) puede conocerse en el cuarto de control mediante las señales de condición de operación (XL-103-P y XL-103-PA respectivamente) que indican en la pantalla del SCD si el motor se encuentra funcionando o está fuera de servicio
III.15
Limpieza de Amina (Filtro de Hojas, 101-F 1/2 y Filtro de Carbón Activado, 102-F-1/2) DTI de Referencia: 2401-N-A-422 DTI de Referencia: 2401-N-A-423
Con el fin de mantener la solución de amina libre de impurezas (hidrocarburos pesados y metales) que causan problemas de corrosión y formación de espuma, aproximadamente el 10% del flujo de descarga de las Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD/PE) se envía a los Filtros de Hojas (101-F-1/F-2) y, aproximadamente también, el 10% de éste flujo se envía a los Filtros de Carbón Activado (102-F-1/2).
La señal de salida del transmisor de flujo FT-048, localizado en la línea de amina pobre a filtros de hojas, se integra al SCD en donde se tiene configurado el controlador correspondiente FIC-048 que actúa sobre la válvula de control FV29 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
048. Éste controlador cuenta con alarmas por alto y bajo flujo configuradas en el SCD.
De igual modo, la señal de salida del transmisor de flujo FT-069, localizado en la línea de amina pobre a filtros de carbón activado se integra al SCD en donde se tiene configurado el controlador FIC-069, que actúa sobre la válvula de control FV-069. Esta válvula de control regula el flujo de amina pobre que se envía a los filtros de carbón activado.
III.16
Tanque de Balance (107-V), Tanque de Amina (103-V) y Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD/PE). DTI de Referencia: 2401-N-A-417 DTI de Referencia: 2401-N-A-418
Con el fin de evitar la degradación de la amina por efecto del oxígeno del aire, los tanques de Balance de Amina (107-V) y de Amina (103-V) cuentan con suministro de gas combustible, por su parte superior, el cual tiene la función de formar una “cama aislante” (gas de sello) entre la amina y el aire.
Los transmisores de presión PT-023 y PT-029 están integrados al SCD. El primero de ellos envía su señal al controlador PIC-029, que actúa sobre la válvula de control PV-029, la cual se encarga de regular la presión de la corriente de alimentación de gas combustible a ambos tanques (103-V y 107-V).
Por su parte, el transmisor PT-023 también se encuentra integrado al SCD, adonde envía su señal al controlador PIC-023 para que éste a su vez actúe sobre la válvula de control PV-023. La función de éste sistema es aliviar cualquier excedente de presión que pudiera presentarse en los tanques (103-V y 107-V) como consecuencia de; inyección de gas combustible, expansión de éste mismo gas por incremento de su temperatura, aumento súbito en el nivel de la amina almacenada, etc.
El Tanque de Balance (107-V) cuenta con un transmisor de nivel LT-073 que envía una señal a un indicador de nivel conectado al SCD, LI-073, y a un 30 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
indicador de nivel local, LI-073A. Es muy importante vigilar el nivel del Tanque de Balance para proteger a las Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD PE). Por esta razón el indicador LI-073 tiene configuradas alarmas por bajo-bajo, bajo, alto y alto-alto nivel. Como medida de seguridad adicional para el equipo de bombeo, éste recipiente cuenta también con un interruptor por bajo nivel LSL028 con su respectiva alarma configurada en el SCD, LAL-028.
Por su parte, los interruptores LSH-077 y LSL-077, localizados en el Tanque de Amina (103-V), activan las alarmas LAH-077 y LAL-077 respectivamente.
III.17
Intercambiador de Amina-amina (101-EX 1/2/3/4). DTI de Referencia: 2401-N-A-417
El intercambiador amina-amina 101-EX-1/2/3/4 dispone de los elementos de temperatura necesarios para conocer el perfil de temperatura de las corrientes de amina pobre y amina rica en el mismo, estas temperaturas pueden observarse en el SCD como sigue;
TI-023, temperatura de entrada de la amina pobre al banco de intercambiadores 101-EX-1/2/3/4,
TI-033, temperatura de entrada de la amina pobre al 101-EX-3,
TI-025 y TI-035, temperatura de salida de la amina pobre del 101-EX-1 y del 101-EX-3
TI-027 y TI-037, temperatura de salida de la amina pobre del 101-EX-2 y del 101-EX-4,
TI-006, temperatura de salida de la amina pobre del banco de intercambiadores 101-EX-1/2/3/4,
TI-028 y TI-038, temperatura de entrada de la amina rica al 101-EX-2 y al 101-EX-4,
TI-026 y TI-036, temperatura de salida de la amina rica del 101-EX-2 y del 101-EX-4,
TI-024 y TI-034, temperatura de salida de la amina rica del 101-EX-1 y del 101-EX-3. III.18
Enfriador de Amina (102-EX 1/2/3/4) 31 de 64
C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
DTI de Referencia: 2401-N-A-418
Para lograr que el proceso de absorción del H2S en las Columnas Absorbedoras (101-CO-1/CO-2) se lleve a cabo adecuadamente se requiere adecuar (disminuir) la temperatura de operación de la amina pobre suministrada a dichas torres, para ello se envía al Enfriador de Amina(102-EX-1/2/3/4), que utiliza agua como medio de enfriamiento.
El transmisor de temperatura existente TT-030, instalado en el cabezal de succión de las bombas (101-P/PA/PB/PC/PD/PE), envía su señal al controlador TIC-030 que actúa sobre la válvula de control TV-030. De esta forma se asegura que la temperatura de la corriente de amina pobre sea la adecuada para el proceso de absorción.
El banco de intercambiadores correspondiente al Enfriador de Amina (102-EX 1/2/3/4) dispone de los elementos de temperatura necesarios para conocer la temperatura de las corrientes de amina pobre y agua de enfriamiento en torno a dicho enfriador, estas pueden observarse en el SCD de la siguiente manera:
TI-041 y TI-047, temperatura de entrada de la amina pobre al 102-EX-1 y al 102-EX-3,
TI-043 y TI-049, temperatura de salida de la amina pobre del 102-EX-1 y del 102-EX-3,
TI-045 y TI-051, temperatura de salida de la amina pobre del 102-EX-2 y del 102-EX-4,
TI-044 y TI-050, temperatura de entrada del agua de enfriamiento al 102-EX2 y al 102-EX-4,
TI-042 y TI-048, temperatura de salida del agua de enfriamiento del 102-EX2 y del 102-EX-4 y
TI-040 y TI-046, temperatura de salida del agua de enfriamiento del 102-EX1 y del 102-EX-3,
III.19
Bomba de Fosa de Amina, 106-P DTI de Referencia: 2401-N-A-419 32 de 64
C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
La señal de salida del transmisor de nivel LT-075, localizado en la fosa de amina (101-L), se envía al indicador local LI-075A, además de integrarse al SCD para mostrar el valor de la variable como LI-075.
