Presentación a Latinoam. Monitoreo Electrón. Vs. Herram. Analít. Compres. Recip

PRESENTACIÓN
Dirigida a:
Empresas Latinoamericanas de:
 Energía
 Minería
 Transporte de Gas
 Instalaciones de Procesos
Caracas, abril 2013
MONITOREO ELECTRÓNICO
VERSUS
HERRAMIENTAS ANALÍTICAS
PARA
COMPRESORES
RECIPROCANTES

Presentación a Latinoam.
Monitoreo Electrón. Vs. Herram. Analít.
Compres. Recip
Rev 0 Abr13
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CONTENIDO
1.- Monitores Electrónicos Condición Compresores Reciprocantes
 Introducción
 Algunos Sistemas De Monitoreo Electrónico Existentes
 Características Generales
 Características Sistemas Portátiles
 Características Sistemas En Línea
2.- Herramientas Analíticas Para El Diagnóstico Y Optimización
De Compresores Multietapas
 Herramientas Analíticas Existentes En El Mercado
 Ventajas
 Desventajas
3.- Diagnóstico Y Optimización Válvula Compresora
 Introducción
 Desarrollos Analíticos Existentes
 Esquema Optimización Válvula Compresora

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Rev 0 Abr13
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CONTENIDO
3.- Diagnóstico Y Optimización Válvula Compresora (Cont.)
 Objetivos Globales
 Objetivos Específicos
 Tipos De Fallas Que Se Pueden Evitar
 Beneficios Económicos
 Ventajas
 Desventajas
 Herramientas Analíticas Existentes
o Método Detallado
o Método Aproximado
o Método Paramétrico
 Conclusiones Y Recomendaciones
4.- Anexos

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Rev 0 Abr13
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO TÍTULO
1 Descripción Herramientas Analíticas Compresor
Mapas Básicos Del Compresor
Mapas Propósito Especial Compresor
Análisis Dinámicos Especiales
2 Detalles Herramientas Analíticas Válvulas
Método Detallado.
Alcance Típico Ingeniería Básica
Método Aprox. Análisis Sensibilidad
Método Paramétrico
3 Algunos Sistemas De Monitoreo Electrónico
Existentes En El Mercado
4 Parte Comercial. Procura De Válvulas.
Modalidades De Contratación
5 Casos de Campo

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MONITORES ELECTRÓNiICOS Rev 0 Abr13
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MONITORES ELECTRÓNICOS CONDICIÓN
COMPRESORES RECIPROCANTES
Tlf +58.212.816.5779 Caracas, Venezuela mando@turbodina.com
Móvil: +58.414.247.1337 Orlando, Florida www.turbodina.com

Compres. Recip
INTRODUCCIÓN A LOS MONITORES ELECTRÓNICOS
Dos tipos:
 Portátiles, y
 En Linea.
Ambos sirven mismos propósitos:
 Diagnóstico Condición Mecánica:
 Del Compresor (Y Motor),
 Válvulas Compresoras Y Motrices
 Diagnóst. Eficienc. Y Balance Económ. Tren Motor – Compresor.
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Compres. Recip
INTRODUCCIÓN A LOS MONITORES ELECTRÓNICOS (Cont.)
Opciones de Sistemas Monitoreo Electrónico (Portátiles y En Línea):
 Motor + Rotativos Puros. Bajas RPM, Diesel
 Compresor + Rotativos Puros
 Motor + Compresor
 Motor + Compresor + Rotativos
 Colector Portátil De Datos Multicanal
 Balanceador Portátil De Motores
 Balanceador Simultáneo Automático Multicilindros
 Válvulas Compresoras / Motrices
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ALGUNOS SISTEMAS MONITOREO ELECTRÓNICO EXISTENTES
SIST. PORTÁTILES
 PFM2000
 Spec 1000
 Bacharach
 Carma
 Recip Trap
 Windrock 6320
 ValveAlert
 Premet / Lemag
SIST. EN LÍNEA
 Bently Nevada 3500 /System1
 Hoerbiger RecipCOM
 Prognost NT
 Premet Online
 RTOnline
 Sentinel
 Windrock OnGuard
 Valvealert Online
Todos basados en la misma tecnología (Beta Monitors Canadá). Ver Anexo 3
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CARACTERÍSTICAS GENERALES
 Complicados, engorrosos. Proclives a errores
 Requieren máquina, tubería e instrumentación en buenas condiciones
 No permiten variar parám. claves (Rpm, Pd, Ps, Paso De Carga, Etc.)
 Dificultad para analizar dinámica de válvulas
 Dificultad para analizar varias fallas concurrentes
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CARACTERÍSTICAS GENERALES (Cont.)
 Requieren analistas proficientes en disciplinas retadoras
 Difíciles de entender por operadores, mantenedores, gerencia
 Barreras culturales (idiomaticos, tecnológicos)
 Intensivos en soporte del fabricante
 Pierden calibración fácilmente
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CARACTERÍSTICAS SISTEMAS PORTÁTILES
 Pocos Fabricantes. Varios fracasaron
 Costosos
 Problemas de Calidad y soporte
CARACTERÍSTICAS SISTEMAS EN LÍNEA
 Nuevo mercado, objetivo OEM.
 Férrea Competencia OEM Componentes Vs. OEM Compresor
 Nueva Moda, Complica aún Mas Panorama de la Máquina
 Sistemas En Línea (Mantto. Basado en Codiciones) Requieren Sistemas
Portátiles (Mantto. Predictivo)
 Sistemas En Línea con Dificultad para Anticipar Fallas

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HERRAM. ANALÍTICAS VÁLV. Rev 0 Abr13
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HERRAMIENTAS ANALÍTICAS
DIAGNÓSTICO Y OPTIMIZACIÓN
COMPRESORES Y VÁLVULAS

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COMPRESORES MULTIETAPAS

Compres. Recip
QUÉ DEBO HACER CON MI VIEJO COMPRESOR ?
REPARAR ? MODERNIZAR ?DESECHAR ? OPTIMIZAR ? EXPANDIR ?
TOMA DE DECISIONES
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ESQUEMA DIAGNÓSTICO COMPRESORAS RECIPROCANTES
ANÁLISIS
TÉCNICO
INDICADOR
DE
OBSOLESCENCIA
ANÁLISIS
ECONÓMICO
CONCLUSIONES
DEL ANÁLISIS
TÉCNICO
ANÁLISIS
DE
DESEMPEÑO
HERRAMIENTAS
DE
DECISIÓN
OPCIONES
TECNOLÓGICAS
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Compres. Recip
ESQUEMA DE ANÁLISIS DE COMPRESORES RECIPROCANTES
MAPA
DESGASTE
OPTIMIZACIÓN DESEMPEÑO
MAPAS CARGA
BARRAS
CURVA
MOTOR
MAPAS EF.
VOLUMÉTRICA
TECNOLOGÍA
DETECCIÓN
FUGAS.
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Compres. Recip
ANALISIS ESPECIALES PARA COMPRESORES RECIPROCANTES
BALANCEO
CIGÜEÑAL
EXCITACIONES
TORSIONALES
PULSACIONES CAPACIDAD
MOTOR
TREN DE
MANDO
ANÁLISIS ESPECIALES
ANÁLISIS A SER REALIZADOS POR EMPRESAS ESPECIALIZADAS
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Compres. Recip
HERRAMIENTAS ANALÍTICAS EXISTENTES EN EL MERCADO
COMPRESORES MULTIETAPAS. VER ANEXO 1
 Códigos Desempeño (Performance Softwares) de Fabricantes Originales (OEM)
de Compresores
 Ahora Disponibles en Internet para el gran público
 Recomendación: Concentrarse en uno solo
 Códigos Desempeño Fabricantes de Componentes
 Comerciales
 No-Comerciales
 Códigos Desempeño Consultoras
 Normalmente No-Comerciales
 Turbodina Con Código Propio
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VENTAJAS HERRAMIENTAS ANALÍTICAS
 Permiten Variar Parámetros Claves (Rpm, Pd, Ps, Paso De Carga, Etc.)
 Permiten Análisis de Sensibilidad
 Algunas incorporan Datos del Analizador Electrónico
 Pueden Ser Desarrolladas por Cualquiera. MS Excel apropiado.
 Ampliables
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VENTAJAS HERRAMIENTAS ANALÍTICAS (Cont.)
 Económicos
 Prácticos (análisis en pantalla)
 Permiten confirmar sospechas sobre mal desempeño en válvulas
existentes. Luego, saber hacia dónde moverse.
 No requieren acercarse a la máquina. Servicio a distancia.
 Permiten variar parámetros críticos (RPM, P, T, L, D, VM) en pantalla,
asunto impráctico de lograr en sitio.
 Independencia del OEM.
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DESVENTAJAS HERRAMIENTAS ANALÍTICAS
 Necesitan entrenamiento.
 Poco amigables

