¿Cuándo necesita un generador de gas un compresor de gas natural?

Un generador de gas necesita compresión únicamente cuando el suministro de combustible no puede mantener la presión de entrada que exige el fabricante del motor con el caudal de gas requerido. Un generador que arranca con normalidad, pero pierde carga cuando otros consumidores de gas entran en funcionamiento, puede tener un problema de presión de combustible; sin embargo, ese síntoma por sí solo no justifica instalar un compresor. Las restricciones, las tuberías subdimensionadas o un regulador inadecuado pueden producir el mismo comportamiento.

La decisión depende de la presión en condiciones de funcionamiento, no de la presión estática medida antes del arranque. Una presión insuficiente puede provocar un funcionamiento inestable, una reducción de potencia o una parada de protección. Una presión excesiva tampoco es aceptable; por tanto, el objetivo es mantener el suministro de combustible controlado dentro del rango de funcionamiento especificado para el generador, no simplemente aumentar la presión.

Empiece por la conexión de combustible especificada para el generador

Antes de evaluar equipos de compresión, obtenga los requisitos de combustible del proveedor del motor o del generador. Confirme las presiones mínima y máxima permitidas, la demanda máxima de combustible, las fluctuaciones de presión admisibles y el punto exacto de conexión al que se aplican esos límites. Un requisito indicado en la entrada del conjunto de regulación de gas puede diferir de uno especificado aguas abajo de un regulador.

La terminología relativa a la presión es importante. Anote si los valores son manométricos o absolutos y utilice unidades coherentes en toda la evaluación. En el caso de los caudales de gas, confirme la temperatura y la presión de referencia estándar; no se puede comparar directamente un caudal volumétrico estándar con un caudal volumétrico real en la entrada sin realizar una conversión.

• Funcionamiento estable: Verifique la presión y el caudal de entrada a carga nominal y en todo el rango de funcionamiento previsto.
• Admisión de carga: Compruebe la caída de presión admisible cuando el generador recibe un escalón de carga.
• Propiedades del combustible: Confirme el poder calorífico, la composición y los límites de contaminantes aceptados.
• Configuración operativa: Incluya todos los generadores y demás consumidores de gas que puedan funcionar simultáneamente.

No calcule la demanda de combustible basándose únicamente en la potencia eléctrica. Utilice los datos de consumo de combustible del proveedor para el motor y la composición del gas propuestos. Un gas con menor poder calorífico inferior suele requerir un mayor caudal volumétrico para aportar la misma energía de combustible, lo que puede aumentar las pérdidas de presión y modificar el dimensionamiento del compresor.

Distinga un déficit real de presión de una restricción en el suministro

Considere un colector de gas compartido que abastece a un generador y a equipos de proceso. La presión puede parecer adecuada con el generador parado y luego caer durante los picos de producción. Para realizar una investigación útil, compare la presión en el punto de suministro con la presión en la entrada del generador mientras registra el caudal de gas y la carga eléctrica.

Si la presión aguas arriba sigue siendo adecuada, pero la presión en la entrada del generador cae, inspeccione el sistema intermedio. La causa podría ser una tubería subdimensionada, un filtro saturado, una válvula parcialmente cerrada, un regulador inadecuado o una capacidad insuficiente del medidor. Aumentar la presión sin corregir esa restricción puede incrementar el coste del equipo y dejar sin resolver el problema de fondo.

Cuando la presión en el propio punto de suministro se mantiene por debajo de la requerida por el generador durante la demanda normal, la compresión se convierte en una opción viable. Primero, determine si la fuente puede suministrar la cantidad de gas necesaria.Un compresor eleva la presión; no crea combustible adicional ni elimina un límite de capacidad de suministro aguas arriba. Una extracción excesiva puede reducir aún más la presión de aspiración.

Elabore el balance de presiones para las peores condiciones de funcionamiento

La evaluación debe tener en cuenta la presión mínima disponible en el suministro, las pérdidas en el sistema de distribución y la presión mínima requerida en la entrada del generador. Evalúe las pérdidas con el caudal relevante más alto, incluido el funcionamiento simultáneo. Los filtros deben evaluarse considerando la caída de presión admisible durante el servicio, no solo cuando están limpios.

Una relación preliminar es la siguiente:

Presión mínima disponible en el suministro − pérdidas de presión del sistema de distribución ≥ presión mínima requerida en la entrada del generador.

Esta relación sirve como criterio de evaluación inicial, pero no sustituye un cálculo de flujo compresible. Las pérdidas de presión varían en función de la densidad del gas, el caudal, la temperatura, la geometría de las tuberías y el comportamiento de los componentes. Cuando los márgenes de funcionamiento son reducidos, calcule el sistema para condiciones plausibles de suministro y demanda en lugar de basarse en una única lectura de presión.

