MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS REACONDICIONAMIENTO ESTACION DE FLUJO W-7N MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS DE INSTRUMENTOS RE V FECHA DESCRIPCIÓN ELABORADO POR REVISADO POR APROBADO POR FIRMA DE APROBACIÓN 1 17/06/13 EMISION POSTERIOR J. Briceño E. Carrasquero W. Morón C.RODRIGUEZ 0 08/04/13 EMISION ORIGINAL J. Briceño E. Carrasquero W. Morón C.RODRIGUEZ B 02/01/13 INCORPORACIÓN DE COMENTARIOS J. Briceño E. Carrasquero W. Morón C.RODRIGUEZ A 12/09/12 EMISIÓN inicial J. Briceño E. Carrasquero W. Morón C.RODRIGUEZ GERENCIA DE INGENIERIA DE POYECTOS DE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
REACONDICIONAMIENTO ESTACION DE FLUJO W-7N
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS DE INSTRUMENTOS
TABLA DE CONTENIDO
REV FECHA DESCRIPCIÓN ELABORADO
PORREVISADO
PORAPROBADO
PORFIRMA DE
APROBACIÓN
1 17/06/13 EMISION POSTERIORJ. Briceño
E. CarrasqueroW. Morón C.RODRIGUEZ
0 08/04/13 EMISION ORIGINALJ. Briceño
E. CarrasqueroW. Morón C.RODRIGUEZ
B 02/01/13INCORPORACIÓN DE
COMENTARIOSJ. Briceño
E. CarrasqueroW. Morón C.RODRIGUEZ
A 12/09/12 EMISIÓN inicialJ. Briceño
E. CarrasqueroW. Morón C.RODRIGUEZ
GERENCIA DE INGENIERIA DE POYECTOS DE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000
ANEXO No. 4 LCV-260110/210GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS
DE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 2 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
ANEXO No. 5 LCV-260111/211
ANEXO No. 6 TCV-020121
ANEXO No. 7 LCV-020122
ANEXO No. 8 SDV-000110
ANEXO No. 9 PCV-110110
ANEXO No. 10 PCV-110111
ANEXO No. 11 LCV-110110/111
ANEXO No. 12 PCV-250110/210
ANEXO No. 13 PCV-250111/211
ANEXO No. 14 PCV-260110/210
ANEXO No. 15 PCV-260111/211
ANEXO No. 16 FE-000110
ANEXO No. 17 FT-260112/212
ANEXO No. 18 FT-260110/210
ANEXO No. 19 FT-260111/211
ANEXO No. 20 FT-020110
ANEXO No. 21 UT-000110
ANEXO No. 22 PSV-0A0101/0B0101
ANEXO No. 23 PSV-0A0102/0B0102
ANEXO No. 24 PSV-0A0103/0B0103
ANEXO No. 25 PSV-250110/250210
ANEXO No. 26 PSV-260110/260210
ANEXO No. 27 PSV-110110
ANEXO No. 28 PSV-110111
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 3 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
1. OBJETIVO
Este documento tiene como objetivo recopilar los resultados de los cálculos efectuados, especificaciones y las consideraciones asumidas para la evaluación, dimensionamiento y selección de los instrumentos y válvulas de control para el desarrollo de la Ingeniería básica del Proyecto “Reacondicionamiento Estación de Flujo W7N”.
2. ALCANCE
El documento abarca el cálculo de válvulas de control e instrumentos asociados que se instalarán en el Reacondicionamiento de la Estación de Flujo W7N. El cálculo deberá estar acuerdo a las condiciones mínimas, normales y máximas de operación, así como, estar sujeto a normas y códigos aplicables, con la finalidad que los mismos cumplan con las especificaciones de diseño y sean adecuadas para el control de la variable para la cual se aplicará en el proceso (presión, nivel ó temperatura).
3. NORMAS Y CÓDIGOS APLICABLES
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
PDVSA Petróleo de Venezuela S.A.
K-300 PDVSA Instrumentation Introduction
K-333 Valve Actuators
K-332 Control Valves
HF-201Diseño de Tubería para instrumentación e instalación de Instrumentos
ANSI B1.20.1 Pipe Threads General PurposeANSI B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fittings
S.20 Specification form for Process Measurement and Control Instruments, Primary Elements and Control Valve.
API RP-550 Installation of Refinery InstrumentsAPI RP-551 Process Measurement Instruments
API American PetroleumInstituteRP 553 Refinery Control Valves
API 589Fire Test for Evaluation of Valve Stem Packing.
