instrumentación de turbinas

PDVSA N° TíTULO

REV. FECHA DESCRIPCIÓN PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

VOLUMEN 9–II

� PDVSA, 2005

K–373 INSTRUMENTACIÓN DE TURBINAS

Emisión Original

César Eizaga Luis TovarOCT.08 OCT.08

PROCEDIMIENTO DE INGENIERÍA

OCT.08 C.E0 7 C.E L.T

MANUAL DE INGENIERÍA DE DISEÑO

ESPECIALISTAS

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Índice1 OBJETIVO 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 American Petroleum Institute (API) 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 National Fire Protection Association (NFPA) 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Petróleos de Venezuela – PDVSA 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICIONES 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 REQUERIMIENTOS GENERALES 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA Y PAROPARA TURBINAS DE GAS 4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA Y PAROPARA TURBINAS DE VAPOR 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8 BIBLIOGRAFÍA 7. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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1 OBJETIVOEstablecer los requisitos técnicos mínimos de instrumentación, monitoreo,control, alarma y paro de turbinas de gas y vapor a ser instaladas en los diferentesprocesos e instalaciones de la industria petrolera y energética, a fin de garantizaruna operación eficiente y segura.

2 ALCANCEEsta norma cubre los requerimientos de PDVSA para la instrumentación,monitoreo, control, alarma y paro de turbinas a gas y vapor.

La aplicación de esta norma está sujeta a los niveles de instrumentación demaquinaria indicados en la norma PDVSA K–339. Ver norma PDVSA K–339 paradeterminar el nivel de requerimientos de instrumentación de turbinas.

Todas las instrucciones de las normas K–300 y K–335 deben ser cumplidas.

3 REFERENCIAS

3.1 American Petroleum Institute (API)612 2005 Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries – Steam

Turbines – Special Purpose Applications.670 2004 Machinery Protection Systems.

3.2 National Fire Protection Association (NFPA)NFPA 85 2007 Boiler and Combustion Systems Hazards Code

3.3 Petróleos de Venezuela – PDVSAK–300 PDVSA Instrumentation Introduction.K–335 Packaged Unit Instrumentation.K–339 Instrumentación De Equipos Rotativos.IR–P–01 Safety Interlock Systems, Emergency Isolation, Emergency

Depressurization and Emergency Venting Systems.

4 DEFINICIONESTodas las definiciones se muestran en la especificación PDVSA K–300 “PDVSAInstrumentation Introduction”.

5 REQUERIMIENTOS GENERALES5.1 Las turbinas forman parte de los sistemas de potencia y servicios industriales

asociados a plantas de refinación, plantas compresoras, petroquímica y plantasde generación eléctrica, cuya finalidad principal es la de generar potenciarequerida. Existen escencialmente dos (2) clases Aeroderivadas e Industriales:

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http://ltqint35/intraspex/intraspex.dll

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5.1.1 Aeroderivadas: compuestas por un generador o productor de gases,originalmente diseñado para uso de aviación y modificado para uso industrial,acoplado termodinámicamente a una turbina de baja presión o de potencia, la cualprovee la energía mecánica final. Los generadores o productores de gas constande una compresor de flujo axial, cámara de combustión, turbina de alta presióno primera etapa, y turbina de presión intermedia o segunda etapa. Las turbinasde potencia o de baja presión, normalmente constan de un bastidor y una volutade escape.

5.1.2 Industriales: comunmente diseñada como un solo equipo, y puede fabricarse endos tipos:

a. Un solo eje o eje único: mayormente usada en aplicaciones de generacióneléctrica y consta de un compresor axial, una o varias ruedas de turbina,entregando la potencia mecánica por el lado frío (compresor axial) o por el ladocaliente (turbina).

b. Dos ejes o Doble eje: uso ampliado en aplicaciones de potencia mecánica(compresión / bombeo), y su construcción es muy similar a las aeroderivadas,pero el productor de gases es de uso y aplicación industrial, diferenciandose enla robustez, relación peso/volumen de los primeros.

5.2 Se deben instalar analizadores en línea para medir los niveles de NOx, SOx yCO2, entre otros, de los combustibles no quemados a la salida de los gases deescape, para asegurar la conformidad con las regulaciones de emisiones E.P.Ay el Ministerio del Poder Popular para el Ambiente.