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VÁLVULA COMPRESORA
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INTRODUCCIÓN OPTIMIZACIÓN VÁLVULA COMPRESORA
 Válvula componente mas crítico del compresor (causa 35%+ de fallas). En
América Latina esta cifra es posiblemente mayor. Figs. 1 y 2.
 Negocio grande como el compresor mismo.
 Desempeño difícil de medir e interpretar incluso con los analizadores
electrónicos más avanzados. Fig. 3.
 Hay tecnología para el Diagnóstico y Optimización de Válvulas desarrollada
por fabricantes durante los últimos 30 años. No ha trascendido.
 Turbodina con desarrollo propio basado en publicaciones DR y CT2.
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Compres. Recip
Figura 1.- Causas de Paradas No-Programadas en Compresores Reciprocantes
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Compres. Recip
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Figura 2 .- Válvula Compresor Reciprocante en Orientación Correcta

Compres. Recip
Área
Asiento
Área
Salida
Área
Levantamiento
Flujo a Través de la Válvula
Mayor Eficiencia se logra optimizando el flujo de gas
a través de las áreas asiento/levantamiento/salida
Fig. 3.- Patrón de Flujo del Gas en la Válvula
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Compres. Recip
Desarrollos Analíticos Existentes En El Mercado:
 Cozzani
 Turbodina
 Dresser Rand
 Ariel
 Hoerbiger
 Gas Machinery Research Counsil
 Comercialmente ninguno
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Compres. Recip
ESQUEMA DE OPTIMIZACIÓN DE VÁLVULAS RECIPROCANTES
OPTIMIZACIÓN DE
VÁLVULAS
Reversión
Carga BarrasSincronismo Golpeteo PérdidasFluctuación
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Compres. Recip
OBJETIVOS GLOBALES
 Detectar las señales reveladoras del mal desempeño de válvulas.
 Conocer los efectos del mal desempeño de válvulas sobre el funcionamiento
de todo el compresor.
 Diseñar soluciones a problemas de mal desempeño de válvulas y aumentar
así la confiabilidad operacional.
 Diseñar cambios de campo para válvulas existentes.
 Evaluar opciones de diseño propuestas.
 Diseñar/especificar válvulas para una aplicación específica.
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Compres. Recip
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
 Encontrar la causa mas probable de falla,
 Anticipar fallas indeseables, y
 Hacer análisis “qué pasa sí”, y ulteriormente,
 Optimizar la válvula,
 Evitando ensayos sobre la máquina.
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Compres. Recip
TIPOS DE FALLAS QUE SE PUEDEN EVITAR
 Plato
 Resortes
 Anillos de pistón
 Empacaduras
 Alta temperatura
 Bajo caudal
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BENEFICIOS ECONÓMICOS
Se han reportado casos con más de 50 paradas de máquina al mes por fallas
de válvulas con pérdidas asociadas de casi cien mil dólares al mes.
Pérdidas por fallas en válvulas mal aplicadas superiores a diez mil dólares al
mes, en la mayoría de los casos.
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Compres. Recip
VENTAJAS
 Económicos
 Prácticos (análisis en pantalla)
 Permiten confirmar sospechas sobre mal desempeño en válvulas existentes.
Luego, saber hacia dónde moverse.
 No requieren acercarse a la máquina. Servicio a distancia.
 Permiten variar parámetros críticos (RPM, P, T, L, D, VM) en pantalla,
imprácticos de lograr en sitio.
 Independencia del OEM.
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Compres. Recip
DESVENTAJAS
 Indiferencia de Operadores, Consultores
 Necesitan Especialización. Difíciles De Entender
 Operador idealmente familiarizado con:
 dinámica de las válvulas,
 criterios de diseño y aplicación,
 causas de diferentes tipos de mal desempeño,
 remedios, y
 relación con otros parámetros (Q, carga en barras y Td)
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Compres. Recip
HERRAMIENTAS ANALÍTICAS EXISTENTES
Métodos analíticos para el diagnóstico y optimización de válvulas:
 Método Detallado.
 Método Simplificado, y
 Método Paramétrico / Adimensional
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Compres. Recip
MÉTODO DETALLADO
Utiliza un simulador dinámico (software) para construir la gráfica de la Fig.
4 y para diagnosticar y optimizar la válvula. El simulador de Turbodina se
hizo con base en trabajos publicados por Gems.
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Compres. Recip
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2Ángulo Cigüeñal
%Apertura
100%
50
0
40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ángulo ideal
apertura válvula
Impacto sobre
el asiento
Impacto sobre la guarda
Caída
Presión <
Precarga
Resorte
Aceleración = (Fuerza Presión - Fuerza Resorte)
Masa Plato
Fuerza Resorte
> Fuerza Presión
Plato Válvula actuando como sistema
Masa - Resorte bajo influencia de fuerzas
casi balanceadas resorte/presión
Bases para el Cálculo Dinámico de Válvulas
Adaptado de Dresser - Rand de Vzla.
PMD
Fig. 4.- Curva del Comportamiento de la Válvula

Compres. Recip
MÉTODO APROXIMADO
Prescrito para Ajustar Resortes y Levantamiento del Plato a Válvulas Existentes
Y Propuestas.
Utiliza algoritmos de cálculos mas sencillos que los del Método Detallado
para construir los mapas mostrados en Fig. 6 y 7 y asi sacar
conclusiones sobre dos componentes claves de la válvula: resortes y
levantamiento del plato.
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Compres. Recip
Glossary
Eficiencia Volumétrica.EV:
Curva de la aplicación
Curva
Aplicación:
Curva de la VálvulaCurva Válvula:
-Tiempo transcurrido (Áng. Cigüeñal)
con la válvula totalmente abierta.
3:
-Tiempo (ángulo cigüeñal) para cerrar,
suponiendo válvula totalmente abierta
y fluido incompresible
2:
-Tiempo (ángulo cigüeñal) para cerrar
en ausencia de flujo através de la
válvula
1:
Punto Muerto del PistónPMD:
Fig. 5.- Nomenclatura Figuras 6, 7, 37 – 42.
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Compres. Recip
Sensibilidad al Levantamiento
Criterio de Cierre
-100
100
300
500
700
900
1100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ángulo Cigüeñal
CaídadePresión(Psi)
P.M.D


