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USOS Y OPERACIÓN DEL GAS LICUADO DE PETROLEO GERENCIA DE FISCALIZACIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS DIVISIÓN DE PLANEAMIENTO Y DESARROLLO UNIDAD DE NORMAS Y PROCEDIMIENTOS   JULIO 2011
OPERACION DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],Según el artículo 142º del Decreto Supremo Nº 027-94-EM (REGLAMENTO DE SEGURIDAD PARA INSTALACIONES Y TRANSPORTES DE GAS LICUADO DE PETRÓLEO), la cantidad máxima de GLP líquido con la que puede llenarse un tanque o cilindro estacionario o móvil depende de su tamaño, de su ubicación (sobre o bajo tierra), de la densidad del GLP que se está manejando y de su temperatura; dichos factores permitirán determinar el porcentaje máximo del volumen del tanque o cilindro que puede ser llenado con GLP, de acuerdo a lo establecido en la norma NFPA 58. Si no se consideraran todos los factores señalados, la cantidad máxima con la que podrá llenarse un tanque, expresado en porcentaje de su volumen, será la indicada en el Cuadro que sigue: CAPACIDAD DEL TANQUE CAPACIDAD DEL TANQUE Hasta 4 m 3  (Hasta ) Sobre 4 m 3  (Sobre ) % máximo de la capacidad del tanque que puede ser llenado con gas licuado líquido 80 85
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP B. Cuando se utiliza un medidor variable del nivel de líquido y el volumen del líquido se corrige por temperatura, el nivel máximo de líquido permitido deberá cumplir con la Tabla 7.4.2.2 (a), la Tabla 7.4.2.3(b) y la Tabla 7.4.2.3(c). C. Los recipientes ASME con una capacidad de agua de 1200 gal (4.54 m3) o menor llenados con el método volumétrico, deberán ser medidos de acuerdo con 7.4.3.2(A), utilizando el medidor fijo del nivel máximo de líquido, excepto que deberá eximirse de este requisito a los recipientes fabricados hasta el 31 de diciembre de 1965 inclusive. INDICADORES DE NIVEL MÁXIMO FIJO ROTOGAGE Según el punto 7.4.3.3 de la NFPA 58 – Edición 2008, cuando el recipiente sea llenado volumetricamente usando un medidor variable del nivel de líquido de acuerdo con 7.4.3.2(B), se deberá tomar la previsión para determinar la temperatura del líquido.
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],EXTRACCION DE LIQUIDO : La extracción del GLP líquido del tanque se puede realizar mediante el uso de una bomba o un compresor para GLP.  Las bombas y los compresores para GLP deben ser diseñadas, instaladas y mantenidas de tal forma que mantengan el líquido exclusivamente en las bombas y el vapor exclusivamente en los compresores. Esta tarea no resulta nada fácil al tratarse de GLP. Esto se debe a que el propano es almacenado y trasladado en su punto de ebullición. En este estado, cualquier energía térmica adicional que reciba el propano líquido causará la formación de vapor, y cualquier pérdida de energía que experimente el propano en forma de vapor ocasionará la condensación del vapor a líquido. BOMBA COMPRESOR
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],EXTRACCION DE VAPOR: La extracción de vapor de GLP de un recipiente reduce la presión contenida. Esto causa que el líquido “hierva” en un intento de restaurar la presión por medio de la generación de vapor para reemplazar aquel vapor que fue extraído. El “calor latente de vaporización” requerido es cedido por el líquido, lo que causa que la temperatura del líquido baje como resultado del calor consumido. El calor perdido a causa de la vaporización del líquido es reemplazado por el calor del aire que rodea el recipiente. Este calor es transferido del aire al líquido por medio de la superficie metálica del recipiente. El área del recipiente en contacto con el vapor no se considera porque el calor absorbido por el vapor es insignificante. La parte de la superficie del recipiente que está bañada en este líquido se llama “la superficie mojada”. Mientras más grande sea esta superficie mojada, es decir, mientras más líquido haya en el recipiente, más grande será la capacidad de vaporización del sistema.