API 598 Valve Inspections and Testing.
ASME/ANSIAmerican Society of Mechanical Engineers / American National Standards Institute
ASME / ANSI B16.5 Pipe Flanges and Flanged Fitting
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 4 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
CÓDIGO DESCRIPCIÓN
ASME / ANSI B16.10 Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves
ASME B31.3 ProcessPiping.ISO International Organization for Standardization
ISO 5208 Industrial Valves – Pressure Testing of Valves.
ISO 5752Metal Valves for Use in Flanged Pipe Systems Face-to Face and Center-to-Face Dimensions.
ISO 5167-2Measurement of Fluid Flow by means of Preassure Differential devices inserted in circular-cross section conduits running full
ISA Instrument Society of AmericaANSI/ISA S51.1 Process InstrumentationTechnology.
ANSI/ISA-75.01.01Flow Equations for Sizing Control Valves (IEC 60534-2-1 Mod)
ISA-75.07Laboratory Measurement of Aerodynamic Noise Generated by Control Valves
ISA-RP75.23 Considerations for Evaluating Control Valve Cavitation
ISA-75.17 Control Valve Aerodynamic Noise PredictionISA-RP75.21 Process Data Presentation for Control ValvesISA-S75.01 Control valve Key Equations
Tabla N° 1: Normas y Códigos Aplicables
4. CÁLCULO DE VÁLVULAS DE CONTROL
4.1 Criterios de Diseño
EL cálculo de las válvulas de control de flujo (FCV), válvulas de control de nivel (LCV) y válvulas de control de presión (PCV) asociadas a los sistemas de almacenamiento, múltiples, sistema de separación de producción y medida, depuración de gas, sistema interno de distribución de gas, sistema de transferencia y bombeo y el sistema de venteo, fueron realizados de acuerdo a las ecuaciones de flujo para dimensionamiento de válvulas de control, Norma ISA-75.01-1985 (R1995), regidos por la norma PDVSA K-332 “Control Valves”. Además se utilizó como herramienta de cálculo, el programa ValSpeQ versión 3.89.1 perteneciente a DresserMasoneilan, así como el programa INSTRUMENT TOOLKIT de Rosemount Inc. versión 3.0, para el dimensionamiento de los medidores de flujo tipo Vortex y Coriolis.
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 5 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
La selección del tipo de válvulas de control y del material de construcción de las mismas, se realizó tomando en consideración las condiciones de proceso obtenidos del documento generado por la disciplina de Procesos; de acuerdo al fluido a manejar (crudo y gas), así como su densidad, viscosidad, temperatura, velocidad del fluido sobre los componentes internos, las presiones mínimas, normales y máximas de operación de diseño, diámetro de la tubería y rango de presión requerido. Es de hacer notar que las condiciones inherentes a factores propios de la volumetría del petróleo pueden variar según la presión y la temperatura debido a que no son constantes, y por ende la densidad (expresada en grados API) variará a lo largo del proceso, también podría darse el caso de obtener presiones y temperaturas constantes y que la densidad experimente variación, lo cual es causado por la cantidad de gas en solución contenido en el petróleo.
De acuerdo a la premisa anterior, se tomó como base para la selección del material de construcción y tipo de materiales internos de las válvulas de control, los siguientes parámetros o condiciones del servicio:
Válvulas de Control de Flujo: FCV-020120/ FCV-020220/ FCV-020320
Ubicación: P-0501A/B/C; Línea 3"-P-05045/46/47-BA1-PP Recirculación Bombas de Crudo
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
Temperatura de operación: Norm: 180ºF
Presión de Operación: Norm: 375psig
Flujo Másico: 31669,72 lbm/h
Densidad: 53,393 lbm/pie3
Viscosidad: 283 Cp
Presión Critica: 3027,43 Psia
Gravedad Especifica: 0,99
Presión de Vapor: 14,47 Psia
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.1
Válvula de Control de Nivel: LCV-250110/LCV-250210.
Ubicación: 6”-P-02014-AA1 / 6”-P-02015-AA1 Descarga de Crudo de Separadores de Producción
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 6 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Temperatura de operación: Norm: 100 °F
Presión de operación: Norm: 65 psig
Flujo Volumetrico: 2000 BBD
Densidad: 54,401 lbm/pie3
Viscosidad: 1439 Cp
Presión Critica: 3024,409 Psia
Gravedad Especifica: 0,99
Presión de Vapor: 14,47 Psia
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.2
Válvula de control SDV-250110/SDV-250210.
