Fluidos-proyecto

2017 Pro ecto

Anaya y Durand Isaías Alejandro

Team Bernoulli Ingeniers AGUILAR PADILLA BENJAMÍN CARMONA MENDIETA EVANGELINA MAYEN ALMAGUER BRUNO MAYEN NIEVES GUSTA GUSTAVO VO RUIZ VELAZQUEZ INGRID ELIZABETH

Contenido: Objetivo……………………………………………………………………………………………… Objetivo ………………………………………………………………………………………………  Alcance Bases Bas es de Diseño Dise ño Datos Dato s Económic Econ ómicos os Criteri Crit erio o de Diseño Dise ño Método Méto do de Cálcul Cá lculo o Otimi! Ot imi!aci ación ón "esultados "esulta dos #écnicos "esultados "esulta dos Económicos Económi cos Pro$rama Pro$ra ma del d el royecto r oyecto %anancia %anan cia Educativa Educati va Conclus Con clusion iones es

Objetivo:

#rasortar desde la &rontera con E'( )Bro*nsville+ ,asta una terminal de almacenamiento de ,idrocarburos en #ula -idal$o. /0000 BPD de $asolina de 102AP3 y 40000 BPD de diésel 512 AP3 utili!ando un solo oliducto' Alcance:

a Determinar la trayectoria del oliducto' b Determina el diámetro de la tuber6a )$rá&icamente y en la ecuación aro7imada+ c (bicar la locali!ación de subestaciones de bombas d Estable!ca el ro$rama de bombeo de la $asolina y el diésel en las 84 ,oras del d6a e Calcular la otencia de la bomba y su n9mero m6nimo re:uerido' f

Calcular la inversión del royecto'

Base de diseño:

#uber6a Ced 40 ,asta 10000 lb E&iciencia ;0< 3nterés =1< Periodos =0años -Datos económicos

Costo ,ombre> nuestro tiemo? @40 Costo de bombas? @=00 - Costo de motores? @0 - Cada subestación? @8000.000 Presión de Bro*nsvilleAtmos&érica Presión de #ula? 10 P3A Costo de la ener$6a eléctrica? @ 5 esos* FPs en cada subestación no debe ser mayor a 10 P3A

Criterio de Diseño

Este royecto comrende la construcción de un oliducto de =4 GH :ue artirá desde la re&iner6a de alina Cru! ubicada en Oa7aca. ,asta la re&iner6a de Minatitlán en Ieracru!' El recorrido total de la obra es 85' 84 Jm'

Punto Origen Brow!"

#$

%$Destino

#ula -idal$o

Coordenadas Geográficas atitud !

K06L N 2 5 ° 5 4

8020585N 

atitud "

&7' 2&( )0* +  2805=N Q

Durante la construcción de la ruta se tomarán en cuenta las si$uientes normas?

Para evitar con&lictos con !onas densamente obladas con ro7imidad a la tuber6a' e desarrollarán lanes de construcción esec6&icos ara el sitio. ara no inter&erir con los lanes de construcción residencial o de construcción comercial'

Durante la construcción de la ruta se tomarán en cuenta las si$uientes normas?

Para evitar con&lictos con !onas densamente obladas con ro7imidad a la tuber6a' e desarrollarán lanes de construcción esec6&icos ara el sitio. ara no inter&erir con los lanes de construcción residencial o de construcción comercial' Cru#amientos de carreteras$ auto%istas & v'as f(rreas

Ra tuber6a cru!ar6a carreteras avimentadas. utili!ando er&oraciones e instalando e:uio or debajo del corredor de transorte. a &in de evitar erturbaciones de ve,6culos o trenes en movimiento &6sico y los imactos a la cimentación de las carreteras v6as &érreas' Ros caminos no avimentados se cru!arán mediante er&oraciones. este método uede interrumir temoralmente el trá&ico mientras la !anja de la tuber6a es e7cavada a través de la carretera' Para reducir al m6nimo los retrasos del trá&ico al reali!ar cortes abiertos se imlementar6an medidas de control de trá&ico. se mantendrá abierto or lo menos un carril de trá&ico. las autoridades locales se noti&icarán debidamente de esta circunstancia' Criterios ambientales

(n objetivo en la selección y tra!o del oliducto es no intervenir con la &lora y &auna nativa. se roone la locali!ación como unto de artida la "e&iner6a en Brow!"#$$% y a lo lar$o de la trayectoria el cruce con asti!ales. con el &in de evitar con&lictos con !onas densamente obladas en las ciudades. reduciendo as6 los rie$os ara la oblación ,umana' Para evitar con&lictos or la interacción de los oliductos con ecosistemas cr6ticos. el oliducto cru!ará asti!ales y al$unas tierras a$r6colas' Para evitar con&lictos con las áreas naturales rote$idas. el royecto no cru!ará ni dañará áreas naturales restrin$idas'