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],EXTRACCION DE VAPOR  (Continua): Un recipiente más grande tendrá una superficie mojada más grande y por lo tanto tendrá una capacidad de vaporización mayor. Si el líquido en el recipiente recibe el calor para la vaporización del aire exterior, mientras más alta sea la temperatura exterior, más alto será el índice de vaporización del sistema. Como ejemplo, en la tabla adjunta se muestra como todo esto afecta el índice de vaporización de los cilindros de 100 libras. Nótese en esta tabla que las peores condiciones para la vaporización ocurren cuando el recipiente tiene poco líquido y la temperatura exterior es baja.
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],EXTRACCION DE VAPOR  (Continua): Vaporización en Tanques : Conociendo las características del producto, el acero con el cual se fabrica el tanque y las condiciones ambientales se puede determinar la cantidad de GLP que se puede vaporizar, sin embargo existe un método aproximado y muy sencillo para estimar esta cantidad en función a la geometría del tanque y está dado por la expresión:  Q= D x L x K (Q está en BTU/hora) .
1. ALMACENAMIENTO DEL GLP ,[object Object],EXTRACCION DE VAPOR  (Continua): Para tanques superficiales, se utiliza la TABLA 1 (se considera nivel mínimo o de reposición del tanque entre 20 y 30% a criterio del proyectista). Cuando los tanques deben ser enterrados, se considera que la capacidad de vaporización natural se reduce en un 40%, en estos casos se utiliza la TABLA 2 (se considera nivel mínimo o de reposición del tanque entre 20 y 30% a criterio del proyectista). TABLA 1 TABLA 2
2. TRANSFERENCIA DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2. TRANSFERENCIA DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2. TRANSFERENCIA DEL GLP BOMBA ROTATORIA DE ASPAS BOMBA DE TURBINA REGENERADORA BOMBA DE ENGRANAJE
2. TRANSFERENCIA DEL GLP ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2. TRANSFERENCIA DEL GLP FIGURA 1
2. TRANSFERENCIA DEL GLP FIGURA 2
2. TRANSFERENCIA DEL GLP TRANSFERENCIA DEL GLP LIQUIDO: Compresor para GLP : El método más flexible para bombear propano líquido es con un compresor, que es un dispositivo diseñado para manipular vapor, y solamente vapor. ¿Cómo se logra esto? Considerando que se puede mover cualquier fluido, ya sea vapor o líquido, si creamos una diferencia de presión entre dos puntos. Podemos utilizar un compresor para crear una diferencia de presión entre los espacios de vapor de dos tanques. Si la sección de líquido de dichos tanques está conectada, la diferencia de presión ejercida por el vapor ocasionará que el líquido comience a fluir desde el tanque de alta presión hacia el de baja presión (Ver la FIGURA 3). COMPRESOR PARA GLP
FIGURA 3
2. TRANSFERENCIA DEL GLP Compresor para GLP (continua) : Como sabemos, los cambios en la presión interna en un tanque de propano pueden producir ya sea condensación ó ebullición. El trasiego de líquidos mediante un compresor, es posible debido a que el mismo mueve el vapor más rápidamente que la evaporación y condensación que ocurren en el sistema. El flujo inducido es igual al volumen de gas descargado del compresor, si se escoge un compresor lo suficientemente grande como para que puedan obviarse los efectos de ebullición y condensación. El aumento de presión a través del compresor será igual a la disminución de presión debido a la fricción del líquido contra la tubería. La experiencia a través de los años, ha demostrado que las tuberías diseñadas para que se produzca una caída de presión de 30 psi ó menos, dan mejores resultados. Una caída de presión más alta, ocasiona una mayor condensación y ebullición, y disminuye el flujo, debido a que el volumen descargado por el compresor será menor.
2. TRANSFERENCIA DEL GLP TRANSFERENCIA DEL GLP VAPOR: La transferencia del GLP vapor hacia los puntos de consumo se realiza sin la necesidad de una bomba o un compresor, solo por efecto de la presión de vapor del GLP en el tanque, la cual es reducida mediante reguladores hasta la presión que necesita el aparato de consumo. Dependiendo de la presión de vapor del GLP se calcula el diámetro del tubo o tubería.