MAX

MIN

Fig. 6.- Mapa Criterio Cierre Mostrando ∆P a Través de la Válvula Vs. Tiempo y Comport. Resorte
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Compres. Recip
Sensibilidad al Levantamiento
Criterio de Apertura
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Caída de Presión (Psi)
ÁreaEquivalente(pulg2)
Curva
Válvula
EVNOM.
Curva
Aplicación
EVMÁX.
EVMÍN.
L = 0,20''
L = 0,10''
L = 0,05''
Fig. 7.- Mapa Criterio Apertura Válvula Mostrando Comport. Plato (Válv.) y Cilindro (Aplic.)
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Compres. Recip
MÉTODO PARAMÉTRICO
También llamado análisis adimensional, consiste en calcular una serie
de parámetros para una rápida evaluación del desempeño de la válvula.
Permite determinar si una válvula está bien diseñada para una aplicación
dada, utilizando familias de curvas de Parámetros Adimensionales
Dependientes construidas en función de Parámetros Adimensionales
Independientes.
Detalles en Anexo 2.
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Compres. Recip
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Monitores Electrónicos:
 útiles pero no imprecindibles
 no dan siempre buenos resultados
 Pocas fuentes, caso portátil casi un monopolio
 Experiencia local no es buena
Herramientas Analíticas:
 con potencial
 fidelidad demostrada
 versátiles y universales
 Buena experiencia local

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
ANEXOS
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Compres. Recip
Rev 0 Abr13
Tlf 0212.816.5779 Caracas, Venezuela adiestramiento@turbodina.com
Móvil: 0414.247.1337 Orlando, Florida www.turbodina.com
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ÍNDICE DE ANEXOS
Anexo Título
1 Descripción Herramientas Analíticas Compresor
Mapas Básicos Del Compresor
Mapas Propósito Especial Compresor
Análisis Dinámicos Especiales
2 Detalles Herramientas Analíticas Válvulas
Método Detallado.
Alcance Típico Ingeniería Básica
Método Aprox. Análisis Sensibilidad
Método Paramétrico
3
Algunos Sistemas De Monitoreo Electrónico
Existentes En El Mercado
4
Parte Comercial. Procura De Válvulas.
Modalidades De Contratación
5 Casos de Campo

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
ANEXO 1
DESCRIPCIÓN DEL HERRAMIENTAS ANALÍTICAS COMPRESOR
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Compres. Recip
MAPAS BÁSICOS COMPRESOR Rev 0 Abr13
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MAPAS BÁSICOS DEL COMPRESOR

Compres. Recip
1.- Curva de carga del motor
La correcta operación de una planta compresora consiste en mantener a
los compresores consumiendo una potencia mecánica cercana a la
nominal de sus accionamientos.
Apartarse de esta regla trae pérdidas económicas como consecuencia de
alguna de las dos situaciones operacionales que siguen:
48 / 149

Compres. Recip
Situaciones operacionales que traen pérdidas económicas:
- Los compresores consumen una potencia mayor que la nominal, con
lo cual se estaría sobrecargando a los accionamientos, ocasionando así
altos costos de mantenimiento y baja disponibilidad.
- Los compresores consumen una potencia menor que la nominal, con
lo cual se estaría manejando menos caudal que el permitido,
desaprovechando así la capacidad instalada.
49 / 149

Compres. Recip
Estas dos situaciones se encuentran en las plantas compresoras del sub.-
continente por razones diversas.
La solución a esta problemática está en la correcta administración de los
bolsillos variables de los cilindros compresores, para regular la potencia
consumida y optimizar así el aprovechamiento de la capacidad instalada.
50 / 149

Compres. Recip
Con esta práctica se pueden obtener incrementos en el caudal manejado,
disminución en el consumo específico de combustible y reducciones en
los costos de mantenimiento.
Para esto se cuenta con las curvas de carga del motor que representan
de forma gráfica las potencias consumidas por el accionamiento y por el
compresor a presión de succión variable con los bolsillos actuales y la
posición recomendada de estos para no sobrecargar la máquina. Ver
Figuras 8 á 13.
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Compres. Recip
52 / 149
Fig. 8.- Compresor Integral Mostrando Bolsillos Vol. Muerto Variables

Compres. Recip
MAPAS BÁSICOS COMPR. Rev 0 Abr13
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Fig. 9.- Curva Desempeño Básica Obtenida con un Simulador OEM

Compres. Recip
54 / 149
3 0 0
4 0 0
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0
9 0 0
1 0 0 0
1 1 0 0
1 2 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Curva de D esem peño G enérica
R PM =constante Pd = constante
B olsillo
V ariable
Pres de Succ.PSIG
ApereturadeBV.Pulg
Potencia.Hp
Turbodina, C .A.
Ing eniería d e R o tativos Petro leros
Caudal.MMpcnd
Potencia
T odos los
bolsillos usan la
mism a apertura
3 0 0
4 0 0
5 0 0
6 0 0
7 0 0
8 0 0
9 0 0
1 0 0 0
1 1 0 0
1 2 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Curva de D esem peño G enérica
R PM =constante Pd = constante
B olsillo
V ariable
Pres de Succ.PSIG
ApereturadeBV.Pulg
Potencia.Hp
Turbodina, C .A.
Ing eniería d e R o tativos Petro leros
Caudal.MMpcnd
Potencia
T odos los
bolsillos usan la
mism a apertura
Fig. 10.- Mapa Básico Desempeño PD 800 Puig, RPM Cte.

Compres. Recip
55 / 149
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
-4
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
Turbodina, C.A.
Ingeniería de Rotativos Petroleros
Potencia.HpCaudal.MMpcnd
ApereturadeBV.Pulg
Pres de Succ.PSIG
Bolsillo
Variable
Caudal
Potencia
Curva de Desempeño
Pd 700, 800, 900 psig, 850 RPM
900
800
700
900
800
700
700800
900
Fig. 11.- Mapa Completo Desempeño Pd 700, 800, 900 psig, 850 RPM.

Compres. Recip
56 / 149
Fig. 12.- Mapa Completo Desempeño Obtenido con Simulador OEM

Compres. Recip
57 / 149
Fig. 13.- Mapa Completo Desempeño Obtenido con Simulador OEM

Compres. Recip
58 / 149
2.- Curvas del caudal
Proporcionan un estimado de los caudales de gas asociados con
las potencias antes mencionadas. El error se estima en 5%. Ver
Figuras 8 á 13.
3.- Caudal a cualquier Posición de los Bolsillos Variables
Por motivos diversos, puede ser necesario en un momento dado
ubicar los bolsillos variables en una posición no recomendada, pero
¿qué caudal se está manejando en esta nueva posición?. Esta

Compres. Recip
59 / 149
pregunta tiene como respuesta el método para determinar el
caudal a cualquier posición del bolsillo variable. Ver punto “S” en
Figura 21. Ver Figs. 16 á 20.
4. Régimen de Carga en Barras
La carga por presión de gas se combina con la inercial para
producir la caga total sobre la barra. Fig. 14. Interesan magnitud
de los picos a tracción y compresión, así como también la
reversión.

