Manual

CONTENIDO

1.0 OBJETIVO ..................................................................................................................................... 7 2.0 ALCANCE ...................................................................................................................................... 7 3.0 DECLARACION DE PROPIEDAD ......................................................................................................

7 4.0 REFERENCIAS ............................................................................................................................... 7 5.0 DEFINICIONES ............................................................................................................................... 8 6.0 RESPONSABILIDADES ................................................................................................................... 8 7.0 ACCIONES Y METODOS ................................................................................................................. 8 7.1. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO ................................................................................................ 8 7.2. DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE COMPRESIÓN ............................. 8 7.2.1. Motor de Combustión a Gas .......................................................................................... 10 7.2.1.1. Descripción General .............................................................................................. 10 7.2.1.2. Principio de funcionamiento ................................................................................. 11 7.2.1.3. Sistemas del motor ............................................................................................... 13 7.2.1.4. Sistema de gas combustible. ................................................................................ 16 7.2.1.5. Sistema de Admisión y Escape ............................................................................. 16 7.2.1.6. Sistema De Refrigeración. .................................................................................... 17 7.2.1.7. Sistema De Admisión De Aire Y Escape. .............................................................. 19 7.2.1.8. Sistema De Lubricación. ....................................................................................... 22 7.2.1.9. Sistema De Arranque. ........................................................................................... 23 7.2.1.10. Sistema eléctrico ................................................................................................... 24 7.2.2. Compresor Reciprocante ............................................................................................... 24 7.2.2.1. Descripción General .............................................................................................. 25 7.2.2.2. DESCRIPCIÓN de Funcionamiento ...................................................................... 26 Página 1 de 52

7.2.2.3. Condiciones de diseño. ......................................................................................... 26 7.2.2.4. Condiciones de operación ..................................................................................... 27 7.2.2.5. Elementos Asociados ............................................................................................ 28 7.2.2.6. Sistemas del compresor ....................................................................................... 28 7.2.3. INTERCAMBIADOR DE CALOR (COOLER) ....................................................................... 31 7.2.3.1. Descripción de funcionamiento ............................................................................ 31 7.2.3.2. Condiciones de operación. .................................................................................... 31 7.2.3.3. Elementos asociados ............................................................................................ 32 7.3. SISTEMA DE CONTROL Y PROCESO ....................................................................................... 33 7.3.1. Motor ............................................................................................................................... 33 7.3.1.1. Sistema de control ................................................................................................ 33 7.3.2. COMPRESOR, COOLER, SKId ......................................................................................... 34 7.3.2.1. Sistema de Control ................................................................................................ 34 7.3.2.2. SISTEMA DE SEGURIDAD. ..................................................................................... 34 7.4. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL DEL SISTEMA .................................................. 35 7.4.1. Actividades preliminares ................................................................................................ 35 7.4.1.1. Requerimiento de personal .................................................................................. 35 7.4.1.2. Aplicación de seguridad Operacional ................................................................... 35 7.4.1.3. Uso de elementos de protección personal (EPP) ................................................ 35 7.4.1.4. Documentos Relacionados ................................................................................... 35 7.4.1.5. Chequeo Inicial. ..................................................................................................... 36 7.4.1.6. Chequeo general ................................................................................................... 36 7.4.1.7. Sistema de lubricación Motor y compresor. ........................................................ 37 7.4.1.8. Sistema de enfriamiento ....................................................................................... 37 7.4.1.9. Sistema de Gas combustible ................................................................................ 37 7.4.1.10. Sistema de Arranque ............................................................................................. 38 7.4.1.11. Alineación de los sistemas. ................................................................................... 39 7.4.1.12. Drenajes de Líquidos ............................................................................................. 39 7.4.1.13. Sistema de compresión ........................................................................................ 40 7.5. FUNCIONES BÁSICAS PERSONAL DE OPERACIONES ............................................................ 41 7.5.1. Descripción funciones personal operaciones ............................................................. 41 7.6. ARRANQUE DE UNIDAD COMPRESORA ................................................................................. 41 Página 2 de 52

7.6.1. Procedimiento Arranque, purga y presurización .......................................................... 41 7.6.1.1. Arranque normal del sistema de compresión ...................................................... 41 7.6.1.2. Actividades Preliminares ....................................................................................... 42 7.6.1.3. Chequeo Inicial. ..................................................................................................... 42 7.6.1.4. El sistema está listo para arrancar. ...................................................................... 42 8.0 CONSIDERACIONES HSEQ ................................................................................................................47 9.0 RESULTADOS ESPERADOS ...............................................................................................................47 10.0 DOCUMENTOS APLICABLES .............................................................................................................48