5.3 Adicionalmente a los requerimientos de alarma y paro establecidos en la normaPDVSA IR–P–01 y NFPA 85, deben cumplirse los requerimientos de alarma y paroestablecidos en los puntos 6 y 7 de esta norma.

6 REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA YPARO PARA TURBINAS DE GAS

6.1 Los requerimientos de monitoreo, control, alarma y paro a ser tomados en cuentapor el diseñador del sistema de instrumentación, asociados a las variables deproceso fundamentales de las turbinas a gas se muestran en la Tabla 1.

TABLA 1. REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA Y PARO PARATURBINAS A GAS ASOCIADOS A VARIABLES DE PROCESO FUNDAMENTALES

Variable de Proceso Monitoreo Control Alarma ParoVelocidad del generador de gas X X A/B A/B

Presión de descarga del compresor axial X X/C

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Variable de Proceso ParoAlarmaControlMonitoreoTemperatura promedio, independiente ypresión de los gases de escape delgenerador de gas

X X/D A A

Flujo del gas combustible X X

Presión diferencial de los filtros de aire X A

Presión del cabezal del gas combustible X A/B A/B

Posición de los alabes variables (dondeaplique)

X

Temperaturas de aceite de entrada y desalida del enfriador

X

Temperatura de aceite lubricante X A A

Presión de suministro del aceite lubricante X B B

Nivel del tanque de aceite lubricante X B B

Temperaturas de sumideros (dondeaplique)

X A A

Presión de barrido. (donde aplique) X B B

Vibración (vertical/horizontal) de todos loscojinetes/rodamientos (donde aplique)

X A A

Vibración de carcasa (donde aplique) X A A

Temperatura del Cojinete (donde aplique) X A A

Temperatura de Drenaje de Aceite delCojinete (donde aplique)

X A A

Temperatura de Suministro de AceiteLubricante.

X A A

Temperatura de la cabina del generadorde gas.

X A A

Estado de los motores de enfriamiento(encendido/apagado).

X

Posición de la válvula (donde aplique) X X

(dondeaplique)

A/E A/F

Temperatura del gas combustible paraverificar el sistema de calentamiento

X X

(dondeaplique)

B

Presión del aceite hidráulico X B B

Presión diferencial de los filtros de aceitehidráulico

X A

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Variable de Proceso ParoAlarmaControlMonitoreoPresión de descarga del compresor axialdel generador de gas

X

Temperatura de la cabina de la turbina depotencia

X A A

Notas:

A: Indica alto valor de la variable.

B: Indica bajo valor de la variable.

C: Control de Aceleración y desaceleración de la unidad a través de la velocidad.

D: Control mediante manipulación de la velocidad.

E: Posición de la valvula > 5% en relación a la posición esperada.

F: Falla de posición.

7 REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA YPARO PARA TURBINAS DE VAPOR

7.1 Los requerimientos de monitoreo, control, alarma y paro a ser tomados en cuentapor el diseñador del sistema de instrumentación, asociados a las variables deproceso fundamentales de las turbinas de vapor (a excepción de lo establecidoen las normas API 612 y 670) se muestran en la Tabla 2.

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TABLA 2. REQUERIMIENTOS DE MONITOREO, CONTROL, ALARMA Y PARO PARATURBINAS DE VAPOR ASOCIADOS A VARIABLES DE PROCESO FUNDAMENTALES

Variable de Proceso Monitoreo Control Alarma ParoVelocidad X A/C/D

Presión del vapor de entrada de la turbina X X A

Temperatura del vapor de entrada de laturbina

X x A

Temperatura en el escape de la turbina X

Temperatura de cojinetes X

Porcentaje de apertura de las válvulas decontrol

X X

Flujo másico de vapor a la entrada de laturbina

X

Flujo másico de vapor de cada una de lasextracciones

X

Presión de Vacío X B

Nivel de Líquido del condensador X A/B A

Presión de vapor de sello X X

Nota:

A: Indica alto valor de la variable.

B: Indica bajo valor de la variable.

C: Hasta 15% de sobrevelocidad cuando los equipos conducidos seangeneradores.

D: Hasta 10% de sobrevelocidad cuando los equipos conducidos seancompresores.

8 BIBLIOGRAFÍAAPI 616 Gas Turbines for Refinery Services.

ISO 2954 Mechanical Vibration of Rotating and Reciprocating Machinery –Requirements for Instruments for Measuring Vibration Severity.

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