Ubicación: 6”-P-01013-AA1 / 6”-P-01012-AA1 Entrada de Crudo de Separadores de Producción
Fluido a manejar: Crudo (Liquido)
Temperatura de operación: Norm: 100 °F
Presión de operación: Norm: 65 psig
Flujo másico Total: Min: 68003,57 lbm/h
Flujo másico Gas: 10136,77 lbm/h
Densidad: 54,401 lbm/pie3
Densidad del gas: 0,271lbm/pie3
Presión Critica: 2408,01 Psia
Presión de Vapor: 14,47 Psia
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.3
Válvulas de control de Nivel LCV-260110/LCV-260210.
Ubicación: 4"-P-02017-AA1/ 4"-P-02019-AA1
Descarga de Crudo de separadores de medida
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
Temperatura de operación: 100 ºF
Presión de operación: 65 psig
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 7 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Flujo volumetrio: 360 BBD
Densidad: 54,401
Viscosidad: 1439.75 Cp
Presión Critica: 2408,01 Psia
Presión de Vapor: 14,47 Psia
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.4
Válvulas de control de Nivel LCV-260111 / LCV-260211
Ubicación: 4”-P-01011-AA11 / 4”-P-01010-AA1
Entrada de Crudo de Separadores de Medida
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
Temperatura de operación: 100° F
Presión de operación: 65 Psig
Flujo volumetrico: 360 BBD/1MMPCED
Peso molecular: 20,070
Densidad: 0,271lbm/pie3
Viscocidad: 0,01179 Cp
Densidad: 54,401 lbm/pie3
Viscocidad: 1439,75 Cp
Presión de Vapor: 14,47 Psia
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.5
Válvula de control de Temperatura TCV-020121.
Ubicación: 3”-P-05050-BA1 Cabezal de descarga de bombas/recirculación hacia hornos F-0301A/ F-0301B
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
Presión de operación: 375psig
Temperatura de Operación: Norm: 180 ºF
Flujo Másico: 57772,56 lbm/hGERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS
DE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 8 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Densidad: 53,396 lbm/pie3
Viscosidad: Norm: 300.009 cP
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.6
Válvula de control de Nivel LCV-020122.
Ubicación: 4"-P-05051-BA1 Cabezal de descarga de bombas/recirculación hacia hornos Tanques
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
Presión de operación: 375psig
Temperatura de Operación: Norm: 180 ºF
Flujo Másico: 57772,56 lbm/h
Densidad: 53,396 lbm/pie3
Viscosidad: 300.009 cP
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.7
Válvula de Bloqueo SDV-000110.
Ubicación: Desde Separadores 6”-GG-06006-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de operación: 66 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico gas: 4,6 MMPCED
Peso molecular gas: 20,216
Densidad gas: 0,276 lbm/pie³
Viscosidad gas: 0,01180 Cp
Flujo volumétrico crudo: 35 BBD
Densidad liquido: 54,401 lbm/pie³
Viscosidad liquido: 1439,75 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.8
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 9 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Válvula de control de presión PCV-110110.
Ubicación: Desde Separadores 6”-GG-06006-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de operación: 66 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico gas: 4,6 MMPCED
Peso molecular gas: 20,216
Densidad gas: 0,276 lbm/pie³
Viscosidad gas: 0,01180 Cp
Flujo volumétrico crudo: 35 BBD
Densidad liquido: 54,401 lbm/pie³
Viscosidad liquido: 1439,75 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.9
Válvula de control de presión PCV-110111.
Ubicación: By Pass Depurador V-0602 2”-FG-06010-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de operación: 64 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico gas: 0,354 MMPCED
Peso molecular gas: 20,216 lbm/pie³
Densidad gas: 0,276 lbm/pie³
Viscosidad gas: 0,01180 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.10
Válvulas de control de Nivel LCV-110110/LCV-110111.
Ubicación: 2"-LC-06006-AA1/ 2"-LC-06007-AA1
Descarga Condensado Depurador V-0601/V-0602
Fluido a manejar: Crudo (Líquido)
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 10 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Temperatura de operación: 100 ºF
Presión de operación: 65 psig
Flujo volumétrico: 35 BBD
Densidad liquido: 54,401 lbm/pie³
Viscosidad liquido: 1439,75 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.11
Válvula de control de presión PCV-250110/PCV-250210.