Compres. Recip
60 / 149
Regimen de Barras
Carga vs Referencia en el Ciguenal
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
Posicion Angular. Grados
Carga(Lbf*10^-3)
Gas Atras
Gas Adelante
Resultante Gas
Inercial
Total
Fig. 14 Diagrama Carga en Barras que Combina Ambos Lados

Compres. Recip
61 / 149
MAPAS PROPÓSITO ESPECIAL

Compres. Recip
62 / 149
Mapas Del Desgaste
Contabilizan el desgaste del lado motriz y del lado compresor por
separado. Fig. 15
Mapas De Sobrecarga En Barras
Muestran los límites de resistencia mecánica de las barras de un
compresor. Dichos mapas sirven para predecir el comportamiento ante

Compres. Recip
Fig. 15.- Mapa Desempeño con Desgaste
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
HP
potencia
-5
-4
-3
-2
-1
1
2
3
4
5
6
7
5 15 25 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 135 145 155
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Presión de Succión. PSIG
MMPCND
caudal
bolsillos
100/0
0/100
0/0
DM>DC DM<DC
100/100 Pulg
Como Nuevo
Desgastado
Compresor
Desgastado
y Motor Nuevo
Compresor
Nuevo
y Motor
Desgastado
Desgaste
Actual
Mapa de Desempeño con Desgaste
Turbodina, C.A.

Compres. Recip
64 / 149
los cambios en las condiciones de proceso y determinar así la
flexibilidad del compresor. Ayuda a evitar fallas catastróficas.
Figs. 16 y 17. Ver también Fig. 22.
Reversión De Carga En Barras
Para evitar que falle la lubricación en el pasador de la cruceta, es
necesario que se revierta la carga sobre la barra en cada ciclo.

Compres. Recip
65 / 149
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
PresióndeSucción. PSIG
AperturadeBolsillo.Pulg
Barra 2
Barra 1
Bolsillo Variable
Umbral
Umbral
Zona Prohibida
Zona Permitida
Fig.16.- Mapa Sobrecarga En Barras de Compresor que Rompe Barras

Compres. Recip
66 / 149
Apdo. 69085, Caracas 1062 A, Venezuela. Tlf + fax 58.2.267.9004. E-mail Turbodin@telcel.net.ve
U m b r a l e s d e S o b r e c a r g a d e B a r r a s d e u n
C o m p r e s o r R e c i p r o c a n t e
" C o m o N u e v o " . P d 7 0 0 , 8 0 0 , 9 0 0 p s i g ,
0
0 ,5
1
1 ,5
2
2 ,5
3
3 ,5
4
4 ,5
5
5 ,5
6
6 ,5
7
7 ,5
8
8 ,5
9
9 ,5
1 0
1 5 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0
P r e s i ó n d e S u c c i ó n . P S I G
AperturadeBolsillo.Pulg
B a r r a 2
7 0 0
8 0 0
9 0 0
B a r r a 1
7 0 0
8 0 0
9 0 0
In t e r v a l o D i a r i o d e F l u c t u a c i ó n
B o l s i l l o V a r i a b l e
7 0 0
8 0 0
9 0 0
Zona Permitida
Zona Prohibida
Fig. 17 Mapa Sobrecarga Barras Mostrando Compresor que Rompe Barras

Compres. Recip
67 / 149
Usando un simulador se obtienen gráficas dónde se presenta la
situación de la reversión de la carga en barras. Interpretando
gráficas como éstas se puede diseñar soluciones a problemas
relacionados a la no-reversión de carga en barras, como son
fallas recurrentes en el pasador de la cruceta y desgaste
localizado en cojinetes de biela. Fig. 18.

Compres. Recip
68 / 149
Mapas De Eficiencia Volumétrica Constante
Los Mapas de Eficiencia Volumétrica constante muestran curvas
para succión y descarga de cada lado del cilindro. En total,
cuatro mapas por cilindro. Fig. 19 y 20.
Interesa mostrar los umbrales de baja EV en las curvas de
desempeño y la solución cuando esto representa un problema,
en forma de volumen muerto extra (espaciadores, botellas,
tapones, descargadores), etc.

Compres. Recip
69 / 149
Compresor K1
Umbrales Rev. Carga Barras
0
5
10
15
20
25
150 200 250 300 350 400
Succión - Psig
AperturaBolsilloVar-Pulg
800
Apert Max 16 Pulg
Fluctuación
Zona Permitida
Zona Prohibida
900
Pd 700
Bols.
Var.
900
800
700
Umbrales Rev.
Carga Barra
Fig. 18 Mapa Reversión Carga Barras con Problemas a Baja Pd

Compres. Recip
70 / 149
Umbrales de Eficiencia Volumétrica
"Como Nuevo". C1 Lado Delantero Pd 1350 psig
0
1
2
3
4
5
6
7
40 45 50 55 60 65 70 75 80
AperturadeBolsilloVar.Pulg
18%
33%
48%
Bolsillo Variable
Fig. 19.- Mapa Ef. Vol. Constante a PD Constante. Compresor Con Baja Ef. Vol. + Falla en Válvs.

Compres. Recip
71 / 149
Fig. 20- Mapa Eficiencia Vol. Constante a Diferentes Pd
0
1
2
3
4
5
6
7
40 45 50 55 60 65 70 75
AperturadeBolsilloVariable.Pulg
18%
33%
48%
Mapa de Eficiencia Volumétrica a la Succión
"Como Nuevo". C1 Lado Delantero Pd 1250, 1350 y 1450 psig
Pd=1250
Pd=1350
Pd=1450
Pd=1250, 1350 y 1450
Pd=1250, 1350 y 1450
Bolsillo
Variable
1250
1350
1450

Compres. Recip
72 / 149
Un compresor que opere en un régimen de baja eficiencia
volumétrica tendrá problemas de bajo flujo y presentará fallas de
válvulas además de un aumento no deseado en la temperatura
de descarga.
Por esto se hace indispensable determinar la apertura del bolsillo
variable que provocaría un régimen de baja eficiencia
volumétrica.

Compres. Recip
73 / 149
Región de Operación Segura
Los Mapas de Desempeño permiten acotar la región donde
podemos operar sin problemas, mientras implementamos
cambios remediales. Fig. 21 y 22.
Mapa Optimizado
Antes de implementar cambios remediales en la máquina,
podemos dibujar en el mapa el nuevo desempeño y chequear los
efectos colaterales... Fig. 23.

Compres. Recip
Fig. 21 Mapa Desemp. Mostrando Región Oper.
Ver Mapa Optimiz. Adelante
600
700
800
900
1000
1100
1200
Potencia
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
Caudal
Pres Succión. PSIG
Umbral de Baja Ef Vol
Barra 1
Barra 2
Zona de Operación
Bolsillo
Variable
Zona de
Sobrecarga
Motor
Recom
Umbral
Sobrecarga
Barras
S' =
5.23MM
x
S x
ApereturadeBV.Pulg
Caudal.MMpcnd
Intervalo Diario de Fluctuación
Potencia.Hp
Turbodina, C.A.
10% Sobrecarga
1063
967
Curva de Desempeño Como Nuevo
Pd 800 psig, 850 RPM
10%Sobrecarga
74 / 149

Compres. Recip
75 / 149
Fig. 22- Mapa Sobrecarga Barras Compresor que Rompe Barras. Mejor Punto de Oper.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85
Determinación del Mejor Punto de Operación
S5,5"
x
4,3"
Umbrales de
Sobrecarga en
Barras
Umbrales de Baja Ef. Vol
700
800
900
Barra 1
700
800
900
Barra 2
700
800
900
850
850
750
Pres Succ. PSI
AperturadeBolsilloVariable.Pulg

Monitoreo Electrón. Vs. Herram. Analít. Compres.
Recip
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
-4
-3,5
-3
-2,5
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
7,5
8
Potencia
Caudal
Bolsillo
Variable
Umbral de Sobrecarga de Barras
ApereturadeBV.Pulg
Pres de Succ.Psig
Caudal.MMpcndPotencia.Hp
Barra 1
Barra 2
Curva de Desempeño Optimizada
Umbral de Baja Ef. Vol
Como Nuevo
Optimizado
Barra 1
Barra 2
Fig. 23- Mapa Desempeño Optimizado
con Remedio para Barras y Válvulas
76 / 149

Compres. Recip
77 / 149
Diagramas PV
El diagrama P-V es una manera resumida y cómoda de representar
el ciclo de compresión de un compresor. Figs. 24 y 25.
Los diagramas PV teóricos permiten al operador detectar
desviaciones del desempeño óptimo e identificar los parámetros
responsables de esto.