Lista de Tablas Tabla 1 Sistemas auxiliares del sistema de compresión ......................................................................... 9 Tabla 2 Especificaciones de diseño motor Caterpillar ........................................................................... 11 Tabla 3 Especificaciones de diseño motor Waukesha........................................................................... 12 Tabla 4 Planta de gas la Cira Infantas .................................................................................................... 13 Tabla 5 Elementos del Sistema Refrigerante ......................................................................................... 18 Tabla 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape .................................................................................... 19 Tabla 7 Elementos asociados Sistema Lubricación ............................................................................... 23 Tabla 8 Componentes Sistema de Arranque .......................................................................................... 24 Tabla 9 Etapas Cilindros Compresores ................................................................................................... 25 Tabla 10 Condiciones de diseño de los compresores ........................................................................... 27 Tabla 11 Condiciones de Operación ....................................................................................................... 27 Tabla 12 Condiciones de Operación. ...................................................................................................... 31 Tabla 13 PSV JGE/4 y JGK/4 ................................................................................................................... 34 Tabla 14 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE WAUKESHA .............................................................................. 37 Tabla 15 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE CATERPILLAR ........................................................................... 38 Tabla 16 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE WAUKESHA ............................................................................. 38 Tabla 17 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE CATERPILLAR .......................................................................... 39 Tabla 18 SISTEMA DRENAJES DE LÍQUIDOS WAUKESHA ...................................................................... 39 Tabla 19 SISTEMA DRENAJES DE LÍQUIDOS CATERPILLAR ................................................................... 39 Tabla 20 SISTEMA COMPRESIÓN GAS WAUKESHA............................................................................... 40 Página 3 de 52

Tabla 21 SISTEMA COMPRESIÓN GAS CATERPILLAR ............................................................................ 40

Lista de Figuras Figura 1 Diagrama de paquete de compresión ........................................................................................ 9 Figura 2 Motor Caterpillar G 3516 .......................................................................................................... 10 Figura 3 Motor Waukesha L 7042 GSI ................................................................................................... 10 Figura 4 Motor Caterpillar ........................................................................................................................ 17 Figura 5 Sistema Refrigerante ................................................................................................................. 18 Figura 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape ................................................................................... 20 Figura 7 Compresor Reciprocante ........................................................................................................... 24 Figura 8 Funcionamiento del Cooler ....................................................................................................... 31 Figura 9 Sistema EIS motor Caterpillar y magneto Waukesha ............................................................. 33

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1.0.

OBJETIVO Definir los lineamientos de las actividades integrales, necesarias para la operación y mantenimiento adecuado y seguro, del proyecto de compresión CLCI-0286, instalada en la planta de procesos La Cira Infantas, de modo que se garantice a OXIANDINA una respuesta operativa confiable e inmediata en el cumplimiento de los diferentes programas de compresión y actividades inherentes a la operación.

2.0.

ALCANCE Este documento presenta el Manual de Operación de los sistemas de Compresión de gas reciprocante que Exterran opera y mantiene según marco contractual para el alquiler de dos unidades compresoras, Waukesha L7042 acoplada a un compresor Ariel JGK 4 y Caterpillar 3516 LE acoplada a compresor Ariel JGE 4. Describe los principales procedimientos operacionales.

3.0.

DECLARACION DE PROPIEDAD El Gerente de Operaciones del proyecto mantiene la propiedad de este documento y es responsable de asegurar que este documento sea el necesario y refleje la práctica real.

4.0.

REFERENCIAS

• Especificaciones técnicas contenidas en el contrato • Elaboración de Documentos – QUA-PRC-CO-BGC-001 • Manuales de fabricantes de unidades de compresión y equipos auxiliares • Unit main file Unit Number 311071 (CAT) • Certificate of compliance repairn & reset PSV Unit Number 311071 (CAT) • Invoice # 6591 (Ariel JGE 4) • Invoice # 6592 (Ariel JGE 4) • Invoice # 6593 (Ariel JGE 4) • Invoice # 6594 (Ariel JGE 4) • Ariel Performance JGE/4 • Unit balance data Unit Number 311071 (CAT) • Scope of Work Unit Number 311071 (CAT) • Unit main file Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Exterran packaged equipment dat sheet Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Compressor Inspection Report Modelo JGK-4 Ariel • Compressor Cylinder Inspection Report Modelo JGK-4 Ariel • Cooler Inspection Report Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Nitrogen Test Report (Relief Valve Report -JGK-4 Ariel) • Material transfer form Unit Number 735177 (WAUKESHA) • Spare part list for onshore units Number 735177 (WAUKESHA) Página 5 de 52

• Reverse engrave Number 735177 (WAUKESHA) • Ariel Performance JGK/4nction test • Panel function test units Number 735177 (WAUKESHA) • Load tester units Number 735177 (WAUKESHA) • Proflow fluid flow monitor • Swintch specifications and adjustment insructions for models KLCE/KES • D2 Flo pro valve instruction manual • Ship loose ítems units Number 735177 (WAUKESHA)

5.0.