Ubicación: Entrada Gas de Compensacion hacia Separadores V-0201A/V-0201B
4”-FG-02004-AA1/4”-FG-02005-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de Operación: 65 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico: 2,3 MMPCED
Peso molecular: 20,070
Densidad: 0,270 lbm/pie³
Viscosidad: 0,01179 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.12
Válvula de control de presión PCV-250111/PCV-250211.
Ubicación: Descarga de Gas en Separadores V-0201A/V-0201B
4”-GG-02001-AA1/4”-GG-02002-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de Operación: 65 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico: 2,3 MMPCED
Peso molecular: 20,070
Densidad: 0,270 lbm/pie³
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 11 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Viscosidad: 0,01179 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.13
Válvula de control de presión PCV-260110/PCV-260210.
Ubicación: Entrada Gas de Compensacion hacia Separadores V-0202A/V-0202B
4”-FG-06002-AA1/4”-FG-06003-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de Operación: 65 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico: 1 MMPCED
Peso molecular: 20,070
Densidad: 0,270 lbm/pie³
Viscosidad: 0,01179 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.14
Válvula de control de presión PCV-260111/PCV-260211.
Ubicación: Descarga de Gas en Separadores V-0201A/V-0201B
4”-GG-02004-AA1/4”-GG-02005-AA1
Fluido a manejar: Gas natural
Presión de Operación: 65 Psig
Temperatura de Operación: 100ºF
Flujo volumétrico: 1 MMPCED
Peso molecular: 20,070
Densidad: 0,270 lbm/pie³
Viscosidad: 0,01179 Cp
Los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.15
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 12 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
4.2 Fórmulas Utilizadas para el cálculo de válvulas de control de presión
4.2.1 Cálculo del Cv (Coeficiente de la Válvula) para válvulas de control de presión.
Para el cálculo del Coeficiente de las Válvulas de Control de presión, se tomó como referencia, además del programa ValSpeQ, versión 3.88.0, las fórmulas aplicadas para flujo turbulento (gas y vapores) de la norma para dimensionamiento de válvulas de control ISA-75.01-1985 (R1995),las mismas son las que se muestran a continuación:
; donde:
Q: Caudal
N7: Constantes numéricas para ecuaciones de gas y vapor.
FP= Factor de fricción de la tubería.
Y = Factor de expansión.
P1 = Presión de Entrada.
X = Factor de caída de presión.
Gg= Gravedad específica del gas.
T1 = Temperatura de operación.
Z = Factor de compresibilidad.
4.2.2 Cálculo del Factor de Expansión Y
Según la norma para dimensionamiento de válvulas de control ISA-75.01-1985 (R1995), el factor de expansión “Y” se ve afectado por la geometría interna de la válvula, el factor de caída de presión y el factor de calor específico, la fórmula del Factor de Expansión es como se muestra a continuación:
, donde
Fk = Factor de calor específico.
XT = Factor de radio de caída de presión.
4.2.3 Cálculo del factor de Calor Específico.GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOS
DE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 13 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
, donde
k = Relación entre calor específico del gas a un volumen constante y calor específico de un gas a una presión constante; por lo tanto según dicha relación el valor para “k” de acuerdo a la norma para dimensionamiento de válvulas de control ISA-75.01-1985 (R1995), es1.32 (Gas Natural).
4.3 Cálculo del Cv para válvulas de control de flujo y nivel
El Flujo no turbulento se produce a viscosidades de fluido de alta y / o velocidades bajas. En estas circunstancias, la velocidad de flujo a través de una válvula es menor que para el flujo turbulento, y el número de Reynolds factor de FR debe ser introducido. FR es la relación de velocidad de flujo no turbulento a la velocidad de flujo turbulento.
Para el cálculo del Coeficiente de las Válvulas de Control de nivel y flujo, se tomó como referencia, además del programa ValSpeQ, versión 3.88.0, las fórmulas aplicadas para flujo no turbulento, (líquidos) de la norma para dimensionamiento de válvulas de control ISA-75.01-1985 (R1995), las mismas son las que se muestran a continuación:
Donde:
Q = Caudal
N1= Constantes numéricas para ecuaciones de líquidos no turbulentos (1gpm).
FR = Número de Reynolds.
Y = Factor de expansión.
P1 = Presión de entrada aguas arriba, es la presión estática absoluta, medida a dos diámetros nominales de la tubería aguas arriba del conjunto de válvula-accesorio
P2 = Presión de Salida. Aguas abajo
Gf=Gravedad específica de líquidos en las condiciones de aguas arriba [relación entre la densidad de líquido a la temperatura a la densidad de flujo de agua a 60 ° F (15,6 ° C)].