Compres. Recip
78 / 149
Fig. 24- Diagrama PV Lado Delantero Mostrando Comportamiento Válvulas
PRESION vs. VOLUMEN
-200000
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
0 0,001 0,002 0,003 0,004 0,005 0,006
VOLUMEN DEL CILINDRO (m3)
PRESION(Pa)
Pérdidas ideales
Real
Ideal

Compres. Recip
79 / 149
Fig. 25- Diagrama PT Teórico Lado Delantero Mostrando Comport. Válvulas
PRESION vs. ANGULO DEL CIGÜEÑAL
-200000
0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
0 50 100 150 200 250 300 350 40
ANGULO DEL CIGÜEÑAL
PRESION(Pa)
Real
Ideal
Pd
Ps

Compres. Recip
80 / 149
El diagrama P-V es útil para los cálculos termodinámicos donde las
variables independientes principales usada en la ecuación de
estado PV = NRT son el volumen V y las presiones Ps y Pd.
Adicionalmente a través de este diagrama se desarrollan otros, que
son útiles para describir el comportamiento de las válvulas.
Es importante acotar que en el diagrama P-V las presiones Ps y Pd
son “internas”, es decir, las existentes dentro de la cámara del
cilindro. Dichas presiones internas son diferentes a las medidas en

Compres. Recip
81 / 149
las bridas de succión y descarga del cilindro, que se denominan
“externas”.
Este diagrama P-T es útil para analizar los momentos de apertura y
cierre de válvulas, que a su vez están relacionados con otros
parámetros importantes como reversión de la carga sobre las
barras y reversión de flujo.
Por su lado, el Diagrama PV permite calcular potencia y caudal.

Compres. Recip
82 / 149
Detección De Fugas
Esta tecnología permite detectar el preciso elemento dentro del
cilindro que fuga gas. Esto permite evitar reemplazos innecesarios
de partes todavía buenas.
Esta tecnología consiste en comparar las lecturas del analizador en
caliente contra las predicciones hechas por cálculos según la
apertura del bolsillo variable y plasmadas en los Mapas de
Eficiencia Volumétrica Constante. Fig. 26.

Compres. Recip
83 / 149
Ejemplo de un Diagnóstico Utilizando Datos de un Analizador en Caliente. Compresor Reciprocante W64
Eficiencias Volumétricas Medidas vs. Predichas(%)
Medidas Predichas
Análisis en Cal Cil Extr Succ Desc Succ Desc Succ
C1 LD 40 7 41 17 -2
LT 77 38 80 38 -4
Junio97 C2 LD 46 26 48 22 -4
LT 85 49 82 41 4
C3
LD 67 35 75 35 -11
LT 73 34 75 35 -3
C4 LD ND ND ND ND ND
LT ND ND ND ND ND
Desviación RMS = 5,35
Desviación Diagnóstico
Desc Fugas Severidad
-59 Valv Desc & Succ Alta
0 Valve Desc Ligera
18 Valve Desc Ligera
20 Analiz Succ-Desc -
0 Valv Desc Ligera
-3 Desc & Succ Valve Ligera
ND ND ND
ND ND ND
26,39
Fig. 26

Compres. Recip
84 / 149
Una vez realizada la comparación entre Medidas vs. Predichas se procede a
buscar un Patrón de Fuga que coincida con la predicción. Ocho patrones
cubren una amplia gama de fugas que incluyen válvulas, anillos, sello de la
barra e incluso mal funcionamiento del analizador. Fig. 27.

Compres. Recip
85 / 149
Fig. 27
A B C D E F G H I J
Válv Desc Válv Succ# Fuga en:
abre cierra abre cierra
EVd EVs Ts Td Qreal Patrón Comentarios
4
Sello Barra Tarde Tem-
prano
Tem-
prano
Tarde
Patrones de Fuga en Sellos Dinámicos
P
V
A: Sólo en el lado trasero
D :Realmente
E: En el papel
5
Sellos Estáticos
en la Cabeza del
Cilindro
Tarde Tem-
prano
Tem-
prano
Tarde
P
V
A: Sólo en el lado
delantero
D: Realmente
E: En el papel
6
Anillos Tarde Tem-
prano
Tem-
prano
Tem-
prano
P
V
A: Adelante y atrás
D: Realmente
E: En el papel
Patrones de Fuga 4, 5 y 6
en usados en la Tabla
Anterior

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
86 / 149
ANÁLISIS DINÁMICOS ESPECIALES
 Balanceo del Cigüeñal
 Análisis Torsional
 Acústicos (Pulsaciones) / Vibraciones

Compres. Recip
ANÁLISIS ESPECIALES Rev 0 Abr13
87 / 149
Balanceo Del Cigüeñal
Busca disminuir vibraciones y alargar la vida de cojinetes, bloque y
fundaciones. Algunos compresores integrales aceptan pequeños
cambios sin necesidad de balancear, sin embargo, a la larga terminan
rompiendo la fundación. Fig. 28 y 29.

Compres. Recip
Figura 28.- Balance Tres fuerzas bancada. Fuente: Nuovo Pignone
Cig. A Primario
Cig. A Secundario
Cig. B Primario
Cig. B Secundario
Resultante
Áng. Cigueñal
Figura 29.- Balanceo Dinámico. Fuente: Worthington
Fuerzas Balanceadas
Momentos
88 / 149

Compres. Recip
89 / 149
Análisis Torsional
Las fallas catastróficas sugieren hacer este tipo de estudio en máquinas
que han sido reconfiguradas, para evitar amplificación de los esfuerzos
por cercanía a críticas torsionales.
Esto se puede combinar con el análisis del torque máximo para
dimensionar las barras de manera que rompan primero que el cigüeñal
en caso de sobrecarga.

Compres. Recip
90 / 149
Este estudio establecería también las velocidades de calentamiento.
Estos análisis son realizados conjuntamente con empresas
especializadas con datos pre-elaborados por Turbodina.

Compres. Recip
Fig. 30.- Modelo Torsional Cigüeñal. Fte.: BHJ Dampers
Fig. 31.- Torque a RPM Variable
91 / 149

Compres. Recip
92 / 149
Análisis De Control De Pulsaciones
Los estudios se dividen en acústicos y mecánicos. Los estudios acústicos
permiten dimensionar la tubería, botellas, separadores e internos para
evitar resonancia acústica y para disminuir los niveles de pulsación hasta lo
aceptable. Los estudios mecánicos, por su parte, diseñan soportes y
cuñas.
El alcance, según API puede ser Tipo 1, Tipo 2 o Tipo 3. El Tipo 3, además
de la tubería, incorpora a los cilindros compresores y sus válvulas, en un

Compres. Recip
93 / 149
estudio completo de pulsaciones, desempeño termodinámico y modos de
vibración.
Estos análisis son realizados conjuntamente con Beta Machinery Analysis
Canadá con datos pre-elaborados por Turbodina. Ver Figuras 32 y 33.