Como medida de seguridad, la Bomba de Amina de Fosa (106-P) para automáticamente con ayuda de la señal del transmisor LT-075 desde el SCD, donde tiene configurada una alarma por bajo nivel así como un interruptor encargado de mandar a suspender la operación de la bomba. Adicionalmente se tienen configuradas alarmas por alto-alto y alto nivel, que alertarán al operador de un exceso de nivel en la Fosa de Amina (101-L) (para condiciones de alarma, ver sección de Aspectos Funcionales de Control). Además, la bomba (106-P) tiene la flexibilidad de ser puesta dentro o fuera de servicio de manera local, mediante el interruptor HS-505, o desde el SCD, por medio del interruptor HS-505A.
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IV
ASPECTOS FUNCIONALES DEL CONTROL Sistema de Paro de Emergencia (ESD)
IV.1
Generalidades
Las Unidades de tratamiento de Gas (GTU’s) cuentan con un sistema de paro de emergencia (ESD) con el fin de garantizar la seguridad del personal y equipo de la unidad. El sistema ESD actúa en forma independiente del SCD y su función es ejecutar la secuencia lógica de paro total o parcial de la planta en forma segura; sin embargo, el sistema ESD tendrá continua comunicación con el SCD, de tal manera que podrán compartir información aunque las lógicas de control propias de cada sistema son independientes.
El sistema ESD podrá ser activado por el operador desde la consola de operación localizada en el cuarto de control, o bien, directamente en campo. También podrá activarse automáticamente basándose en ciertos eventos del proceso. El sistema ESD tiene como propósito fundamental suspender la operación en los principales equipos de proceso, así como cerrar las válvulas de corte instaladas para tal evento. Cada válvula de corte integrada al ESD contará con un interruptor en las estaciones de trabajo en el cuarto de control que tendrá las siguientes funciones: activar el paro de emergencia en caso de requerirse y colocar la válvula en su posición inicial (reset). Como práctica de seguridad, el arranque de la planta después de un paro de emergencia será manual, siguiendo los procedimientos correspondientes.
El sistema ESD puede activarse y restablecerse localmente. Para activarlo sólo se requiere jalar el interruptor instalado en el área de proceso, y para restablecerlo será necesario oprimir dicho interruptor para que quede en su posición original. Estos interruptores están protegidos para evitar un disparo accidental del sistema.
En caso de activarse el ESD, se interrumpirá el suministro de energía eléctrica a las válvulas solenoide, lo cual conduce a que se cierre uno de los puertos de 34 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
dichas válvulas solenoide (el que suministra aire de instrumentos a las válvulas de control o de corte), y que abra el puerto que envía el aire de instrumentos a la atmósfera. Con esto, las válvulas de control y/o de corte tomarán su “posición a falla”.
De ocurrir un paro de emergencia, los operadores analizarán y resolverán la(s) causa(s) que lo haya(n) provocado, y paulatinamente ajustarán los instrumentos y válvulas en la posición más apropiada para reanudar la operación.
IV.2
VALVULA
POSICION A FALLA
HV-050
CERRADA
FV-060
CERRADA
FV-061
CERRADA
LV-011
CERRADA
LV-021
CERRADA
PV-002
ABIERTA
SV-012
CERRADA
SV-022
CERRADA
LV-508
CERRADA
HV-005
CERRADA
FV-006
CERRADA
FV-017
CERRADA
HV-004
CERRADA
FV-032
CERRADA
FV-034
CERRADA
HV-510
CERRADA
Condiciones de Paro de Emergencia.
El sistema de paro de emergencia (ESD) puede activarse manualmente desde la estación localizada en el cuarto de control, o desde uno de los interruptores instalados en campo para tal fin, o bien automáticamente al cumplirse ciertas condiciones previamente establecidas, condiciones que se presentan cuando la planta opera en forma anormal. El sistema ESD puede activarse de la manera siguiente: 35 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
IV.2.1 Paro general de la planta.
El disparo general de la Unidad Tratadora de Gas (GTU) puede presentarse por las siguientes situaciones:
a) Automáticamente, por presentarse falla de servicios auxiliares: Energía eléctrica, agua de enfriamiento (FSL-601) y/o aire de instrumentos (PSL627).
b) Manualmente, por presencia de un evento anormal o peligroso como lo pueden ser; fuego, explosión, fuga de gas amargo, gas ácido o amina. Para ello será necesario que el operador active el interruptor local HS-050, o bien desde el cuarto de control con el interruptor (HS-050C).
c) Automáticamente, por presentarse baja presión en el cabezal de succión de las Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE), a través de los interruptores PSL-063 y PSL-063A.
IV.2.2 Paros parciales de la planta.
El sistema ESD puede activarse automáticamente en algunas secciones de la planta, sin desencadenar necesariamente un paro general de la misma. A continuación se describen las causas que provocan estos paros, así como las secciones que se ven afectadas
a) El sistema ESD puede, de manera automática, sacar de operación a cualquiera de las dos Torres de Absorción (101-CO-1/CO-2) al activarse su respectivo interruptor de bajo nivel (LSLL-011/021).
b) El sistema ESD puede, de manera automática, interrumpir el flujo de amina rica a cualquiera de las dos Turbinas Hidráulicas (101-PAT, 101-PDT) al activarse, en cualquiera de las dos turbinas, uno de los siguientes interruptores: 36 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
Fallas operativas de las Turbinas Hidráulicas Interruptor (101-PAT)
Interruptor (101-PDT)
Alta temperatura en el aceite lubricante
TSH-012
TSH-022
Baja-baja presión en el aceite lubricante
PSLL-012
PSLL-022
Alta velocidad en la turbina
SSH-012
SSH-022
Alta-alta velocidad en la turbina
SSHH-012
SSHH-022
Baja-baja velocidad en la turbina
SSLL-012
SSLL-022
Descripción
Secuencia de paro de emergencia.
IV.3
Durante la operación de la planta pueden presentarse situaciones de emergencia que tengan como consecuencia la interrupción súbita de las actividades, ya sea en forma parcial o total, y que pueden someter a los equipos a esfuerzos mayores en comparación con los presentes durante un paro programado. Las causas pueden ser diversas, como también pueden ser diferentes los pasos necesarios para resolver cada anomalía. Por tanto, la unidad cuenta con los sistemas de protección necesarios para suspender inmediatamente la operación, parcial o total, y alcanzar la condición más segura al presentarse alguna de estas emergencias, como se describe a continuación:
IV.3.1 Falla de servicios auxiliares.