En rimera instancia sobre la construcción de nuestro ducto se rocedió a investi$ar al$unas de las normas de construcción or arte de PEMES ara la

construcción de oleoductos. como lo son "TU058UPEMESU80=8 o "TU051U PEMESU80=8, or citar al$unas de ellas'

Trayectoria propuesta del oleoducto de Brownsville a Tula

Ra trayectoria resentada se ideó ara :ue &uese construida sobre el suelo. tomando en consideración :ue esta asará or !onas aledañas a oblaciones y ara ello se enterrará la tuber6a ara evitar interrumir las v6as de comunicación terrestres si$uiendo la norma !)*-+,+-P./-0++1 2diseño. construcción. insección y mantenimiento de ductos terrestres ara transorte y recolección de ,idrocarburosN'

 Acercamiento al trayecto en el que la tubería sería enterrada

Ra ruta se rocuró :ue tuviese un er&il de elevación bajo evitando !onas montañosas. recorriendo arte costera del a6s si$uiendo la norma !)*-+,3P./-0+40 Gistemas de tuber6a en lantas industriales U instalación y ruebasN.

esta se tomará como re&erencia ara la Tabricación o construcción de #uber6a ara 3nstalaciones terrestres o costa. incluye materiales. ,abilitado. 3nstalación. Montaje. insección y ruebas de las #uber6as'

Perfil de elevación

Vista del trayecto del ducto en carreteras

Para el caso de los derec,os de v6a. la norma !)*-+,+-P./-0++1$ esta nos dice :ue la tuber6a debe de tener un derec,o de v6a de 81 m de lado a lado de nuestro ducto. y ara el caso de las carreteras también se debe resetar el derec,o de v6a de las mismas' Esta construcción cercana a carreteras es oder tener en comunicación las subestaciones colocadas a través de untos clave ara oder mantener las condiciones del &luido re:ueridas. al i$ual :ue el mantenimiento de las

subestaciones. se lanea :ue tener mayor accesibilidad a los servicios de ener$6a. servicios de rearación o construcción de la misma. si$uiendo lo estiulado en la norma !)*-+,0-P./-0+40 -SISTEMAS DE TUBERÍA EN PLANTAS INSTRIALES . DISE/O Y ESPECIICACIONES DE MATERIALES  NRF-030-PEMEX-

00 siendo el cuero de la tuber6a de acero al carbón'

Tuberías de acero al carbón

uestro royecto es ensado ara atravesar 4 estados de la re9blica los cuales son #amaulias. Ieracru!. orte de Puebla e -idal$o. con una lon$itud de /m de lar$o> as6 se rocedió a locali!ar !onas rote$idas. ejidos de las !onas y tratar  de reducir en lo osible la trayectoria del ducto y su costo de construcción'

#AMA(R3PA El estado de #amaulias cuenta con ; áreas rote$idas en su territorio. estando estas en su mayor6a en la !ona oeste y sur del estado. el área selvática al sureste es rodeada ae$ándose ,acia las costas del %ol&o de Mé7ico tanto en este estado como en Ieracru!'

Vonas rote$idas? •

LAGUNA LA VEGA ESCONDIDA

•

BERNAL DE HORCASITAS

•

COLONIA PARRAS DE LA UENTE

•

EL CIELO

•

LAGUNA LA ESCONDIDA

•

ALTAS CUMBRES

•

ALTAS CUMBRES

Mapa de la vegetación en el Estado de Tamaulipas

Ieracru! Cuenta con 88 Wreas aturales Prote$idas. entre las :ue destacan Cerro de la %ala7ia. "6o Tilobobo. #embladera. Martinica. Par:ue atura. Xard6n Botánico GTrancisco Xavier ClavijeroN. -umedales de #u7an. Ra Manc,a. an Pedro del Monte. etc' Ra ubicación de todas las Wreas aturales Prote$idas :ue se encuentran en Ieracru!. se ilustran a continuación'

iendo -umedales de #u7an el área rote$ida al norte. más cercana al aso de la tuber6a or lo :ue está estará más ,acia las costas ae$ándose a las normas de construcción antes señaladas'

Vista carretera cerca de costas !arretera Veracru"#Tampico$

Puebla

El estado de Puebla cuenta con menor cantidad de !onas rote$idas al norte de su territorio. ubicándose la mayor6a en la !ona central como son? Cerro Vaotecas. Par:ue Estatal -umedal de Ielse:uillo. ierra de #ent!o. etc' Aun:ue es el aso del ducto en este estado donde nuestro er&il de elevación de la trayectoria aumenta debido a la !ona montañosa de la re$ión or arte de la ierra Madre Occidental'

-3DAR%O Tinalmente en -idal$o :ue cuenta con 5/ áreas naturales rote$idas de cometencia Tederal. Estatal yo Municial> las cuales cubren sólo =5.51;'1/ ,ectáreas. es decir el 88'/< de la suer&icie rioritaria ara la conservación y el /'/;< de la e7tensión territorial del Estado. la tuber6a recorre su trayecto en las !onas sur del Estado rodeando estas áreas rote$idas :ue se ilustran en la si$uiente ima$en'

.(todo de Cálculo

e emleó la ecuación ara cálculo de diámetro ótimo?

