curso compresores 2006

Compresores ReciprocantesCompresores Reciprocantes

CERO ABSOLUTO

0 0

-17.8° 255.3° 460° 0°

0° 273.1° 492° 32°

15.6° 288.7° 520° 60°

100° 373.1° 672° 212°

CENTIGRADO

C

KELVIN

(ABSOLUTE) K

RANKINE

(ABSOLUTE)

R

FAHRENHEIT

F

EBULLICION DEL AGUA

T. ESTANDARD DEL GAS

CONGELACION DEL AGUA

PRESION VOLUMEN TEMPERATURA

IGUAL

IGUAL

IGUAL

Tipos de Compresores

Motocompresor

Corte de un integral

Corte de un separable

Aplicacion de los Aplicacion de los Compresores de GasCompresores de Gas

Inyección de Gas

Gas Lift

Recoleccion de Gas

Sistemas para evacuacion de metano en minas de carbon

Almacenamiento de Gas

open

openclosed

closed

Almacenamiento de gas

open

open

closed

closed

Transmision por gasoductos

Station 1 Station 2

WATER STEAM

Co-Generacion

GENERATOR TURBINE ENGINE

BOILER

Principios de Principios de CompresionCompresion

Gráfica del volumen de presión

Procesos idealesen un compresor

Cero pérdidas. Gas perfecto. Proceso isoentrópico. Ningún efecto de

tubería.

Procesos reales en un compresor

Pérdidas. Gas real. Proceso politrópico. Efectos de tubería.

entropía. Magnitud termodinámica que mide la parte no utilizable de la energía contenida en un sistema. Medida del desorden de un sistema.

¿Qué es la gráfica P-V?

Es una herramienta primordial para determinar el rendimiento del compresor alternativo.

Describe la relación de las presiones y volúmenes internos de un terminal en particular del cilindro del compresor durante el ciclo de compresión.

P2

VOLUMEN

PR

SIO

N

P1

1

2

3

4

1. COMPRESSION1. COMPRESSION

2. DESCARGA2. DESCARGA

3. EXPANSION3. EXPANSION

4. ADMISION4. ADMISION

Ciclo de Compresion

VOLUMEN DE LATOMA DE SUCCIÓN

VOLUMEN DEDESCARGA

COMPRESIÓNREEXPANSION

TIEMPO O VOLUMEN

PR

ES

IÓN

LA VÁLVULA DEDESCARGA SE ABRE

LA V´ÁLVULA DE DESCARGASE CIERRA

LA VÁLVULA DE SUCCIÓNSE CIERRA

LA VÁLVULA DE SUCCIÓNSE ABRE

VOLUMEN MÁXIMO DEL CILINDRO

VOLUMEN MÍNIMO DEL CILINDRO

CENTRO MUERTOHACIA AFUERA

CENTRO MUERTOHACIA ADENTRO

TERMINAL DELCABEZAL

TERMINAL DELCIGÜEÑAL

PÉRDIDA A CAUSA DE LA VÁLVULA DE DESCARGA

Típica gráfica P-V

PÉRDIDA A CAUSA DE LAVÁLVULA DE SUCCIÓN

TRABAJOÚTIL

TIEMPO

•

•

•

•

14

23

Gráfica P-V ideal

Línea 1 - 2: El tiempo de compresión comienza en el punto 1 y va hasta el 3. La válvula de descarga se abre en el punto 2.

Línea 2 - 3: Línea de descarga del tiempo de compresión. La válvula de descarga se cierra en el punto 3.

Línea 3 - 4: El tiempo de expansión comienza en el punto 3 y va hasta el 1. La válvula de succión se abre en el punto 4.

Línea 4 - 1: Línea de toma de succión del tiempo de expansión. La válvula de succión se cierra en el punto 1.

Gráfica P-V real

•

•

•

•

14 A

2 B3

Gráfica P-V real

2 A

4 B

Línea 1 - 2: Tiempo de compresión. De 2A a 2B la presión aumenta para abrir la válvula de descarga y compensa las pérdidas en la válvula.

Línea 2B - 3: Línea de descarga. Línea 3 - 4: Tiempo de expansión. De 4A a 4B la presión

disminuye para abrir la válvula de succión y compensa las pérdidas en la válvula.

Línea 4B - 1: Línea de toma de succión.

Algunos problemas comunes

•

•

•

•

Fugas en la válvula de succión

• Cuando hay una fuga en la válvula de succión, tarda más alcanzar la presión de descarga.• Se reduce la línea de descarga del ciclo.• El tiempo de expansión alcanza más rápido la presión de succión y la toma dura más.

Fugas en la válvula de succión

Síntomas:

La capacidad del cilindro es menor a la del diseño. La temperatura de entrada de gas será mayor a la

prevista. La temperatura de descarga de gas será mayor a la del

diseño. Las líneas reales de compresión y reexpansión no se

adecuan a las líneas del diseño.

•

•

•

Fugas en la válvula de descarga

•

• Cuando hay una fuga en la válvula de descarga, tarda menos alcanzar la presión de descarga.• Aumenta la línea de descarga del ciclo.• El tiempo de expansión tarda menos en alcanzar la presión de succión y la toma dura menos.• Durante la parte de expansión del ciclo, el gas atrapado en el cilindro se expande y se fuga de nuevo hacia el cilindro por la válvula de descarga.