Compres. Recip
Figura 32.- Control de Pulsaciones. Filtros Acústicos
Fig. 33.- Respuesta del Sistema a las Pulsaciones
94 / 149

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
ANEXO 2
DETALLES HERRAMIENTAS ANALÍTICAS
VÁLVULA COMPRESORA
95 / 149

Compres. Recip
DETALLES HERRAM. ANALÍT. VÁLVS. Rev 0 Abr13
MÉTODO DETALLADO
96 / 149

Compres. Recip
Fig. 34.- Diagrama % de Apertura vs Ángulo del Cigüeñal. Válvulas Cerrando
Tardíamente
97 / 149

Compres. Recip
Fig. 35.- Diagrama % de Apertura vs Ángulo del Cigüeñal Válvulas Presentando
Agitación
98 / 149

Compres. Recip
99 / 149
Levant. .140”
Levant. .063”
Ángulo
Cigüeñal
Comportamiento Ilustrativo Válvula Succión
Aumento en Eficiencia (menor caída presión)
como Resultado de un Mayor Levant.
PINT. CIL.
PS
220 240 260 280 300 320 340 360
Fig. 36.- Comportamiento Válvula Succión ante Aumento en Levantamiento del Plato

Compres. Recip
PARÁMETROS PREDICHOS
(Difíciles De Medir Con Analizadores Electrónicos)
 Velocidad De Impacto,
 Momento De Apertura Y Cierre,
 Pérdidas De Potencia,
 Presiones Internas,
 Agitación,
 Resonancia, Y
 Régimen De Carga En Barras,
100 / 149

Compres. Recip
RESULTADOS ANALÍTICOS
SUMARIO DE APERTURA Y CIERRE
 Ángulo Apertura
 Ángulo Cierre
 Max. Velocidad de Impacto
 Max. Vel. Impacto Sobre la Guarda
 Max. Vel. Impacto Sobre el Asiento
101 / 149

Compres. Recip
RESULTADOS ANALÍTICOS (CONT.)
SUMARIO DE PÉRDIDAS DE POTENCIA
 Pérdidas en las Válvulas de Succión y Descarga
 % Pérdidas en el Ciclo
102 / 149

Compres. Recip
SUMARIO DE PROPIEDADES DEL GAS
 Densidad  (Kg/m3)  Peso Molecular (Kg/mol)
 Temperatura (K)  Presión Crítica (Pa)
 Exponente Adiabático k  Temperatura Crítica (K)
 Constante R (Nm/Kg K)
103 / 149

Compres. Recip
SUMARIO DEL CICLO DE COMPRESIÓN
 Potencia Ideal  Capacidad ideal
 Pérdida en Válvulas  Capacidad Real (Teórica)
 Eficiencia Volumétrica Ideal  Reducción de Potencia Debido a la
Ef. Vol.
 Eficiencia Volumétrica Real  Potencia Resultante
 Desplazamiento  Carga y Esfuerzo Máximos sobre
la Barra
104 / 149

Compres. Recip
GRÁFICOS
 Gráfico PV
El Diagrama PV es útil para cálculos termodinámicos donde las variables
independientes Volumen, Ps y Pd son las principales usadas en la Ecuación de
Estado PV = NRT. A partir de este diagrama es posible desarrollar otros muy útiles
para describir el comportamiento de la válvula. Ver mas abajo. Algunos de los
cálculos termodinámicos son Potencia Isentrópica, caudal de gas, temperatura de
descarga y pérdidas de potencia y caudal en la válvula.
105 / 149

Compres. Recip
Gráficos (Cont.)
 Curva PT
Diagrama PT: es útil para analizar los momentos de apertura y cierre de la
válvula, que de hecho están relacionados con otros parámetros importantes como
reversión de carga sobre las barras y reversión de flujo.
106 / 149

Compres. Recip
Gráficos (Cont.)
 Levantamiento versus Ángulo (Lev. – tiempo)
Diagrama de Levantamiento: revela otros problemas potenciales como agitación,
alto impacto y cierre tardío.
 Carga en Barras versus Ángulo (Carga - Tiempo)
El Régimen de Carga sobre las Barras contiene información sobre picos de carga
y reversión de carga. La interpretación de tal diagrama permite encontrar
soluciones a los problemas relacionados como fallas en el pasador de la cruceta,
y desgaste localizado en el cojinete de biela.
107 / 149

Compres. Recip
108 / 149
DATOS UTILIZADOS
GAS COMPRESOR VÁLVULAS PLATO
Anál. Gas Suc. RPM Número de Válv. Núm. Resortes
Temp. Suc. Diam. & Carr. Area Equiv. Válv. Cte. Resorte
Pext Suc. Long. Biela Área Sólida Plato Long. Resorte Deform.
PExt. Desc. Masa Pistón Levant. Máx. Masa Plato Amortr.
Masa Barra Masa Plato
Masa Anillos Coef. Arrastre.
Diám/Masa Barra Cola Coef. Restituc.
Vol. Mtos. Del/Tras Frac. Amort. Crít.
Número Resort.
Constante Resorte
Long. Resorte Libre
Long. Resort. Defor.

Compres. Recip
DETALLES HERRAM. VÁLVS. Rev 0 Abr13
109 / 149
ALCANCE TÍPICO ING. BÁSICA
 Diagrama Flujo Proceso
 Tamaños de Cilindros
 # y Área Válvulas
 % Volúmen Muerto
 Tamaño Bols. Var. en %
 Caudales y Pot. Nominales
 Curva Desempeño (Carga)
 Filosofía Control
 Tamaño Botella Pulsación
 Balance masa y energía

Compres. Recip
110 / 149
ALCANCE TÍPICO ING. BÁSICA (Cont.)
 Tamaño Separadores Fase
 Tasa de Enfriamiento
 DTI
 Isometría Tubería
 Planos Inst. Alzado
 Soportería Tubería
 Planos Arreglo en Planta
 Soportería Cilindro
 Especific. Cilindro, Camisa, Pistón y Anillos
 Soportería Botellas
 Especificaciones Válvulas

Compres. Recip
111 / 149
ALCANCE TÍPICO ING. BÁSICA (Cont.)
 Detalles Internos Bot. Puls.
 Especif. Lubricación
 Detalles Interconex. Unid/Cil
 Especif. Instrum. Y Control
 Lista Repuestos
 Especif. Packing
 Especif. Enfriadores
 Dinámica Cigüeñal (Torsiónales,
 Balanceo Inerc.)
 Internos Separadores Fase
 Pulsaciones

Compres. Recip
MÉTODO APROXIMADO
ANÁLISIS SENSIBILIDAD VÁLVULAS
112 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad a K
Criterio de Cierre
-100
100
300
500
700
900
1100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ángulo Cigüeñal
P.M.D


MAX

MIN

Fig. 37.- Mapa Criterio Cierre Mostrando ∆P a Través de la Válvula Vs. Tiempo y Comport. del Resorte
113 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad a K
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Curva
Válvula
EVNOM
Curva
Aplicación
EVMÁX.
EVMÍN.
K nom, K máx, K mín
114 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad al Número Válvulas
Criterio de Cierre
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ángulo Cigüeñal
P.M.D