1.
Falla de energía eléctrica.
Cuando se suspende el suministro de energía eléctrica, es inevitable un paro total de la Unidad Tratadora de Gas (GTU) y de la Unidad Recuperadora de Azufre (SRU). La razón es que, al interrumpirse el suministro de energía eléctrica, dejan de funcionar los accionadores eléctricos de todas las bombas y por otra parte, las válvulas de control y de corte toman su “posición a falla” de suministro de aire de instrumentos, esto debido a que las válvulas solenoides cierran el puerto de suministro y abren el que esta conectado a la atmósfera. En 37 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
la GTU, el paro de emergencia por falla de energía eléctrica interrumpe el suministro de amina pobre a las columnas de absorción por lo que también se bloquea la alimentación de gas amargo a la planta. En la siguiente tabla se muestran las válvulas que en caso de falla de energía eléctrica permitirán un paro seguro de la unidad.
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CASO: TAG. Válvula
FALLA DE ENERGÍA ELÉCTRICA
Descripción
Posición a falla
HV-050
Válvula de corte de línea principal de alimentación de gas amargo a GTU.
Cerrada
HS-050B (ESD)
PV-002
Válvula de control de salida de gas dulce a la planta Criogénica.
Abierta
HS-002 (ESD)
PV-051
Válvula de control, alivia la presión del gas amargo de alimentación enviándolo al quemador (controla sobrepresión).
Abierta
No se requiere
Válvula de control de alimentación de gas amargo a las Absorbedoras (101-CO1/CO-2).
Cerrada
Válvulas de control de alimentación de amina pobre a las Absorbedoras (101-CO-1/2).
Cerrada
Válvula de control para alimentación de amina rica a turbinas hidráulicas (101-PAT, 101-PDT).
Cerrada
Válvula de control de amina rica (alta presión) a tanque separador de hidrocarburos (101-V, baja presión)
Cerrada
Válvula de control de alimentación de vapor de baja a rehervidores (104-EX-1/EX-2)
Cerrada
HS-032 (ESD)
(Estas válvulas tienen un aditamento que permite un flujo mínimo para evitar el enfriamiento de los rehervidores)
HS-034 (ESD)
FV-060, FV-061
FV-006 FV-017
SV-012, SV-022
LV-011, LV-021
FV-032, FV-034
Restablecimiento
(restablece cuando se normalice el suministro de aire)
HS-060 (ESD), HS-061 (ESD)
HS-006 (ESD) HS-017 (ESD)
HS-012 (ESD), HS-022 (ESD)
HS-011A (ESD), HS-021A (ESD)
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A continuación se describen las acciones que tomarán los operadores, en cuanto se presente la emergencia:
1. Cerrar una de las válvulas de bloqueo de las válvulas de control mencionadas, comenzando con la de la PV-002 y pasar a manual los instrumentos de control de flujo, para que, una vez restablecida la energía eléctrica, se inicie el arranque de la planta con carga mínima. Cerrar la válvula manual principal de entrada de gas amargo en el límite de batería y asegurarse que la válvula manual de 20" de salida de gas ácido al otro tren de Azufre esté cerrada.
2. Conservar el flujo mínimo de vapor a los rehervidores (104-EX-1/EX-2) para evitar que la amina se enfríe y se produzca vacío en la Regeneradora. Las válvulas de control FV-032 y FV-034 tienen un tope para que no cierren totalmente.
3. Evitar que se depresionen los sistemas. Revisar la válvula de control de presión PV-002 de entrega de gas dulce, las válvulas de control de presión PV-024 y PV-024A en la Torre Lavadora (103-CO) y la válvula de control de presión PV-203 en el Separador de Gas Ácido de la SRU (201-V).
4. Evitar que bajen los niveles de amina en todos los recipientes. Bloquear las válvulas de control de nivel si es necesario.
5. Tener en cuenta que cuando el suministro de energía eléctrica se restablezca ninguna de las bombas arrancará automáticamente.
6. Poner en servicio los rehervidores (104-EX-1/EX-2) de la Torre Regeneradora abriendo, lentamente y en forma manual desde el SCD, las válvulas FV-032 y FV-034 para elevar la temperatura de la amina del fondo de la torre hasta 125 °C, antes de ponerla en circulación. Después, pasar los controladores FIC-032 y FIC-034 a modo automático.
7. Arrancar la Bomba de Reflujo (103-P ó 103-PA) y ajustar el reflujo a la Regeneradora, controlando manualmente la apertura de la válvula LV-040, a 40 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
través del controlador LIC-040. Una vez que se haya ajustado el reflujo, pasar a automático el controlador LIC-040.
8. Poner en servicio el control de presión de gas ácido a la entrada de la SRU, PIC-203, y ajustarlo a 0.6 kg/cm2. 9. Arrancar localmente las Bombas Booster de Amina (102-P’s), y cuando la presión en el cabezal de succión de las Bombas de Amina (101-P’s) alcance los 3 Kg/cm2, arrancar localmente estas para poner en servicio el circuito de amina, según se describe en el manual de arranque.
10. Simultáneamente, revisar el circuito de carga, según se indica en el manual de arranque de la planta.
11. Una vez que se haya revisado toda la planta para asegurarse que se puede recibir el gas amargo, confirmando que la amina esté regenerada y las Bombas de Amina (101-P’s) la mantengan en circulación sin problemas, abrir la válvula HV-050 presionando el botón de restablecimiento HS-050B. 12. Regular la salida de gas dulce al desfogue con la válvula general de 8” localizada en el límite de batería, pasando por el directo de la válvula de control PV-002, y evitando que la presión baje de 66.8 kg/cm2g. Cuando el gas dulce este dentro de especificación, abrir la válvula de corte HV-050 que da paso al gas dulce hacia el limite de batería y cerrar la válvula manual al desfogue. Finalmente, poner en servicio la válvula de control de presión PV002.
13. Ajustar las distintas variables de operación y pasar los sistemas de control a modo automático. Poner en servicio la Planta Recuperadora de Azufre (ver las indicaciones en el procedimiento de arranque de la Planta de Azufre).
2.
Falla de Aire de Instrumentos.