3. COMBUSTION DEL GLP El valor calorífico del GLP por unidad de masa es más alto que el de la gasolina o el diesel. Sin embargo, debido a su baja densidad (casi dos veces más liviana que el agua) en base a volumen tiene un valor calorífico menor, lo cual es una desventaja. El GLP consiste casi en su totalidad de carbono e hidrógeno e impurezas no significativas. Para el propano comercial el total de aire requerido es alrededor de 24 volúmenes por volumen de gas y el contenido de dióxido de carbono resultante del proceso de combustión es de 13.8%. Para el butano el requerimiento de aire es alrededor de 30 volúmenes por volumen de gas y el dióxido de carbono resultante es de 14.1%. QUEMADORES : El método para quemar el gas es materia de muchos estudios e investigaciones, debido a las complejas características del mismo. La función de los quemadores de gas es tratar de obtener el máximo de energía de este combustible, lo cual se logra empleando presiones precisas, aberturas controladas, mezclas de aire y gas en forma proporcionada y otros detalles que a continuación  analizamos:
QUEMADORES (continuación) : Combustión controlada : Se denomina así al fuego que se produce cuando el GLP y el aire se mezclan en cantidades tales que el gas logra una combustión completa y se crea una llama constante. El flujo de gas en un quemador es controlado por el diámetro del orificio del inyector y por la presión del gas antes del inyector. La cantidad de aire que se mezcla con el gas antes de los orificios de quemado es controlada por el obturador de aire, El aire agregado al gas antes de la combustión se denomina aire primario. Cuando un quemador usa aire primario produce una llama azul, de lo contrario la llama será de color amarillo. 3. COMBUSTION DEL GLP UN TIPO DE QUEMADOR PARA GLP
3. COMBUSTION DEL GLP AIRE PRIMARIO AIRE SECUNDARIO COMBUSTIBLE
QUEMADORES (continuación) : En todos los quemadores el aire que rodea la llama pasado el orificio de quemado, se incorpora también a la combustión y se denomina aire secundario. Si en un fuego se utilizan las cantidades apropiadas de aire primario y aire secundario se obtiene como resultado una llama eficiente y silenciosa, además de una combustión completa. Explosión : Una explosión viene a ser una combustión muy rápida y sin control, se caracteriza por una liberación de energía tan rápida que parece instantánea. En el caso del GLP la explosión es frecuente cuando se produce un escape de combustible y este se mezcla con el aire y entra en contacto con una fuente de ignición. Límite de Inflamabilidad : Si hacemos un análisis de las diversas mezclas de GLP y aire en presencia de una fuente de ignición podemos observar lo siguiente: 3. COMBUSTION DEL GLP
3. COMBUSTION DEL GLP QUEMADORES (continuación) : Si tenemos la mezcla 100% aire y 0% GLP, no hay combustión por falta de combustible. Agregamos gradualmente cantidades de GLP manteniendo encendida la fuente de ignición y podremos observar que la llama o combustión se propaga, a partir de cierta cantidad de GLP en el aire, si continuamos agregando GLP llegará un punto en que la llama se apagará y situación que se mantiene hasta llegar el extremo 100% GLP y 0% aire. De esto podemos deducir que existen rangos de mezcla AIRE-GLP dentro de los cuales se produce y mantiene la combustión. Los porcentajes mínimos y máximos de GLP en el aire para producir combustión se conocen con el nombre de LIMITES DE INFLAMABILIDAD o RANGOS DE EXPLOSIVIDAD inferior y superior del GLP. Los límites de inflamabilidad de los gases licuado de petróleo son muy cercanos, es decir, su rango es pequeño con respecto a otros gases. Esto se refleja en la seguridad del GLP, al ser usado como combustible, por ser menos probable que en el caso de una fuga se forme una mezcla explosiva. Cuando uno conecta un cilindro de gas nuevo en una cocina, se observa que el quemador no enciende de inmediato a pesar de percibir olor a gas, esto se debe a que el gas debe sobrepasar el porcentaje en volumen del límite inferior de inflamabilidad.
3. COMBUSTION DEL GLP QUEMADORES (continuación) : Cuando el porcentaje del gas sobrepasa el límite superior de inflamabilidad, no es posible el encendido de la mezcla. Esto lo podemos observar también en un auto, cuando el carburador falla y no envía cantidad suficiente de vapor de GLP a la cámara de combustión, no se logra el encendido; y cuando entra cantidad excesiva de vapor tampoco se logra el encendido y  se dice que el auto “se ahogó”. Aire requerido para la combustión completa : Para lograr una combustión completa, por cada litro de GLP en estado vapor se requieren 26 litros de aire.