Síntomas:

La capacidad del cilindro es menor a la del diseño. La temperatura del gas de descarga será mayor a la del

diseño. Las líneas reales de compresión y reexpansión no se

adaptan a las líneas del diseño.

Fugas en la válvula de descarga

•

•

•

Fugas en el anillo del pistón

• A medida que la presión en el cilindro aumenta, mayor cantidad de aire escapa del cilindro por los anillos del pistón. • Es preciso un mayor recorrido del pistón para llevar la presión interna del cilindro a la presión de apertura diseñada de la válvula.

•

• Línea 1A-2A: La apertura de la válvula de descarga se demora, ocurriendo en el punto 2A en lugar del punto 2.• Línea 2A-3B: Durante la porción de descarga del ciclo, el gas sale del cilindro por la válvula de descarga y se escapa del cilindro por los anillos del pistón. Cuando la fuga es severa, puede haber un cierre prematuro de la válvula de descarga en el punto 3B.• Línea 3B-3A: Se han cerrado las válvulas de descarga, continúa bajando el volumen en el cilindro y el gas sigue escapándose del cilindro por los anillos del pistón.

14 A

23B 2 A

4

3A

3

1B

1A

EN TEORÍA

EN REALIDAD

Fugas enel anillo

del pistón

• Línea 3A-4A: El gas continúa escapándose del cilindro durante el ciclo de la línea de reexpansión. La fuga del gas adicional ocasiona la apertura prematura de las válvulas de succión.• Línea 4A-1B: El gas entra al cilindro por las válvulas de succión y escapa hacia el cilindro por los anillos del pistón. La fuga conduce al cierre prematuro de las válvulas de succión en el punto 1B. (Cilindro de doble acción).• Línea 1B-1A: Se han cerrado las válvulas de succión, el volumen y la presión en el cilindro aumentan debido a la fuga continua en los anillos del pistón.

EN REALIDAD

14 A

23B 2 A

4

3A

3

1B

1A

EN TEORÍA

Fugas enel anillo

del pistón

P2

P1

STROKE

PERDIDAS EN LAS VALVULAS

Cilindro con Volumen Variable

Seccion de un Pocket o Bolsillo

Descarga V.E.

Succion V.E.

Desplazamiento total / stroke

P2

P1

45%

85%

EFICIENCIA VOLUMETRICA

BASE CLEARANCE(MAXIMUM EFFICIENCY)

CLEARANCEapprox. 20%

TOTAL VOLUME

SWEPT VOLUME

14

3 2P2

P1

Espacio

ADDED CLEARANCE(REDUCED EFFICIENCY)

TOTAL VOLUME

SWEPT VOLUME

14

3 2P2

P1

CLEARANCEapprox. 20%

Espacio Nocivo Vs EV

DOUBLE ACTING CYLINDERBase Clearance

Clearance Bottle

Connection (CBC)

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDERCBC plug reversed

Clearance Bottle

Connection (CBC)

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDERClearance bottle added

Clearance Bottle

Connection (CBC)

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDERBase clearance

Variable Volume Clearance Pocket

(Closed)

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDER Maximum clearance

Variable Volume Clearance Pocket

(Open)

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDERBase clearance

Air Operated Fixed Volume

Clearance Pocket

Metodos de adicion de espacio Nocivo

DOUBLE ACTING CYLINDERMaximum clearance

Air Operated Fixed Volume

Clearance Pocket

Metodos de adicion de espacio Nocivo

HEAD AND PLUG SPACINGBase clearance

Metodos de adicion de espacio Nocivo

HEAD AND PLUG SPACINGAdded clearance

Metodos de adicion de espacio Nocivo

CYLINDER UTILIZING VALVE SPACERS AND SHAVED PISTON

Metodos de adicion de espacio Nocivo

P2-B

P2-A

P1

STROKE

70%80%

25%20%

Relacion de Compresion Vs Eficiencia volumetrica.

Efectos del Espacio Nocivo en la Capacidad

The VIP Cylinder……a product

Capacidad de Control

Inversion de CargasInversion de Cargas

Compresion

AA

Tension

AA

Presentation

Falla de Una Valvula de Descarga

TAIL ROD

Ensamble de una Valvula

Valve Cap Retainer Valve

Caps Bolts “O” RingSeat Gasket

Funcionamiento de una valvula

SEAT PLATE

DAMPING PLATE

DAMPING SPRINGS

CLOSING SPRINGS

Presentación

SELECCION DE LOS RESORTES

ESPACIADOR PARA ESPACIO NOCIVO

Spacer

COMPONENTES DE BALANCE

SERIE VS PARALELO

COMPONENTES DE UN PISTON

Cast Iron Piston 4140 Piston Rod (Ion Nitride)

Piston Nut Piston Collar Piston Rings

Multi-screwtensioning nut

D - VIPNo special tools required

Piston & Barra

ANILLOS DE PISTON

PISTON ROD

OIL IN

VENT