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Cuando disminuya la presión en el circuito de aire de instrumentos, el interruptor PSL-627 activará un relevador-retardador de tiempo (T-627) configurado en el ESD. Transcurrido el tiempo establecido (15 minutos), el ESD interrumpirá la operación de la Planta. Sin embargo, si antes de transcurrido éste intervalo de tiempo, el operador considera que es posible continuar operando la Planta, éste tendrá la flexibilidad de restablecer el tiempo de disparo de la misma. Adicionalmente, el operador tendrá la posibilidad de modificar el valor de éste intervalo de tiempo, hasta un valor máximo de 30 minutos.
El sistema ESD interrumpe el suministro de energía eléctrica a las válvulas solenoide y a los accionadores eléctricos. Lo anterior provoca el cierre de válvulas y el paro de bombas.
En la siguiente tabla se presentan las válvulas que, en caso de falla de aire de instrumentos, permitirán el paro seguro de la planta.
TAG. Válvula
Descripción
Posición a falla
Restablecimiento
HV-050
Válvula de corte de línea principal de alimentación de gas amargo a GTU
Cerrada
HS-050B (ESD)
PV-002
Válvula de control de salida de gas dulce a Planta Criogénica.
Abierta
HS-002 (ESD)
SV-012,
Válvula de control para alimentación de amina rica a turbinas hidráulicas (101PAT, 101-PDT).
Cerrada
HS-012 (ESD),
Válvula de control para la alimentación de gas amargo a las columnas (101-CO1/2).
Cerrada
Válvula de control de alimentación de vapor de baja a rehervidores (104-EX1/2)
Cerrada
HS-032 (ESD)
(Estas válvulas tienen un aditamento que permite un flujo mínimo para evitar el enfriamiento total)
HS-034 (ESD)
SV-022
FV-060, FV-061
FV-032, FV-034
HS-022 (ESD)
HS-060 (ESD), HS-061 (ESD)
Las válvulas LV-011 y LV-021 (amina rica al Separador 101-V), así como FV-006 y FV-017 (amina pobre a las Absorbedoras) también cerrarán a falla de aire de instrumentos. 42 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
Al interrumpirse el suministro de energía eléctrica pararán los accionadores eléctricos de las Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE), así como los motores auxiliares de las turbinas hidráulicas. También pararán los accionadores eléctricos de las Bombas Booster de Amina Pobre (102P/PA/PB/PC/PD/PE).
Todas estas bombas tendrán que restablecerse, manualmente, a su posición de operación normal.
Al presentarse la emergencia por falta de aire de instrumentos, así como para arrancar nuevamente la Unidad en cuanto se restablezca éste servicio, los operadores procederán como se indica en el Manual de Operación de la Planta, en la sección correspondiente a “Falla de Energía Eléctrica”.
3.
Falla de Vapor de Baja Presión
La corriente de vapor de baja presión alimentada a la Unidad cuenta con un transmisor de presión (PT-612), cuya señal de salida se integra al SCD para monitorear el valor de dicha variable en el cuarto de control. Adicionalmente, se tiene configurada una alarma por baja presión PAL-612 para avisar al operador de la presencia de esta anomalía.
Es posible mantener la planta en operación siempre y cuando la presión no baje a un valor tal que afecte significativamente la temperatura de los rehervidores (104-EX), ya que traería como consecuencia una disminución en la temperatura de la Regeneradora, afectando la correcta regeneración de la amina rica.
De llegar a interrumpirse la regeneración de la amina, es indispensable evitar que esta pase al Tanque de Balance (107-V), ya que se corre el riesgo de liberar los gases ácidos dentro de dicho tanque y otras partes del sistema. Por lo tanto, debe procederse al paro de la unidad, siguiendo el Procedimiento de Paro Normal descrito en el manual de operación de la planta.
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De igual modo, para reanudar la operación, seguir lo establecido en el caso de falla de energía eléctrica del mismo manual.
4.
Falla de Agua de Enfriamiento
El sistema ESD se activa cuando se interrumpe el suministro de Agua de enfriamiento. Una interrupción en el suministro del agua de enfriamiento provocaría que la Torre Regeneradora (102-CO) perdiera el reflujo y que su temperatura aumentara con el riesgo de degradar la amina. La pérdida del reflujo y el aumento de temperatura se deben a que el agua que acompaña al gas ácido, proveniente del domo de dicha torre, no condensaría en los Condensadores de Reflujo (103-EX-1/EX-2).
El cabezal de suministro de agua de enfriamiento cuenta con un transmisor de flujo FT-601 integrado al ESD. Este transmisor envía su señal al indicador correspondiente FI-601, el cual tiene configurada una alarma por bajo flujo. El sistema ESD se activa cuando el flujo de agua de enfriamiento es igual al punto de ajuste de la alarma por bajo flujo. En la siguiente tabla se muestran las válvulas que permitirán el paro seguro de la planta en caso de presentarse la falla en el suministro de agua de enfriamiento.
TAG. Válvula
Descripción
Posición a falla
Restablecimiento
HV-050
Válvula de corte de línea principal de alimentación de gas amargo a GTU
Cerrada
HS-050B (ESD)
FV-060,
Válvula de control para la alimentación de gas amargo a las columnas (101-CO-1/2).
Cerrada
HS-060 (ESD),
Válvula de control de alimentación de vapor de baja a rehervidores (104-EX-1/2)
Cerrada
HS-032 (ESD),
(Estas válvulas tienen un aditamento que permite un flujo mínimo para evitar el enfriamiento total)
HS-034 (ESD)
FV-061 FV-032, FV-034
HS-061 (ESD)
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Como resulta inconveniente circular la amina rica por el circuito de amina pobre, proceder de la siguiente manera:
a) Bloquear la salida de gas dulce en el límite de batería.
b) Parar las Bombas de Reflujo (103-P/PA) y las Bombas de Agua Amarga (201P/PA) del tanque (201-V).
c) Suspender la circulación de amina parando manualmente las bombas (101P/PA/PB/PC/PD/PE) y (102-P/PA/PB/PC/PD/PE).
d) Vigilar los niveles de líquido en; las Torres Absorbedoras (101-CO-1/CO-2), el Separador de Hidrocarburos (101-V) y en la Torre Regeneradora (102-CO). Seguir el “Procedimiento de Paro Normal” descrito en el manual de operación de la planta.
Al ocurrir esta emergencia, los operadores deben proceder de igual modo al caso de Falla de Energía Eléctrica descrito en dicho manual.
A falla del suministro de agua de enfriamiento los compresores de aire de la planta y el soplador de aire de combustión deberán salir de servicio por falta de enfriamiento del aceite de lubricación.
Al terminar la emergencia, restablecer el servicio de los compresores de aire y arrancar la planta según se indica en el caso de Falla de Energía Eléctrica del manual antes referido.
