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¿Qué son y dónde se utilizan las estaciones de regulación y medida (ERM) de gas natural?
Con el objetivo de descarbonizar la generación eléctrica convencional, son cada vez más frecuentes las reconversiones de industrias del carbón locales por ciclos combinados de gas y vapor (CCGT) utilizando los propios recursos de gas natural existentes en minas o yacimientos cercanos.
Asimismo, en países en vías de desarrollo, en muchas ocasiones con yacimientos de gas sin explotar cercanos y disponibles, la instalación de CCGT supone un impulso al desarrollo local e independencia energética del exterior.
En este contexto, con el uso de turbinas de gas, surge la necesidad de instalaciones reguladoras y de medición de gas (ERM) con el fin de adecuar las especificaciones de suministro del gas a los requerimientos del fabricante de la turbina. Pequeñas variaciones en la composición, caudal o propiedades del gas suponen grandes variaciones en la operación de la turbina que, si no son conocidos o ajustados, pueden derivar en malfuncionamiento o rotura de la turbina.
Habitualmente, las especificaciones requeridas a un gas son las siguientes:
- Presión constante y en unos rangos determinados.
- Temperatura adecuada.
- Ausencia de impurezas, que provoquen daños en los álabes de la turbina.
- Composición y caudal determinados con el fin de regular la potencia en función de los distintos escenarios en los que deba operar la turbina a demanda.
Partes de una Estación de regulación y medición de gas natural.
Para poder controlar todas las especificaciones del gas en una ERM, ésta debe disponer de ciertos sistemas o equipos que permitan ajustar o comprobar todos los parámetros. Estas partes o equipos son, principalmente los siguientes:
- Filtros: aseguran que el gas se suministre sin impurezas sólidas. Este filtrado se puede hacer en varios pasos, dando lugar finalmente a un gas sin impurezas dentro del rango de operación de la turbina. Se disponen filtro en la entrada de la ERM y también previamente a la entrada en la turbina (al final de la ERM).
- Sistemas de medición de propiedades, como los cromatógrafos que se instalan para evaluar, en semi-continuo, la composición exacta del gas, el PCI (poder calorífico inferior) y poder así realizar los ajustes operativos.
- Sistema de medición de caudal certificado, que se utiliza para poder ajustar, junto con los sistemas de medición de propiedades, la potencia suministrada en el gas hacia la turbina, con el objeto de que puedan, igualmente, ajustarse las condiciones operativas para alcanzar una determinada potencia o rendimiento.
- Válvulas reguladoras de presión, que aseguran que la presión suministrada es acorde con la de alimentación a la turbina.
- Compresor, que asegura, ante un nivel de presión deficiente, el rango de trabajo para la turbina.
- Precalentadores, instalados en las primeras etapas de la ERM, aseguran el ajuste del punto de rocío para evitar generación de gotas congeladas tras la expansión del gas en las diferentes válvulas reguladoras. Este calentamiento habitualmente puede variar en el rango de -50ºC y +50ºC, dependiendo de las condiciones de alimentación del yacimiento o gaseoducto.
- Calentadores de alimentación a turbina que adecúan la temperatura para que esté en condiciones óptimas antes de entrar a la turbina y tras el paso por la totalidad de los equipos de la ERM. Estos calentadores utilizan habitualmente agua como fluido caloportador, que puede ser suministrada por el propio ciclo o por otros procesos.
CADE, solvencia y experiencia en ingeniería de proyectos ERMs
CADE desarrolla de manera habitual proyectos de diseño e ingeniería para este tipo de instalaciones, colaborando principalmente con compañías EPCistas o suministradores de equipos principales.
La experiencia y especialización de CADE en el desarrollo de ingeniería integral de estas instalaciones es el principal motivo por el que compañías de primer nivel internacional confían en nosotros en sus proyectos. Más de una decena de proyectos de ERM ejecutados satisfactoriamente en los últimos cinco años, que han comprendido desde la fase de ingeniería conceptual (FEED), hasta la ingeniería de detalle.
El alcance de servicios desarrollados por CADE en este tipo de proyectos comprenden de manera habitual dos fases claramente diferenciadas:
- INGENIERÍA FEED/ PROCESO. Entre los trabajos que destacarían:
- Elaboración de P&ID de proceso.
- Diagramas de flujo.
- Cálculo térmico/ hidráulico de las líneas.
- Hojas de datos de equipos/intercambiadores.
- Hojas de datos de instrumentos.
- Cálculos de especificaciones de tuberías (normas EN-13480/ ASME B31.1/ ASME B31.3).
- Cálculos /justificación de espesores de aislamiento.
- Cálculos de pérdidas de carga de discos de orificio.
- Elaboración de listados de líneas.
- Hojas de datos de válvulas.
- Hojas de datos /cálculos de válvulas de seguridad.
- Cálculo / Planos de zonas ATEX (IEC 60079-10-1/ DVGW G442/NFPA 70).
- INGENIERÍA DE DETALLE. Entre los trabajos de ingeniería de detalle capaces de ser realizados por CADE, destacan los siguientes:
- Maqueta 3D inteligente (AUTOPLANT 3D).
- Cálculos de flexibilidad de líneas (EN-13480/ ASME B31.1/ ASME B31.3).
- Cálculos de recipientes a presión (EN-13445/ ASME VIII División 1 / AD-2000, etc.)
- Cálculo estructural de estructuras soporte (bancadas) y estructuras de mantenimiento (Eurocódigo, AISC, etc.).
- Elaboración de planos isométricos de tuberías y listados de materiales (MTO).
- Planos de detalles de fabricación de estructuras soporte, estructuras de mantenimiento, barandillas, escaleras, etc.).
- Diseño de elementos de cimentación, pernos de anclaje, pernos químicos, etc.
- Requisiciones de compra de materiales.
- Requisiciones de ensayos no destructivos en tuberías y equipos.
- Gestión de compras.
- Gestión de proyecto (planificación de proyecto, informes de avance de proyecto, etc.). una