4.4 Conclusiones
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 14 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Para cada elemento calculado y seleccionado se aplicaron las normas correspondientes.
Los cálculos correspondientes a la selección de las válvulas de control de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en los anexos antes mencionados.
Los resultados obtenidos (Cv Requerido) para cada válvula de control son los siguientes:
CvCalculado FCV-020110/210/310: 58
CvCalculado LCV-250110/210: 72.7
CvCalculado LCV-260111/211: 190
Cv Calculado LCV-260110/210: 15.9
Cv Calculado LCV-020122: 92
Cv Calculado SDV-250110/210: 72.7
Cv Calculado PCV-110110: 138
Cv Calculado PCV-110111: 24.3
CV Calculado SDV-000110: 91.9
Cv Calculado TCV-020121: 53
Cv Calculado LCV-11010/111: 3.64
Cv Calculado PCV-250110/210: 112
Cv Calculado PCV-250111/211: 112
Cv Calculado PCV-260110/210: 43.9
Cv Calculado PCV-260111/211: 43.9
5. CÁLCULO DE PLACAS ORIFICIO
5.1 Criterios de Diseño
Los cálculos de la placa orificio FE-00110, utilizada a fin de contabilizar la cantidad de gas industrial; dichos cálculos se efectuaron con el programa DANIEL ORIFICE Flow Calculator, Versión 3.0, basado en la última revisión de la norma ISO 5167, Parte 2, Año 2003.
Para la elección del tipo de orificio de la placa a utilizar, bien sea céntrico, excéntrico o segmentado, se tomó en cuenta el fluido a manejar a través de ella (gas), al igual que la utilidad requerida (contabilizar el gas).
Se consideró para el diseño un rango diferencial óptimo para asegurar una relación Beta () entre 0,3 y 0,7, según la PIP PCCFL001 “Flow Measurement Criteria”.
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 15 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Realizado los cálculos, el Beta para todos los casos cumple con las normas mencionadas
Cálculo del radio “” para la placa orificio FE-000110
Condiciones de Proceso:
Presión de Entrada: 75 Psig
Temperatura de operación: 100 °F
Fracción de vapor: 1
Flujo Volumétrico Max (MMscfd):3.0
Peso molecular (Lb/Lbmol): 20,136
Densidad (lb/pie³):0,271
Gravedad específica: 0.61
Viscosidad (cP): 0,01178
Tamaño de la tubería: 6”, Sch: STD; Línea: 6”-GG-06006-AA1
Factor de compresibilidad (Z): 1 (asumido)
5.2 Conclusiones
Para cada placa orificio calculada y seleccionada se aplicaron las normas correspondientes.
Los cálculos correspondientes a la selección de las placas orificio de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.16
Los resultados de los “” calculados y los diámetros del orificio de las placas son los siguientes:
“” para FE-000110: 0,44673
Diámetro del orificio: 2.709 pulgadas
6. CÁLCULOS DE MEDIDORES DE FLUJO TIPO VORTEX
6.1 Criterios de Diseño
Los medidores de flujo tipo Vortex, serán utilizados a fin de contabilizar la cantidad de gas de inyección en los separadores de prueba V-0203A y V0203B. Para realizar los cálculos y determinar el tamaño correcto del medidor de flujo tipo Vortex para cada aplicación, las condiciones del proceso deberán estar dentro de las limitaciones que imponen el número de Reynolds y la velocidad del fluido a manejar según el tamaño de la línea donde será instalado el instrumento, según el programa INSTRUMENT TOOLKIT de Rosemount Inc. versión 3.0
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 16 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Cálculos de los medidores Vortex para los separadores de prueba V-0202A y V-0202B. (FT-260112/212) (Entrada Gas de Compensación)
Condiciones de Proceso:
Presión de operación: 65 Psig
Temperatura de operación: 100 °F
Flujo Max (MMSCFD):2.76
Densidad (lb/pie³):0,271
Viscosidad (cP): 0,01178
Tamaño de la tubería: 4”, Sch: STD; Línea: 4”-GG-02005-AA1
Factor de compresibilidad (Z): 1 (asumido)
Cálculos de los medidores Vortex para los separadores de prueba V-0202A y V-0202B. (FT-260110/210) (Descarga Gas)