IV.3.2 Paro por presencia de condiciones extremas de emergencia
(fuego, explosión, fuga de gas amargo, gas ácido o amina). El diseño de la Planta incluye la mayoría de las posibles causas que provocarían situaciones peligrosas. Sin embargo, es posible que otras causas no previstas
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pongan en peligro la seguridad de los operadores y/o de las instalaciones. En estos casos, el sistema ESD se puede activar de dos formas:
desde el cuarto de control, con el interruptor HS-050A, y
localmente, con el interruptor ubicado en el limite de batería HS-050.
En caso de presentarse alguna condición extrema, los interruptores HS-050A o HS-050 pararán la planta, aislándola por secciones y bajo las condiciones más seguras. Con la activación de estos interruptores se desenergizarán las válvulas solenoides y los motores, cerrando o abriendo sus válvulas de control correspondientes, y parando las bombas como se describe a continuación:
TAG. Válvula
Descripción
Posición a falla
Restablecimiento
HV-050
Válvula de corte de línea principal de alimentación de gas amargo a GTU.
Cerrada
HS-050B (ESD)
PV-002
Válvula de control de presión. Salida de gas dulce a la planta Criogénica.
Abierta
HS-002 (ESD)
SV-012,
Válvula de control, alimentación de amina rica a turbinas hidráulicas, paran las bombas 101-PA/PD.
Cerrada
HS-012, (ESD)
(las bombas 101-PA y 101-PD paran al cerrar SV-012/022)
HS-022 (ESD)
Válvula de control de alimentación de vapor de baja presión a los rehervidores (104-EX-1/EX-2)
Cerrada
HS-032 (ESD)
(Estas válvulas tienen un aditamento que permite un flujo mínimo para evitar el enfriamiento total)
HS-034 (ESD
SV-022
FV-032, FV-034
Pararán las Bombas de Amina al Absorbedor (101-P/PA/PB/PC/PD/PE). También pararán los motores auxiliares de las turbinas hidráulicas.
Pararán los motores de las Bombas Booster de Amina Pobre (102P/PA/PB/PC/PD/PE).
Pararán las Bombas de Reflujo (103-P/PA).
Pararán las Bombas de Agua Amarga (201-P/PA)
Todas estas bombas tendrán que restablecerse manualmente a su posición de operación normal.
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Una vez pasada la emergencia, reanudar la operación de la Planta como se indica en la Sección 1 (falla de energía eléctrica).
IV.3.3 Paro a través de los interruptores PSL-063 y PSL-063A por
baja presión en la descarga de las Bombas Booster de Amina (102-P/PA/PB/PC/PD/PE) Una baja presión en la descarga de las Bombas Booster de Amina (102P/PA/PB/PC/PD/PE) puede provocar problemas de cavitación en las Bombas de Amina (101-P/PA/PB/PC/PD/PE); la baja presión de descarga puede ser originada por una disminución de nivel en el Tanque de Balance (107-V), una temperatura elevada en la amina pobre, o bien por falla mecánica de alguna bomba
booster.
Como
protección
a
las
bombas
de
Amina
(101-
P/PA/PB/PC/PD/PE) se cuenta con una señal redundante de dos interruptores locales por baja presión (PSL-063 y PSL-063A) colocados en la succión de las mismas. Estos interruptores enviarán una señal al ESD, la cual iniciará el paro general de la planta y activará la alarma PAL-063. La secuencia se indica a continuación:
TAG. Válvula
Descripción
Posición a falla
Restablecimiento
HV-050
Válvula de corte, línea principal de alimentación de gas amargo a GTU
Cerrada
HS-050B (ESD)
PV-002
Válvula de control, salida de gas dulce a la Planta Criogénica.
Abierta
HS-002 (ESD)
FV-060,
Válvula de control, alimentación de gas amargo a las Absorbedoras (101-CO-1/CO-2).
Cerrada
HS-060 (ESD),
Válvulas de control, alimentación de amina pobre a las Absorbedoras (101-CO-1/CO-2)
Cerrada
Válvula de control, alimentación de amina rica a turbinas hidráulicas (101-PAT, 101-PDT).
Cerrada
Válvula de control, alimentación de amina rica al Tanque Separador de Hidrocarburos (101-V).
Cerrada
FV-061 FV-006 FV-017 SV-012, SV-022 LV-011, LV-021
HS-061 (ESD) HS-006 (ESD), HS-017 (ESD) HS-012 (ESD), HS-022 (ESD)
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HS-012 (ESD, HS-022 (ESD)
Además,
el
ESD
parará
las
Bombas
de
Amina
al
Absorbedor
(101-
P/PA/PB/PC/PD/PE). También pararán los motores auxiliares de las turbinas hidráulicas.
Las Bombas Booster de Amina Pobre (102-P/PA/PB/PC/PD/PE) seguirán operando, al igual que el resto de las bombas; el operador deberá proceder con las siguientes actividades:
Abrir la válvula de recirculación de amina al Tanque de Balance (107-V), que se encuentra en la descarga de las Bombas Booster de Amina Pobre (102P’s) para evitar trabajar a flujos menores al flujo mínimo de las bombas.
En cuanto se corrija el desperfecto, y una vez alcanzada una presión de 3 kg/cm2g en el cabezal de succión, arrancar las Bombas de Amina al Absorbedor (101-P’s) para restablecer la circulación de amina a las Absorbedoras.
Proceder como se indica en la sección 1 (falla de energía eléctrica) para reanudar la operación de la planta.
IV.3.4 Bajo Nivel en las Torres Absorbedoras 101-CO-1/2.
La falla de alguno de los instrumentos de control (flujo o nivel), en torno a las Torres Absorbedoras, puede ocasionar que el flujo de amina que sale de ellas sea mayor que el flujo de amina que entra a las mismas. Esto tiene como consecuencia una disminución en el nivel de amina en el fondo de las mismas.
Con el fin de proteger al sistema, cada una de estas torres dispone de una alarma configurada en el SCD (LAL-007 o LAL-018) que pondrá en alerta al operador cuando disminuya el nivel de amina en el fondo de alguna de dichas torres.
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En caso de que el nivel continúe bajando, el interruptor de bajo-bajo nivel LSLL-011 o LSLL-021 (según se trate de la torre 101-CO-1
o 101-CO-2) cerrará las
siguientes válvulas de control:
LV-011 o LV-021, envío de amina rica hacia el Separador de Hidrocarburos,
SV-012 o SV-022, amina rica hacia la turbina hidráulica y
FV-060 o FV-061, gas amargo de alimentación a la Absorbedora.