MAX

MIN

2valv
2valv

1valv
MAX

1valv
Fig. 39.- Mapa Criterio Cierre Mostrando ∆P a Través de la Válvula Vs. Tiempo y Comport. Resorte
115 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad al Número Válvulas
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Curva
Válvula
EVNOM 1Valv.
Curva
Aplicación
EVMÁX 1Valv
EVMÍN 1Valv.
2Vav
1Valv EVMÍN 2Valv.
EVNOM 2Valv.
EVMÁX 2Valv
116 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad a Masa Plato
Criterio de Cierre
-100
100
300
500
700
900
1100
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ángulo Cigüeñal
P.M.D


MAX

MIN

Fig. 41.- Mapa Criterio Cierre Mostrando ∆P a Través de la Válvula Vs. Tiempo y Comport. del Resorte
117 / 149

Compres. Recip
Sensibilidad a Masa Plato
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Curva
Válvula
EVNOM
Curva
Aplicación
EVMÁX.
EVMÍN.
m nom, m máx, m mín
118 / 149

Compres. Recip
119 / 149
MÉTODO PARAMÉTRICO
VÁLVULAS COMPRESORAS

Compres. Recip
PARÁMETRO ADIMENSIONAL EXPRESIÓN
Área Equivalente Adimensional (C)
MW
ZT
NV
nF
C
sw
eq
72280
Caída De Presión Requerida Para
Mantener La Válvula Completamente
Abierta (P)
P = P2/Pd
Frecuencia Natural Adimensional Del
Plato (E). f en Hz y N en RPM
E = 60 f/N
Eficiencia Volumétrica (VE) 





 1rClPérd1VE k
1
z
z
2
1
Volumen Muerto Adimensional (Cl) S/VM4V/VMCl 2
 sw
120 / 149

Compres. Recip
PARÁMETRO ADIMENSIONAL EXPRESIÓN
Exponente Isentrópico del Gas (k)
V
P
C
C
k 
Caída de Presión Promedio
Adimensional ( p
p
) p
p
,
2
2
2
C3
VE4VE6
C
p




Pérdida de Caudal Adimensional (L) 1)
pp
p
(L k
1k
1
1




Velocidad de Impacto Adimensional (I)
Nh
I
,
Nh
I
I SG
 G - guarda, S – asiento
121 / 149

Compres. Recip
NOMENCLATURA
P = Presión en la línea
h = levantamiento del plato
n = Número de Válvulas por Esquina
N = Velocidad del Compresor - RPM
Vsw = Volumen Barrido
Z = Compresibilidad del Gas
T = Temperatura del Gas (R)
MW = Peso Molecular del Gas
122 / 149

Compres. Recip
123 / 149
Figura 43.- Uso del Análisis Paramétrico Adimensional en el Diseño de Válvulas

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
ANEXO 3
BREVE DESCRIPCIÓN DE ALGUNOS
MONITORES ELECTRONICOS EXISTENTES
124 / 149

Compres. Recip
DESCRIPC. ANALIZ. ELECTRÓN. Rev 0 Abr13
PFM2000
Introducido a finales de los ´80. No-enfriado y con tiempo limitado para medir.
Temps no
SPEC 1000
Introducido a finales de los 80´s. Indicador de presión pico de encendido, útil
para balanceo carga.
BACHARACH
Primer indicador mecánico de presión media efectiva. Analizadores de gases de
combustión.
125 / 149

Compres. Recip
CARMA
Simulador de desempeño de compresores reciprocantes desarrollado por Beta
Monitors en los 80´s
RECIP TRAP - RTWin
Sucesor del Beta Trap, primer analizador electrónico de desempeño integrado a
Windows. Combina un aparato colector de datos (Recip Trap) con un software
reductor de datos (RTWin) en ambiente Windows. Reductor de datos con
fortalezas.
126 / 149

Compres. Recip
WINDROCK 6320
Comparable al Recip Trap, combina un aparato colector de datos con un
software en ambiente Windows. Windrock adquirió en 2010 línea de analizadores
portátiles de Dynalco, incluido el Recip Trap.
Patrón mundial para analizadores portátiles, evoluciona hacia análisis del tipo
“qué pasa si” y también hacia turbomáquinas.
VALVE ALERT
Similar al Windrock, trabaja sólo con válvulas compresoras. Versión para
motores en desarrollo.
127 / 149

Compres. Recip
PREMET
Sólo para desempeño de la combustión en motores. Popular en grandes
embarcaciones con motores europeos. Opción para vaciar datos en Windows.
Opción en línea.
BENTLY 3500 SERIES / SYSTEM 1
Originalmente para turbomáquinas. Sistema Modular integrado a la protección
(vibraciones) de la máquina. Sucesor del 3300 Series incorpora la presión del
cilindro y comunica con software reductor de datos System 1.
HOERBIGER RECIPCOM
Sólo para desempeño de compresores separables. Basado en PLC, colecta
vibraciones en el bloque y presión en cilindros para un diagnóstico global.
128 / 149

Compres. Recip
PROGNOST NT
Sólo para desempeño de compresores separables. Puede monitorear presión,
vibración, flujo de aceite y régimen torsional del cigüeñal. Adaptable a
turbomáquina.
PREMET ONLINE
Sólo para motores. Monitorea presión de combustión y régimen torsional del
cigüeñal.
RT ONLINE
Sólo para compresores. Orientado hacia ambientes de procesos. versión en
línea del Recip Trap que busca aprovechar las características del software
reductor de datos RTWin del Recip Trap, mientras monitorea y protege
continuamente a la máquina. Costoso.
129 / 149

Compres. Recip
WINDROCK ONGUARD
Basado en sencillos transmisores/monitores de vibración, PLC/DCS,
convertidores I/O, A/D, Interfases Hombre-máquina (softwares) en ambiente
Windows.
Configurable a la medida, por módulos, acepta señales de sensores
permanentes de presión.
Potencia, caudal y eficiencia del compresor vía teórica.
SENTINEL
Imagen y semejanza del On Guard. Protección y monitoreo bajo costo sin
sensores permanentes de presión. “Inteligente”.
130 / 149

Compres. Recip
131 / 149
MENTOR – VALVE ALERT
Versión en línea del ValveAlert, reduce (organiza) valores varios de la máquina
(de otros sensores) para producir reportes de condición.