Condiciones de Proceso:
Presión de operación: 65 Psig
Temperatura de operación: 100 °F
Flujo: 1103.311 lb/h
Densidad (lb/pie³):0,271
Viscosidad (cP): 0,01178
Tamaño de la tubería: 4”, Sch: STD; Línea: 4”-GG-06002-AA1/4”-GG-06003-AA1
Factor de compresibilidad (Z): 1 (asumido)
6.2 Conclusiones
Para cada medidor de flujo tipo Vortex se utilizó el paquete Instruments Tollkit de Rosemount Inc. versión 3.0 para una selección más precisa y los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.17 y No. 18
7. CÁLCULOS DE MEDIDORES DE FLUJO TIPO CORIOLIS
Los medidores de flujo tipo Coriolis serán usados a fin de contabilizar la cantidad de crudo a la descarga de los separadores de medida, así como en la descarga de crudo en la estación de flujo. Para realizar los cálculos y determinar el tamaño correcto del medidor de flujo tipo Corilis para cada aplicación y la velocidad del fluido a manejar según el tamaño de la línea donde será instalado el instrumento, según el programa INSTRUMENT TOOLKIT de Rosemount Inc. versión 3.0
7.1 Criterios de Diseño
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 17 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
Los cálculos de los medidores Coriolis (FT-260111; FT-260211) ubicados a la descarga de los separadores de medida y FT-020110 ubicado a la descarga de las bombas se efectuaron con la herramienta InstrumentToolkit, de Rosemount Inc versión 3.0
Cálculo de los Medidores de flujo tipo Coriolis FT-260111/211
Condiciones de Proceso:
Presión de operación: 65 Psig
Temperatura de operación: 100 °F
Temperatura ambiente: 95 °F
Flujo Max (USGPM):21
Densidad (lb/pie³):54.39
Viscosidad (cP): 1439.75
Tamaño de la tubería: 4”, Sch: STD; Línea: 4”-P-02020-AA1
Cálculo Medidor de flujo tipo Coriolis FT-020110
Condiciones de Proceso:
Presión de operación: 375 Psig
Temperatura de operación: 180 °F
Temperatura ambiente: 95 °F
Flujo Max (USGPM):191.64
Densidad (lb/pie³):53.387
Viscosidad (cP): 300
Tamaño de la tubería: 8”, Sch: STD; Línea: 8”-P-05049-BA1-PP
7.2 Conclusiones
Para los medidores de flujo FT-260111/211, el modelo seleccionado de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.19
Para el medidor de flujo FT-020110 el modelo seleccionado de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.20
8. CÁLCULOS TRANSMISOR DIFERENCIAL MULTIVARIBLE
8.1 Criterios de Diseño
Se utilizó el programa INSTRUMENT TOOLKIT de Rosemount Inc. versión 3.0 para realizar los cálculos y determinar el tamaño correcto del Transmisor Diferencial Multivarible (Flujo, Temperatura y Presión).
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 18 de 20
Tamaño de la tubería: 6”, Sch: STD; Línea: 6”-GG-06006-AA1
8.2Conclusiones
Para el cálculo del transmisor diferencial de presión se utilizó el paquete Instruments Tollkit de Rosemount Inc. versión 3.0 para una selección más precisa. Y los resultados de acuerdo a las condiciones de proceso se describen en el Anexo No.21
9. CÁLCULOS VALVULAS DE SEGURIDAD
9.1 Criterios de Diseño
Se utilizó el programa TYCO Versión Pr 4.1_2012817.1 para realizar los cálculos y determinar el tamaño correcto de las válvulas de seguridad
9.2 Cálculo válvulas de seguridad
PSV-0A0101
PSV-0B0101
PSV-0A0102
PSV-0B0102
PSV-0A0103
PSV-0B0103
PSV-250110
PSV-250210
PSV-260110
PSV-260210
PSV-110110
PSV-110111
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 19 de 20
MEMORIA DE CÁLCULO DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS
9.3 Conclusiones
Las dimensiones de las válvulas y cantidad dependen de las condiciones de operación y están en concordancia con las hojas de datos incluidas en el documento AA171203-EF0D3-ID11000 Y los resultados se describen en el Anexo No.22, 23, 24, 25, 26, 27, 28
GERENCIA DE INGENIERÍA Y PROYECTOSDE INFRAESTRUCTURA AA171203-EF0D3-ID01000 Revisión 1 Página
PCIC Consultores C.A. ING2012-003-00-00-1602-MC-00 Fecha JUN.2013 20 de 20