De esta forma, la Torre Absorbedora que presente problemas quedará fuera de servicio y el operador deberá proceder como sigue: a)
Pasar a modo manual el controlador de flujo de alimentación de amina pobre a la Absorbedora (FIC-006 o FIC-017) y cerrar lentamente la válvula de control correspondiente (FV-006 o FV-017). Simultáneamente parar la bomba de amina, accionada con motor eléctrico, alineada a la columna fuera de servicio.
b)
Pasar a modo manual todos los controladores de las válvulas SV012/022, FV-060/061 y LV-011/021, mantenerlos en 0% de apertura y cerrar sus válvulas de bloqueo.
c)
Localizar el desperfecto y corregirlo para reanudar la operación.
d)
Restablecer primero la circulación de la amina. Una vez que se hayan alcanzado las condiciones normales de operación, pasar a modo automático los instrumentos de control. Cuando el flujo de amina a la torre sea estable y el control de nivel del fondo de la torre opere satisfactoriamente, empezar a recibir gradualmente el gas amargo.
e)
Checar que estén dentro de especificación los resultados de los análisis del gas dulce, conforme aumente la entrada de gas amargo. Vigilar también la correcta operación del control del nivel del fondo de la torre.
f)
Cuando la torre opere normalmente, poner en servicio la turbina hidráulica.
IV.3.5 Falla en las turbinas hidráulicas (10-PAT) y (101-PDT).
En caso de falla de alguna de las turbinas hidráulicas el ESD la parará mediante la acción de los interruptores de protección de la propia turbina, cerrando la 49 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
válvula de control correspondiente (SV-012 ó SV-022). El operador deberá poner en servicio la bomba de respaldo, accionada con motor eléctrico. A continuación se indican las anomalías que están integradas al ESD:
Alta temperatura en el aceite lubricante; será el interruptor TSH-012 ó TSH022, según sea el caso, el que envíe una señal al ESD para cerrar la válvula de alimentación (SV-012 o SV-022) de amina rica a la turbina hidráulica afectada.
Baja presión en el aceite lubricante; el interruptor PSLL-012 ó PSLL-022, según sea el caso, enviará una señal al ESD para cerrar la correspondiente válvula de alimentación (SV-12 ó SV-022) a la turbina hidráulica.
Alta velocidad en la turbina hidráulica; el interruptor SSH-012, ó SSH-022, enviará una señal al ESD para cerrar la válvula de alimentación (SV-012 o SV-022) a la turbina hidráulica. Si el interruptor de alta velocidad (SSH012/022) no respondiera, entonces actuará el interruptor de sobrevelocidad (SSHH-012/022) que, además de cerrar la válvula de amina, interrumpirá el suministro de energía eléctrica al motor suplementario respectivo.
Baja velocidad en la turbina hidráulica; el interruptor SSL-012, ó SSL –022, interrumpirá el suministro de energía eléctrica al motor auxiliar.
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RESUMEN DE SECUENCIA DE PARO DE EMERGENCIA.
CIERRA SV-012/022
CIERRA FV-032/034
PARA MOTORES 101-P
PARA MOTORES 102-P
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
FALLA DE AIRE DE INSTRUMENTOS
PSL-627
X
FALLA DE AGUA DE ENFRIAMIENTO
FSL-601
X
INTERRUPTOR DE PARO GENERAL DE LA PLANTA
HS-050/050C
X
X
BAJA PRESION EN LA DESCARGA DE 102-P
PSL-063/063A
X
X
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X X
PARA MOTORES 201-P
CIERRA LV-011/021
X
PARA MOTORES 103-P
CIERRA FV-006/017
X
CIERRA HV-004
CIERRA FV-060/061
FALLA DE ENERGIA ELECTRICA
ABRE PV-002
DESCRIPCION
CIERRA HV-050
INTERRUPTOR
Paro general de emergencia
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
PARAR MOTOR DE 106-P
X
PARAR MOTOR DE 103-P
X
PARA MOTOR 101-PD
CIERRA FV-061
X
CIERRA SV-022
X
CIERRA LV-021
CIERRA FV-060
X
PARA MOTOR 101-PA
CIERRA SV-012
DESCRIPCION
CIERRA LV-011
INTERRUPTOR
Paro local de emergencia
TORRE101-CO-1 BAJO-BAJO NIVEL EN 101-CO-1
LSLL-011
ALTA TEMPERATURA EN EL ACEITE LUBRICANTE
TSH-012
X
BAJA-BAJA PRESION EN EL ACEITE LUBRICANTE
PSLL-012
X
ALTA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PAT
SSH-012
X
ALTA-ALTA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PAT
SSHH-012
X
BAJA-BAJA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PAT
SSLL-012
X X
TORRE101-CO-2 BAJO-BAJO NIVEL EN 101-CO-2
LSLL-021
ALTA TEMPERATURA EN EL ACEITE LUBRICANTE
TSH-022
X
BAJA-BAJA PRESION EN EL ACEITE LUBRICANTE
PSLL-022
X
ALTA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PDT
SSH-022
X
ALTA-ALTA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PDT
SSHH-022
X
BAJA-BAJA VELOCIDAD EN TURBINA 101-PDT
SSLL-022
X X
MISCELANEOS BAJO NIVEL EN 102-V
LSL-040
BAJO NIVEL EN 101-L
LSL-075
52 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
X X
IV.4
Sistema de Alarmas
Refiérase al documento No. SI-P-002 “SUMARIO DE PUNTOS DE ALARMAS”
53 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
V
ANEXO I Procedimiento de arranque y paro de las turbinas hidráulicas 101-PAT y 101-PDT.
La Planta Endulzadora de Gas cuenta con cuatro bombas accionadas por motor eléctrico (101-P / PB / PC / PE, de 700 HP cada una de ellas) y dos bombas accionadas por turbina hidráulica (101-PAT y 101-PDT) para alimentar la amina pobre a las Torres Absorbedoras (101-CO-1/CO-2).
Normalmente deben estar en servicio cuatro de las seis bombas, ya sea las cuatro accionadas por motor eléctrico, o bien dos accionadas por motor eléctrico y las dos accionadas por turbina.
Cuando operan las Turbinas Hidráulicas (101-PAT y 101-PDT) se obtiene un ahorro considerable de energía eléctrica por lo que es recomendable que estas estén en servicio la mayor parte del tiempo.
Lo anterior debido a que la amina rica que se extrae del fondo de las Absorbedoras se encuentra a alta presión, y esta energía se emplea para impulsar las turbinas hidráulicas que a su vez sirven de accionador de equipos de bombeo. Para que estos equipos operen eficientemente, se recomienda que el gasto total de amina rica pase a través de dichas turbinas sea el máximo posible, de acuerdo a sus condiciones de diseño.