 P´ ( a + b ) ( Fr +1 ) XE h μ  ρ 1.32 Ce Q 2.84

0.16

0.84

1 ' 

 P +4.84

¿

¿

 DiametroÓptimo=¿ Donde? •

Ce costo ener$6a eléctrica  dólares JQ-

•

Y Tlujo

•

, ,oras de oeración al año 

•

Z Iiscosidad R6:uido

[ Densidad del &luido e reali!ó el análisis or comonente' e reali!ó el balance utili!ando?

2

2

 P1 v1  P2 v2 '  + z 1+ −W  f = + z 2 + + ∑  F 1 →2  ρ1  ρ2 2 α gc 2 α gc

Donde? P resión [ densidad ! altura v velocidad $c 58'=; &ts 8 Q\&  Potencia ]^ ft 

∑  F 

1→ 2

lb lbm

  Tricciones

 e utili!aron bombas %oulds. :ue resentan las si$uientes curvas

Del balance se obtiene Q\&. con lo cual se determina la cabe!a de la bomba' A artir de esto. se determina la resión de descar$a'  e utili!ó la ecuación de Barlo* ara determinar el esesor de la l6nea. y con eso. el n9mero de subestaciones'

 PD t = + C  2 Donde? t esesor m6nimo de tuber6a ]in^ P resión de tuber6a ]si$^ D diámetro e7terno de tuber6a ]in^  es&uer!o má7imo ermisible ]lbin 8^ C Mar$en or corrosión ]in^

O%timi#ación

 P´ ( a + b ) ( Fr +1 ) XE h μ  ρ 1.32 Ce Q 2.84

0.16

0.84

1 ' 

 P +4.84

¿

¿

 DiametroÓptimo=¿

Diámetro ótimo usando &órmula? =5';8 in  =4 in Diámetro ótimo se$9n $rá&ica?

D#8%9ro :;9#8o

MM ?$ ?o

6)00 6000 2)00 2000 1)00 1000 )00 0

3

10

12

14

15

13

20

D#8%9ro # Co!9o % o;%r?@#:

Co!9o 9o9?$

C?$#r% >% 9Fo 14* Brow!"#$$%  T?8;#@o Bo8 ?

50 HP 5) HP 70 HP 7) HP 30 HP 3) HP &0 HP &) HP 100 HP

 KP >%$ 9r?8 o

 o8?! 9o9?$%! 62

300

 T?8;#@oPo? R#@?

Po? R#@? #@o9%;%@

#@o9%;%@  TF$?@#o

 KP  KP  KP  KP >%$  o8?! >%$  o8?! >%$  o8?! >%$  o8?! 9r?8 9o9?$%! 9r?8 9o9?$%! 9r?8 9o9?$%! 9r?8 9o9?$%! o o o o 100 54 33 65

23

&2

50

30

24

34

)5

72

24

30

)2

53

20

 TF$?@#oTF$?

254 5

75

172 6

43

224 7

54

20

72

44

50

20

72

44

50

20

53

44

)5

20

54

44

)5

&&3

Bo8 ?! 9o9?$% !

620

62

2&2

62

253

23

2)2

23

265

24

220

24

220

24

212

24

203

Desués de anali!ar los resultados de cada calibre de la tuber6a )=0.=8.=4.=/.=.80+ el más ótimo ara el royecto &ue el de =4N' Con una lon$itud total de 1567m8

CFr"? >% o;%r?@#: Bo8? 30 HP 1000 &00 300 700 500

H 9

)00 400 600 200 100 0

0

1000

2000

6000

4000

)000

Q GPM CFr"? >% o8?

L%? >% o;%r?@#:

Bo8?! % ;?r?$%$o

5000

CFr"? >% o;%r?@#: Bo8? 3) HP 4)00 4000 6)00 6000 2)00

H 9 2000 1)00 1000 )00 0

0

1000

2000

6000

4000

)000

5000

Q GPM CFr"? >% o8?

L%? >% o;%r?@#:

Bo8?! % ;?r?$%$o

CFr"? >% o;%r?@#: Bo8? &) HP 4000 6)00 6000 2)00

H 9 2000 1)00 1000 )00 0

0

1000

2000

6000

4000

)000

Q GPM CFr"? >% o8?

L%? >% o;%r?@#:

Bo8?! % ;?r?$%$o

5000

CFr"? >% o;%r?@#: Bo8? &) HP 4000 6)00 6000 2)00

H 9 2000 1)00 1000 )00 0

0

1000

2000

6000

4000

)000

5000

Q GPM CFr"? >% o8?

L%? >% o;%r?@#:

Bo8?! % ;?r?$%$o

Bombas Costo nerg(tico

Para el calcular el costo de oeración de las bombas se tomó en cuenta un costo de @5 esos el *, con una e&iciencia del ;0