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
132 / 149
ANEXO 4
PARTE COMERCIAL
PROCURA DE VÁLVULAS. MODALIDADES DE CONTRATACIÓN

Compres. Recip
PROCURA VÁLVULAS Rev 0 Abr13
133 / 149
CONTENIDO
 Comparación Entre Modalidades De Contratación
 Paquetes Llave En Mano
 Paquetes Especificaciones + Aseguramiento De Calidad
 Esquemas Posibles De Contratación
 Caso Ilustrativo
 Ventajas / Desventajas Oem
 Ventajas / Desventajas Consultora
 Alcance Típico Ing. Básica
 Alcance Típico Ing. Detalle

Compres. Recip
134 / 149
COMPARACIÓN ENTRE MODALIDADES DE CONTRATACIÓN
Esquema Estándar: Paquetes Llave En Mano
Vs.
Esquema Alternativo: Especificaciones En Mano + Aseguram. De Calidad

Compres. Recip
135 / 149
ESQUEMA ESTÁNDAR PAQUETES LLAVE EN MANO
 Ahorran esfuerzo a la corta,
 Aumentan esfuerzo a la larga,
 Aumentan costos operativos (alta tasa de fallas)

Compres. Recip
136 / 149
ESQUEMA ALTERNATIVO ESPECIFIC. EN MANO +
ASEGURAM. CALIDAD
Responde a los requerimientos específicos del proceso lo cual requieren de una
ingeniería (corta). Dicha ingeniería puede ser hecha por:
 Fabricante (OEM), o
 Consultora independiente

Compres. Recip
137 / 149
ESPECIFIC. + ASEGURAM. CALIDAD
ESQUEMAS POSIBLES DE CONTRATACIÓN
 Ingeniería Básica + IPC Auditado. Proyectos Recilindraje
 Suministro, Instalación + Aseguramiento Calidad
 Alianza OEM – Consultora

Compres. Recip
138 / 149
INGENIERÍA BÁSICA + IPC AUDITADO
PROYECTOS RECILINDRAJE. ESQUEMA 1 SUGERIDO
1. CONSULTORA Hace Ing. Básica
2. OPERADOR Licit. IPC Llave en Mano
3. CONSULTORA Audita Técnicamente Oferentes
4. OPERADOR Selec. Mejor Postor
5. CONSULTORA Realiza Aseguram. Calidad e Inspección Obra
6. GANADOR Suministra Llave en Mano
7. CONSULTORA Audita Gas + Cigüeñal + Pulsaciones
8. CONSULTORA Hace Ajustes Finos + Mapas Especiales
9. CONSULTORA Hace/Supervisa Monitoreo Condic. a Posteriori

Compres. Recip
139 / 149
PROYECTOS RECILINDRAJE. ESQUEMA 2 SUGERIDO
1. CONSULTORA Hace Ing. Básica + Detallada
2. OPERADOR Revisa y Aprueba
3. OPERADOR Licit. Suministro e Instalación Válvulas
4. CONSULTORA Revisa Técnicamente Ofertas
5. OPERADOR Selecciona Ganador
6. CONSULTORA Hace Aseguramiento Calidad e Inspección Obra
7. GANADOR Instala y Entrega
8. CONSULTORA Hace Ajustes Finos + Mapas Especiales
9. CONSULTORA Hace Monitoreo Cond. a Post.

Compres. Recip
140 / 149
CASO RECILINDRAJE. ESQUEMA 3 SUGERIDO:
OPERADOR Promueve Alianza OEM – CONSULTORA para IPC. Tendencia en
EUA

Compres. Recip
141 / 149
CONCLUSIONES INGENIERÍA BÁSICA + IPC AUDITADO
Se Espera de Esta Forma Máx. Confiabilidad y Eficiencia

Compres. Recip
142 / 149
CASO ILUSTRATIVO:
VÁLVULAS PTA. COMPRESORA. ESQUEMA IDEAL DE PROYECTO
1. CONSULTORA Diseña Válvulas para Eficiencia y Confiab.
2. OPERADOR Licita Suministro
3. CONSULTORA Audita Técnicamente las Ofertas
4. OPERADOR Selecciona Mejor Postor
5. CONSULTORA Realiza Aseguramiento Calidad
6. GANADOR Suministra Válvulas
7. OPERADOR Instala Válvulas
8. CONSULTORA Hace Ajustes Finos al Desemp. Válvulas

Compres. Recip
143 / 149
VENTAJAS OEM
 Mayor Confianza / Confiabilidad
 Propiedades Físicas y Datos ya Disponibles
 Taller Local Propio

Compres. Recip
144 / 149
DESVENTAJAS OEM
 Mayor costo
 Válvulas Estándar (No a la medida)
 Cilindros nuevos
 Costos (Extras) Fuera de Control
 Diseño Inauditable (Caja Negra), Inflex. e Irrepetible
 Cierra Mercado Local Ing. Rotativos Petroleros
 Sin Mapas Especiales

Compres. Recip
145 / 149
VENTAJAS CONSULTORA
 Respaldo Independiente Consultores Int´l
 Entrega Oportuna, Económica, a la Medida
 Diseño Independiente asegura Ef. Máx. + Flexib. Oper.
 Diseño Auditable, Flexible y Repetitible
 Autonomía Técnica OPERADOR (Varios Oferentes)
 Se pueden usar en Cilindros Usados
 Control sobre Costos (Extras) y Cronograma
 Asistencia Técnica Permanente y Económica
 Disponibles Mapas Especiales Límites Mecánicos
 Auditable la Dinámica Cigüeñal (torsión, contrapesos)
 Desarrollo Tecnológico País / Ing. Rotativos Petroleros

Compres. Recip
DESVENTAJAS CONSULTORA
 Menor Confianza / Confiabilidad
146 / 149

Compres. Recip
Rev 0 Abr13
ANEXO 5
CASOS DE CAMPO
 Casos de Compresores
 Casos de Válvulas
147 / 149

Compres. Recip
CASOS DE CAMPO Rev 0 Abr13
ALGUNOS ESTUDIOS Y PROYECTOS EN COMPRESORES RECIP
CLIENTE OBRA Y/O SERVICIO Y/O CONSULTORIA Contacto
PDVSA EPM
San Tomé
Diagnóstico y Optimización Desempeño
Compresores Recip. W64 Pta. Budare. Tot.
7200 HP. Pariaguán, Anzoátegui
Leopoldo Heredia
0283.230.1025.3717
William Marín
marinwe@pdvsa.com
0282.420.2130/40
Lasmo Vzla. BV
Optimización Termodinámica de
Compresores Recip W64 Ptas. Dación 1/2/3 –
Anzoátegui
Alain Caluwaerts
alain.caluwaerts@lasmo.com
0283.231.4152/0112
Astra Producción
Petrolera, S.A.
Optimización 2 Compres. Recip. KVG 1200
HP c/u. Pta. Compres. La Ceiba. La Ceiba,
Anzoátegui.
Orlando Dumont
odumont@repsol-ypf.com
0281.262.5708
Wilpro Energy
Services LTD, Vzla.
Optimiz. Desempeño + Invest. Falla 5500 HP
x 3000 psi Compres. Recip. WH66 Pta. Media
Presión Complejo Jusepín PDVSA.
David Markle
david.markle@williams.com
0291.660.3400
148 / 149

Compres. Recip
CASOS DE CAMPO Rev 0 Abr13
149 / 149
ALGUNOS ESTUDIOS Y PROYECTOS A COMPRESORES RECIP
CLIENTE OBRA Y/O SERVICIO Y/O CONSULTORIA Contacto
Repsol – YPF
2 Compres. Recip. KVG 1200 HP c/u. Pta.
Compres. La Ceiba. La Ceiba, Anzoátegui.
Orlando Dumont
odumont@repsol-ypf.com
0281.262.5708
PDVSA Gas Anaco
Optimización Desempeño y Manejo Gas 6
Compresores TLA510 Planta Zapatos. Total
20 KHP. Anaco Anzoátegui
José Aponte
apontejp@pdvsa.com
0282.430.1092
Inemaka, S.A.
Auditoría Desempeño - Adapt. Nuevas Cond.
Proceso + Investigación Falla Compresores
Reciprocantes WH66 5 x 5500 HP Pta. Kaki.
Maúlpa, Anzoátegui.
Javier Alcalá
javieralcala@cantv.net
0282.430.2287
Algunos datos contacto han cambiado. Detalles disponibles a solicitud. Mas en www.turbodina.com

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