MUCHAS GRACIAS

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Operación del GLP 2da Parte

  • 1. USOS Y OPERACIÓN DEL GAS LICUADO DE PETROLEO GERENCIA DE FISCALIZACIÓN DE HIDROCARBUROS LÍQUIDOS DIVISIÓN DE PLANEAMIENTO Y DESARROLLO UNIDAD DE NORMAS Y PROCEDIMIENTOS JULIO 2011
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  • 6. 1. ALMACENAMIENTO DEL GLP B. Cuando se utiliza un medidor variable del nivel de líquido y el volumen del líquido se corrige por temperatura, el nivel máximo de líquido permitido deberá cumplir con la Tabla 7.4.2.2 (a), la Tabla 7.4.2.3(b) y la Tabla 7.4.2.3(c). C. Los recipientes ASME con una capacidad de agua de 1200 gal (4.54 m3) o menor llenados con el método volumétrico, deberán ser medidos de acuerdo con 7.4.3.2(A), utilizando el medidor fijo del nivel máximo de líquido, excepto que deberá eximirse de este requisito a los recipientes fabricados hasta el 31 de diciembre de 1965 inclusive. INDICADORES DE NIVEL MÁXIMO FIJO ROTOGAGE Según el punto 7.4.3.3 de la NFPA 58 – Edición 2008, cuando el recipiente sea llenado volumetricamente usando un medidor variable del nivel de líquido de acuerdo con 7.4.3.2(B), se deberá tomar la previsión para determinar la temperatura del líquido.
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  • 14. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP BOMBA ROTATORIA DE ASPAS BOMBA DE TURBINA REGENERADORA BOMBA DE ENGRANAJE
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  • 16. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP FIGURA 1
  • 17. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP FIGURA 2
  • 18. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP TRANSFERENCIA DEL GLP LIQUIDO: Compresor para GLP : El método más flexible para bombear propano líquido es con un compresor, que es un dispositivo diseñado para manipular vapor, y solamente vapor. ¿Cómo se logra esto? Considerando que se puede mover cualquier fluido, ya sea vapor o líquido, si creamos una diferencia de presión entre dos puntos. Podemos utilizar un compresor para crear una diferencia de presión entre los espacios de vapor de dos tanques. Si la sección de líquido de dichos tanques está conectada, la diferencia de presión ejercida por el vapor ocasionará que el líquido comience a fluir desde el tanque de alta presión hacia el de baja presión (Ver la FIGURA 3). COMPRESOR PARA GLP
  • 20. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP Compresor para GLP (continua) : Como sabemos, los cambios en la presión interna en un tanque de propano pueden producir ya sea condensación ó ebullición. El trasiego de líquidos mediante un compresor, es posible debido a que el mismo mueve el vapor más rápidamente que la evaporación y condensación que ocurren en el sistema. El flujo inducido es igual al volumen de gas descargado del compresor, si se escoge un compresor lo suficientemente grande como para que puedan obviarse los efectos de ebullición y condensación. El aumento de presión a través del compresor será igual a la disminución de presión debido a la fricción del líquido contra la tubería. La experiencia a través de los años, ha demostrado que las tuberías diseñadas para que se produzca una caída de presión de 30 psi ó menos, dan mejores resultados. Una caída de presión más alta, ocasiona una mayor condensación y ebullición, y disminuye el flujo, debido a que el volumen descargado por el compresor será menor.
  • 21. 2. TRANSFERENCIA DEL GLP TRANSFERENCIA DEL GLP VAPOR: La transferencia del GLP vapor hacia los puntos de consumo se realiza sin la necesidad de una bomba o un compresor, solo por efecto de la presión de vapor del GLP en el tanque, la cual es reducida mediante reguladores hasta la presión que necesita el aparato de consumo. Dependiendo de la presión de vapor del GLP se calcula el diámetro del tubo o tubería.
