SELECCIÓN DEL COMPRESOR

Para elegir bien un compresor a utilizar tenemos que tener en cuenta las condiciones físico-quimicas y las condiciones ambientales:

1. CONDICIONES FISICOQUIMICAS:

Humedad del Aire Atmosférico – Servicios de aire con entrada atmosférica deberán ser especificados para 100% de humedad. El contenido de agua debe ser adicionado al requerimiento de aire seco neto del proceso. Observe que el aire saturado a 32°C (90°F) contiene cerca de 3% de vapor de agua en peso, lo cual es demasiado para ser despreciado.

Composición de la Mezcla de Gas – La especificación del diseño tiene que incluir un análisis completo del gas a ser comprimido para cada condición de operación especificada, identificando cada constituyente por su nombre y su velocidad de flujo individual, en moles por hora. Esta forma es la más conveniente para cálculos posteriores. Si la mezcla gaseosa contiene algunos constituyentes poco usuales, para los cuales no existe disponibilidad de datos acerca de algunas de sus propiedades, la Especificación del Diseño deberá incluir datos sobre peso molecular, relación de calor específico y la compresibilidad a las condiciones de entrada y descarga. 

Temperatura Crítica, Presión Crítica:  

La temperatura y la presión crítica de los constituyentes en una mezcla gaseosa son significativos cuando se realizan cálculos manuales, ya que la mayoría de los datos de las propiedades de los gases son graficados o tabulados en términos de temperatura y presión reducida.  

Proximidad al Punto Crítico: 

Debe tenerse especial cuidado, para prevenir una trayectoria de compresión que se aproxime mucho a los valores de presión y temperatura crítica del gas. A medida que las condiciones se acercan al punto crítico, la exactitud del valor del factor de compresibilidad y la relación de calor específico se vuelven desconfiables. Por otra parte, un leve enfriamiento puede originar condensación dentro del compresor, lo cual a su vez ocasiona erosión, corrosión y un rápido desgaste. La trayectoria de compresión puede mantenerse separada del punto crítico, seleccionando cuidadosamente los niveles de presión de inter–etapas y controlando la temperatura del agua de enfriamiento del compresor. El ejemplo más común de este problema en los servicios a plantas de proceso es el de la comprensión del Dióxido de Carbono a presiones por encima de la presión crítica, para la alimentación de plantas de urea. 

Peso Molecular, Constante de los Gases : 

El peso molecular, M, de un gas puro y el peso molecular promedio de una mezcla de gases afectan la conversión de la relación de presión al requerimiento de cabezal y la conversión flujo másico a flujo volumétrico, y en consecuencia, son de gran importancia en el diseño de servicios de compresión. 

Calor Específico, Relación de Calor Específico  

Compresibilidad 

                2. CONDICIONES FISICAS:

Contenido de Líquido – La presencia de liquidos en la corriente gaseosa, usualmente es dañina a los compresores y deberá evitarse diseñando un sistema de entrada apropiado. Cuando el gas llega al compresor a condiciones de saturación, la especificación deberá indicarlo así, ya que esto algunas veces influye en la selección de los materiales, diseño del cilindro de enfriamiento y selección del cilindro de lubricación.

Contenido de Sólidos: 

Partículas sólidas grandes en la corriente gaseosa pueden causar daños mayores en compresores de cualquier tipo. Partículas sólidas pequeñas, tales como desecho de soldadura, productos de corrosión, arena, etc, pueden dañar las válvulas y partes del revestimiento de los compresores reciprocantes, mientras que normalmente pasarán a través de compresores centrífugos y rotativos sin causar daños mayores, a menos que estén presentes grandes cantidades o en forma continua. Cuando se prevea que algunos sólidos lleguen a un compresor bajo ciertas condiciones de operación (tales como polvo de catalizador, partículas de hierro, etc), éstas tienen que ser completamente descritas en la especificación del diseño. Algunos tipos de compresores rotativos tienen mayor tolerancia que otros tipos de compresores, pero ellos también pueden ser dañados fácilmente por excesivos sólidos. 

Corrosión: 

Los constituyentes corrosivos en el gas deben ser identificados incluso para condiciones de operación transitorias. La sustancia corrosiva más común e importante en corrientes de refinería es el sulfuro de hidrógeno, aunque el cloruro de amonio, dióxido de sulfuro, amoniaco, cloruro de hidrógeno, dióxido de carbono y agua pueden llegar a ser significativos tanto en corrientes gaseosas como en servicios de aire. El sulfuro de hidrógeno húmedo es un problema serio, especificamente en compresores centrífugos, ya que éste puede causar agrietamiento corrosivo por tensión de componentes de acero altamente templado y endurecido. Inclusive trazas de sustancias corrosivas deberan ser especificadas en mg/kg (ppm), considerando tanto condiciones de proceso normales, así como las excepcionales.

       3. CONDICIONES AMBIENTALES 

Las siguientes condiciones ambientales afectan el diseño y las instalaciones de los servicios auxiliares para las unidades compresoras, y tienen que ser cubiertas en las Especificaciones de Diseño:

Factores que Afectan a todas las Unidades Compresoras:

1. Altura – La presión barométrica afecta la conversión de un indicador de presión manométrica a valores de presión absoluta. La presión barométrica afecta el volúmen específico del aire y en consecuencia, afecta el diseño del rendimiento de todas la las máquinas que operan con aire. 

2. Rango de Temperatura Ambiente – Esto determina la clasificación climática de la zona (según especificaciones de ingeniería) e influye en el diseño del rendimiento de compresores, turbinas a gas y motores de combustión interna. 

3. Polvo y Arena – Cantidades excepcionales de polvillo (como partículas de catalizador) y arena, tienen un efecto adverso en aquellas piezas descubiertas, tales como el vástago de las válvulas, laberintos de sellos de eje, articulaciones mecánicas de la turbina, y mecanismos posicionadores de los álabes directores del estator de compresores axiales. 

4. Sustancias Corrosivas y Sólidas en el Aire – La calidad del aire en los alrededores de la entrada afecta los requerimientos de filtrado y puede afectar la selección de máquinas y materiales del sistema. La presencia de rocío de mar, vapores salados y gases químicos deben ser especificados. 

5. Dirección Predominante del Viento – Esto afecta la ubicación que se seleccionará para las tomas de aire, con respecto a válvulas que descargan a la atmósfera, fuentes de gases aceitosos, fuentes de vapores químicos, rocio de mar, etc. 

6. Restricciones de Emisión Atmosférica – El diseño del sistema de sello del eje es afectado por la cantidad permitida de emisión continua de gas.