Si se propone compresión, incluya en el balance los equipos situados aguas abajo del compresor. Los posenfriadores, separadores, filtros, reguladores y válvulas pueden consumir parte del margen de presión de descarga. Evite seleccionar una presión de descarga muy superior a la necesaria para el sistema: un aumento de presión innecesario incrementa el consumo de energía y puede complicar la regulación.

Si la compresión está justificada, defina el servicio antes de seleccionar el equipo

Una vez que las mediciones confirmen un déficit de presión persistente y una disponibilidad suficiente de gas aguas arriba, se puede evaluar unCompresor de gas natural como parte del sistema de suministro de combustible. La selección requiere un rango de funcionamiento, no solo un caudal nominal y una presión de descarga.

1. Defina las condiciones de aspiración. Especifique la presión, la temperatura y el caudal disponible mínimos, normales y máximos. Compruebe el funcionamiento a la presión de aspiración más baja plausible.
2. Establezca el requisito de descarga. Tenga en cuenta las pérdidas aguas abajo y el rango de presión de entrada permitido para el generador. Coordine los controles del compresor con el regulador de combustible.
3. Compruebe la capacidad según la demanda. Incluya la carga nominal del generador, la carga mínima, el funcionamiento de varias unidades y la secuencia de arranque. Confirme cómo se gestionará el exceso de capacidad del compresor con una demanda baja.
4. Identifique las necesidades de tratamiento del gas. Evalúe la presencia de líquidos, partículas, humedad y componentes corrosivos, así como el arrastre de lubricante cuando corresponda. La compresión no sustituye el acondicionamiento del combustible.
5. Determine el ciclo de servicio. La generación continua, el funcionamiento intermitente y los arranques frecuentes plantean requisitos diferentes para los controles, la refrigeración, el mantenimiento y las configuraciones de reserva.

La tecnología del compresor debe seleccionarse en función de estas condiciones. La relación de presión, el rango de capacidad, la calidad del gas y los requisitos de mantenimiento afectan a su idoneidad. Una máquina que cumpla el punto nominal de funcionamiento puede seguir siendo inadecuada si no puede operar de forma fiable durante periodos de bajo caudal o ante cambios en las condiciones de aspiración.

Compruebe si el sistema adicional mejora la producción neta aprovechable del proyecto

La compresión añade consumo de energía auxiliar, mantenimiento y otra posible causa de indisponibilidad del generador. Compare las alternativas en función de laproducción eléctrica neta, descontando las cargas del compresor y de los equipos auxiliares relacionados, en lugar de considerar únicamente la potencia nominal del generador. Solicite el rendimiento del compresor en los puntos de funcionamiento previstos; la potencia nominal de un motor por sí sola no describe el consumo energético real a lo largo del ciclo de servicio.

Otras opciones pueden incluir una conexión de gas de mayor presión, una modificación de las tuberías, un regulador de tamaño adecuado o una configuración del generador compatible con la presión disponible. Su viabilidad depende de las condiciones de suministro y de los requisitos del motor. Un reforzador eléctrico de presión de combustible también crea una dependencia de arranque: una instalación con arranque autónomo necesita una fuente de alimentación adecuada antes de que el generador pueda recibir combustible a presión reforzada.

En el caso de cargas críticas, determine si una parada del compresor interrumpiría la generación. Puede ser conveniente disponer de capacidad de reserva o de una vía alternativa de combustible, pero una derivación solo resulta útil cuando el gas sin refuerzo ya cumple los requisitos del motor.

Incluya los criterios de aceptación en la decisión de compra

El proveedor del generador, el proveedor del compresor y el ingeniero del sistema de combustible deben acordar las condiciones de habilitación del arranque, los límites de presión, el comportamiento durante las paradas, la ventilación, la detección de gas y los requisitos aplicables a áreas peligrosas. El generador no debe recibir combustible fuera de su rango de presión aprobado durante el arranque, la descarga o un fallo del compresor.

La puesta en servicio debe verificar la presión en la conexión especificada del generador durante el arranque, escalones de carga representativos, la demanda simultánea máxima y la demanda mínima. Registre conjuntamente la presión de aspiración, la presión de descarga, el caudal de combustible y la potencia auxiliar. La instalación es aceptable cuando suministra el combustible requerido en todo el rango de funcionamiento acordado sin superar los límites de presión; no basta con que el compresor alcance su consigna de descarga.