  • 22. 3. COMBUSTION DEL GLP El valor calorífico del GLP por unidad de masa es más alto que el de la gasolina o el diesel. Sin embargo, debido a su baja densidad (casi dos veces más liviana que el agua) en base a volumen tiene un valor calorífico menor, lo cual es una desventaja. El GLP consiste casi en su totalidad de carbono e hidrógeno e impurezas no significativas. Para el propano comercial el total de aire requerido es alrededor de 24 volúmenes por volumen de gas y el contenido de dióxido de carbono resultante del proceso de combustión es de 13.8%. Para el butano el requerimiento de aire es alrededor de 30 volúmenes por volumen de gas y el dióxido de carbono resultante es de 14.1%. QUEMADORES : El método para quemar el gas es materia de muchos estudios e investigaciones, debido a las complejas características del mismo. La función de los quemadores de gas es tratar de obtener el máximo de energía de este combustible, lo cual se logra empleando presiones precisas, aberturas controladas, mezclas de aire y gas en forma proporcionada y otros detalles que a continuación analizamos:
  • 23. QUEMADORES (continuación) : Combustión controlada : Se denomina así al fuego que se produce cuando el GLP y el aire se mezclan en cantidades tales que el gas logra una combustión completa y se crea una llama constante. El flujo de gas en un quemador es controlado por el diámetro del orificio del inyector y por la presión del gas antes del inyector. La cantidad de aire que se mezcla con el gas antes de los orificios de quemado es controlada por el obturador de aire, El aire agregado al gas antes de la combustión se denomina aire primario. Cuando un quemador usa aire primario produce una llama azul, de lo contrario la llama será de color amarillo. 3. COMBUSTION DEL GLP UN TIPO DE QUEMADOR PARA GLP
  • 24. 3. COMBUSTION DEL GLP AIRE PRIMARIO AIRE SECUNDARIO COMBUSTIBLE
  • 25. QUEMADORES (continuación) : En todos los quemadores el aire que rodea la llama pasado el orificio de quemado, se incorpora también a la combustión y se denomina aire secundario. Si en un fuego se utilizan las cantidades apropiadas de aire primario y aire secundario se obtiene como resultado una llama eficiente y silenciosa, además de una combustión completa. Explosión : Una explosión viene a ser una combustión muy rápida y sin control, se caracteriza por una liberación de energía tan rápida que parece instantánea. En el caso del GLP la explosión es frecuente cuando se produce un escape de combustible y este se mezcla con el aire y entra en contacto con una fuente de ignición. Límite de Inflamabilidad : Si hacemos un análisis de las diversas mezclas de GLP y aire en presencia de una fuente de ignición podemos observar lo siguiente: 3. COMBUSTION DEL GLP
  • 26. 3. COMBUSTION DEL GLP QUEMADORES (continuación) : Si tenemos la mezcla 100% aire y 0% GLP, no hay combustión por falta de combustible. Agregamos gradualmente cantidades de GLP manteniendo encendida la fuente de ignición y podremos observar que la llama o combustión se propaga, a partir de cierta cantidad de GLP en el aire, si continuamos agregando GLP llegará un punto en que la llama se apagará y situación que se mantiene hasta llegar el extremo 100% GLP y 0% aire. De esto podemos deducir que existen rangos de mezcla AIRE-GLP dentro de los cuales se produce y mantiene la combustión. Los porcentajes mínimos y máximos de GLP en el aire para producir combustión se conocen con el nombre de LIMITES DE INFLAMABILIDAD o RANGOS DE EXPLOSIVIDAD inferior y superior del GLP. Los límites de inflamabilidad de los gases licuado de petróleo son muy cercanos, es decir, su rango es pequeño con respecto a otros gases. Esto se refleja en la seguridad del GLP, al ser usado como combustible, por ser menos probable que en el caso de una fuga se forme una mezcla explosiva. Cuando uno conecta un cilindro de gas nuevo en una cocina, se observa que el quemador no enciende de inmediato a pesar de percibir olor a gas, esto se debe a que el gas debe sobrepasar el porcentaje en volumen del límite inferior de inflamabilidad.
  • 27. 3. COMBUSTION DEL GLP QUEMADORES (continuación) : Cuando el porcentaje del gas sobrepasa el límite superior de inflamabilidad, no es posible el encendido de la mezcla. Esto lo podemos observar también en un auto, cuando el carburador falla y no envía cantidad suficiente de vapor de GLP a la cámara de combustión, no se logra el encendido; y cuando entra cantidad excesiva de vapor tampoco se logra el encendido y se dice que el auto “se ahogó”. Aire requerido para la combustión completa : Para lograr una combustión completa, por cada litro de GLP en estado vapor se requieren 26 litros de aire.