Para iniciar la operación de las turbinas hidráulicas es indispensable que, tanto la Planta Endulzadora de Gas como la Recuperadora de Azufre, hayan estado operando en modo automático y de forma normal durante dos días al menos, de modo que todas las condiciones de operación se hayan estabilizado.
El sistema que integra a la turbina hidráulica esta compuesto por los siguientes elementos: a) una bomba centrifuga, que es la encargada de enviar la amina pobre a la Absorbedora, a alta presión, b) una turbina hidráulica, que es el accionador principal de la bomba y 54 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
c) un motor auxiliar, que suministra la potencia adicional que requiera la bomba para alcanzar la presión de descarga requerida por el proceso.
La bomba, la turbina y el motor auxiliar están conectados por una flecha común. La turbina hidráulica tiene una potencia nominal de 520 HP @ 3550 rpm y el motor eléctrico auxiliar tiene una potencia nominal de 200 HP @ 3600 rpm. El motor auxiliar actúa como regulador de velocidad del sistema.
En operación normal la mayor parte de la amina rica deberá fluir hacia las turbinas a través de las válvulas de control SV-012 y SV-022. Cada turbina cuenta con un bypass, que incluye una válvula de aguja (Yarway Hy-drop), utilizado para controlar el exceso de flujo de amina rica a alta presión de modo que se mantenga el sistema bomba-motor-turbina operando a velocidad estable y sin sobrepasar las condiciones de diseño. El exceso de flujo de amina, proveniente de las Absorbedoras, que ya no pueda ser aceptado por las turbinas, será enviado directamente hacia el Separador de Hidrocarburos (101-V) a través de las válvulas de control LV-011 y LV-021, esto con ayuda de los controladores LIC-011 y LIC021.
Paro de emergencia
Si aumenta el flujo de amina a las turbinas, la potencia y la velocidad del sistema pueden exceder las 3550 rpm y llegar a alcanzar las 3600 rpm, la cual es la velocidad de sincronismo del motor auxiliar. Pasando las 3600 rpm el sistema marchará en hipersincronismo y el motor se comportará como generador asincrónico.
El sistema cuenta con una protección por alta velocidad a 3615 rpm y otra por sobrevelocidad (en caso de falla de la primera) a 3635 rpm a través de los interruptores SSH-012/022 y SSHH-012/022 respectivamente.
En el primer caso, el interruptor por alta velocidad (SSH-012 o SSH-022) cierra las válvulas de control SV-012, o SV-022, interrumpiendo el suministro de energía eléctrica a las válvulas solenoide SY-012B, o SY-022B, a través del ESD. En el 55 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
segundo caso, los interruptores por alta-alta velocidad, SSHH-012 ó SSHH-022, además de cerrar las válvulas antes mencionadas, interrumpirán también el suministro de energía eléctrica al motor auxiliar correspondiente.
Además, las válvulas de control SV-012/022 cierran para sacar de operación a las turbinas hidráulicas cuando se presenta alta temperatura (TSH-012/022) y/o baja presión (PSLL-012/022) en el aceite lubricante de estas. En cuanto se presente la emergencia proceder como sigue: Cerrar las válvulas de bloqueo de las válvulas de control SV-012 o SV-022 y pasar a modo manual la estación HIC-011B, o HIC-021B, en posición de 0% de apertura, esto con la finalidad de arrancar la turbina con el flujo mínimo
en cuanto se
restablezca el sistema, para lo cual será necesario restablecer las válvulas de control a través del botón HS-012, o HS-022, configurado en el ESD .
Cerrar la válvula de aguja del by-pass de la turbina, la válvula de descarga de la turbina y las válvulas de succión y de descarga de la bomba respectiva.
Una vez corregida la falla, arrancar el sistema utilizando la bomba accionada por motor eléctrico (para reanudar la operación de la turbina, es necesario que las plantas Endulzadora de Gas y Recuperadora de Azufre operen en automático y de manera estable al menos durante 2 días).
Arranque de Sistema
Para arrancar el sistema, una vez cubiertas las condiciones indicadas anteriormente, hacer lo siguiente:
1. Colocar en automático el selector SS-014, o el SS-015, de los motores auxiliares para que cuando el sistema alcance la velocidad (3540 r.p.m.) fijada en el interruptor SSL-012, ó SSL-022, quede energizado automáticamente el motor auxiliar correspondiente.
2. Alimentar agua de enfriamiento al sistema de lubricación. 56 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
3. Arrancar manualmente la bomba de lubricación, accionada por motor eléctrico, por medio del interruptor PB-033, o PB-034.
4. Verificar que el sistema de lubricación esté operando correctamente. Es decir, que el aceite esté fluyendo a través de las chumaceras de la turbina correspondiente y la presión en la descarga de la bomba de lubricación sea correcta (refiérase al Manual de Operación del Fabricante). La presión del aceite debe ser mayor a 3 kg/cm2 para que sea posible iniciar la operación de la turbina hidráulica.
5. Verificar que la estación HIC-011B, o HIC-021B, se encuentre en modo manual con una posición de 0% de apertura de la válvula SV-012, o SV-022, y abrir lentamente la válvula de bloqueo de la válvula de control respectiva.
6. Abrir la válvula de descarga de la turbina hidráulica y las válvulas de succión y de descarga de la bomba de amina pobre tanto de la línea principal a la columna como de la de retorno al tanque 107-V (seguir las instrucciones de Manual de Operación del Fabricante).
7. Abrir lentamente la válvula SV-012, o SV-022, desde el SCD. Abrir las válvulas de purga y venteo tanto de la turbina como de la bomba para que se llenen perfectamente de liquido y entonces cerrarlas.
8. Aumentar lentamente el gasto de Amina a la turbina hasta alcanzar 1500 rpm aproximadamente, vigilando que no se presente alguna condición anormal como vibración, alta temperatura, etc. (seguir el Manual de Operación del Fabricante).
9. Abrir la válvula de aguja para desviar una parte de la solución de Amina a la línea de descarga de la turbina y continuar abriendo la válvula SV-012, o SV022, para aumentar la velocidad del sistema. Cuando la velocidad de la turbina alcance las 3540 rpm, quedará energizado el motor auxiliar correspondiente.
Conforme se abre la válvula de alimentación a la turbina, baja el nivel del fondo de la Torre Absorbedora respectiva, y la válvula de control de nivel LV-011 (o 57 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
LV–021) tendera a cerrar para mantener estable dicho nivel de la Torre. Pasar a control automático la estación HIC-011B (ó HIC-021B) con el cuidado necesario para evitar variaciones de flujo. Ajustar con la válvula de aguja la velocidad del sistema a 3550 rpm, vigilando que el nivel de la Torre Absorbedora no salga del intervalo de control de la válvula SV-012 (ó SV-022).
10. Verificar la carga del motor auxiliar ya que éste sólo suministra la potencia adicional que no logra suministrar la turbina hidráulica. La carga máxima del motor es de 200 HP y cuenta con un relevador por exceso de carga.
11. Conforme la bomba accionada por la turbina alcance la presión de trabajo cerrar poco a poco, pero no completamente, la descarga de una de las bombas accionadas por motor eléctrico (700 HP) y, por último, pararla y cerrar totalmente la válvula de la descarga. Cerrar la válvula de retorno al tanque 107V de la bomba accionada por la turbina (ver Manual de Operación del Fabricante).
12. Parar la bomba auxiliar de lubricación accionada por motor eléctrico. Colocar en automático el selector SS-012 (ó SS-013) y ajustar el interruptor PSL-012 (ó PSL-022) para que arranque la bomba respectiva en caso de que baje la presión del aceite del sistema de lubricación.
13. La velocidad del sistema bomba-motor auxiliar-turbina debe permanecer en 3550 rpm en operación normal. El motor eléctrico auxiliar será desenergizado por el interruptor SSLL-012 (o el SSLL-022) en caso de presentarse baja-baja velocidad en la turbina.
14. Revisar flujos, presiones y niveles para asegurarse que el sistema opera normalmente.
Verificar periódicamente y anotar en la bitácora la velocidad del sistema bomba-motor auxiliar-turbina hidráulica así como la carga del motor auxiliar.
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Paro de la turbina hidráulica, cuando no se presentan emergencias:
1. Pasar a manual la estación HIC-011B (o HIC-021B) cuidando de evitar variaciones bruscas. Reducir lentamente el flujo de amina a la turbina cerrando la válvula (SV-012) o la (SV-022); el nivel de la torre comenzará a subir y la válvula LV-011 (ó LV-021) reaccionará a su control de nivel, abriendo, enviando la Amina rica directamente al Separador de Hidrocarburos (101-V). Cuando quede suspendida la alimentación de Amina rica a la turbina cerrar las siguientes válvulas: Válvula de bloqueo de la SV-012 (ó SV-022), válvula de aguja, válvula de la descarga de la turbina, válvulas de succión y de descarga de la bomba respectiva.
2. Pasar a manual el selector SS-012 (ó SS-013) y parar la bomba de lubricación auxiliar.
3. Mientras tanto, arrancar la bomba de relevo accionada por motor eléctrico (700 HP).
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VI
ANEXO II FUNCIONES DE COMPENSACION
FY-060A compensación de flujo de gas amargo de alimentación a Torres Absorbedoras
Los medidores de flujo se calibran para flujo molar a condiciones normales de operación. Como la presión y temperatura medidas pueden desviarse de las condiciones normales de operación se requiere compensación para obtener el flujo real: fact = fD * (cF) k
donde fact fD
flujo molar real = señal de salida de FY-060 y FY-061. señales de salida de FT-060 y FT-061 ( = flujos sin compensación)
cF k
factor de corrección el factor de corrección se calcula para diferentes tipos de compensación k = 0.5 para mediciones de presión diferencial. k = 1 para otros tipos.
En este caso la siguiente fórmula de compensación debe implementarse en el SCD:
CF =
12.03 * 0.981 * MW * ( P g + Pa ) densidad real 1 = * densidad usada para calibracion ( T g + 273.16)* (0.971894 3.366885E 3 * Pg ) Gmd
60 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
donde:
Símbolo
Descripción
Valor
Unidades
Pg
presión medida del gas
PT-059 (VP)
[kg/cm2(g)]
Pa
presión atmosférica
1.033
[kg/cm2(a)]
Tg
temperatura medida del gas
TT-062 (VP)
[°C]
peso
23.261
[kg/kmol]
MW
molecular
del
gas
amargo Z
Gmd
factor de compresibilidad del
(incluido
gas
ecuación)
densidad
usada
para
(por PGPB)
calibración de flujo
61 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
en
[-]
[kg/m3]
FY-003 compensación de flujo de gas dulce en límites de batería.
Los medidores de flujo se calibran para flujo molar a condiciones normales de operación. Como la presión y temperatura medidas pueden desviarse de las condiciones normales de operación se requiere compensación para obtener el flujo real: fact = fD * (cF) k
donde
fact fD
flujo molar real = señal de salida de FY-003 señales de salida de FT-003 ( = flujos sin compensación)
cF k
factor de corrección el factor de corrección se calcula para diferentes tipos de compensación k = 0.5 para mediciones de presión diferencial. k = 1 para otros tipos.
En este caso la siguiente fórmula de compensación debe implementarse en el SCD:
CF =
12.03 * MW * ( Pg + Pa ) 1 actual density = * density used for calibratio n ( T g + 273.16)* Z Gmd
62 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
donde: Símbolo
Descripción
Valor
Unidades
Pg
presión medida del gas
PT-002 (VP)
[kg/cm2(g)]
Pa
presión atmosférica
1.033
[kg/cm2(a)]
Tg
temperatura medida del gas
TT-004 (VP)
[°C]
peso
22.265
[kg/kmol]
factor de compresibilidad del
(incluido en
[-]
gas
ecuación)
MW -
molecular
del
gas
amargo Z
Gmd
densidad
usada
para
calibración de flujo
63 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
(por PGPB)
[kg/m3]
FY-032A/034A Función en cascada del FIC-032 y FIC-078
Los controladores de flujo de vapor a los rehervidores 104-EX-1/2 (FIC-032/034) actúan en cascada con el controlador de flujo de amina de alimentación a la columna absorbedora 102-CO. El punto de ajuste para FIC-032/034 esta en función del punto de ajuste del controlador FIC-078.
Para FIC-032: SPFIC-032 = SPFIC-078 * k Para FIC-034: SPFIC-034 = SPFIC-078 * k
donde: Símbolo
Descripción
SPFIC-032
Punto de ajuste del controlador FIC-032
FIC-032
[ton/h]
SPFIC-034
Punto de ajuste del controlador FIC-034
FIC-034
[ton/h]
SPFIC-078
Punto de ajuste del controlador FIC-078
FIC-078
[gpm]
factor de corrección
0.01827
[ton/gpmh]
k
64 de 64 C:\Users\660931\AppData\Local\Temp\Rar$DIa0.839\Filosofía de Control.doc
Valor
Unidades