DEFINICIONES

• BDV. Válvula de Blowdown • CCR. Cuarto de Control • DCS. Sistema de Control Distribuido • E/S. Entrada/Salida • ESD. Sistema de Seguridad y Shutdown • F&G. Fuego y Gas • GPD Galones por día • GPM Galones por minuto • HMI. Interfase Hombre-Máquina • MMSCFD. Millón de estándar pie cúbico día, medido en condiciones estándar (@ 60°F y 0 psig). • MO. Manual de Operación • msnm .Metros sobre el nivel del mar. • PC. Computadoras Personales • PCV. Válvula de Control (Regulación) de Presión • PID. Diagrama de Tuberías e Instrumentos • PSV. Válvula de Seguridad • SDA. Sistema de Detección y Alarma contra incendio • SDV. Válvula de Shutdown • SP. Set Point 6.0.

RESPONSABILIDADES El Gerente de Operaciones EXT/SC debe asegurar que las especificaciones descritas en este documento sean las necesarias para asegurar su cumplimiento y refleje la práctica real. El Supervisor de Operaciones, operador mantenedor, ayudante técnico, técnico HSEQ son responsables de la ejecución de las actividades contempladas en este documento, de acuerdo a las políticas, directrices y lineamientos operativos corporativos

7.0.

ACCIONES Y METODOS Las experiencias de EXT/SC en la operación y mantenimiento de diferentes plantas de compresión de gas, unidas a la capacidad del equipo técnico y profesional, le brindan a este último la autonomía suficiente para realizar una combinación efectiva de los diferentes Página 6 de 52

métodos de mantenimiento tradicionales, con la cual asegura altos niveles de disponibilidad y confiabilidad de los equipos. 7.1.

JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

Aumento de la confiabilidad de la planta de gas mediante la instalación de los compresores K3 A/B 7.2.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES DEL SISTEMA DE COMPRESIÓN

La descripción de este sistema se presenta en el diagrama de flujo del anexo A P&ID general 735177 y P&ID general 311071. El proyecto de compresión CLCI-0286, para la planta de gas el centro, se incluye para el aumento de la capacidad de compresión con la instalación de dos unidades compresoras la cuales se denominaran de la siguiente manera unidad compresoras K3A y K3B las cuales se integraran a un sistema existente de compresión. Que incluyen cada una: Unidad compresora No 735177 • Motor Waukesha L7042 GSI 1418 HP con sistema de admisión y escape • Compresor Ariel JGK 4 de 4 etapas, Cooler Air (Air-X-Changer Model 156-EH) • Tuberias de proceso • Skid (Patin) • Botellas y vasijas de pulsación • Scrubber (separador en cada etapa de compresión) • Válvula de alivio de presión en cada etapa • Válvula de desfogue (blow dow valve) • panel de control en skid. Unidad compresora No 311071 • Motor Caterpillar G3516 LE 1356 HP con sistema de admisión y escape • Compresor Ariel JGE 4 de 4 etapas, • Cooler Air (Air-X-Changer Model 144-EH) • Tuberias de proceso • Skid (Patin) • Botellas y vasijas de pulsación • Scrubber (separador en cada etapa de compresión) • Válvula de alivio de presión en cada etapa • Válvula de desfogue (blow dow valve) • panel de control en skid. Las 2 unidades están conectadas en paralelo a los cabezales de succión y descarga Figura 1 Diagrama de paquete de compresión

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El sistema de compresión requiere de Sistemas auxiliares para operar correctamente. Los sistemas auxiliares se enuncian en la tabla 1. Tabla 1 Sistemas auxiliares del sistema de compresión Sistemas Auxiliares del sistema de compresión 1. Sistema gas combustible 2. sistema de aire de arranque 3.sistema de aceite lubricante 4.Sistema de venteo y purga 5.Sistema de aire de instrumentación 6.Sistema de alimentación eléctrica 7. Sistema de recolección y drenaje de condensados

7.2.1.

Motor de Combustión a Gas

Cada uno de los 2 paquetes de unidades compresoras utiliza 1 motor de combustión interna. Marca Caterpillar G 3516 LE, y Waukesha modelo L 7042 GSI para generar la energía necesaria que permite accionar el compresor y demás componentes acoplados a este.

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El motor convierte la energía calorífica del combustible en energía mecánica que la transmite al compresor por la parte trasera y al cooler por la parte frontal.

Figura 2 Motor Caterpillar G 3516

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Figura 3 Motor Waukesha L 7042 GSI

7.2.1.1.

Descripción General

Motor: Es un tipo de máquina que obtiene energía mecánica directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una cámara de combustión, la parte principal de un motor. El motor en un paquete de compresión puede ser de combustión interna o un motor eléctrico Compresor: Un compresor de gas trabaja entregándole energía a un fluido compresible. Ésta energía es adquirida por el fluido en forma de energía cinética y presión (energía de flujo) Enfriador: Es el encargado de mantener la temperatura del refrigerante y del gas comprimido dentro de los parámetros ideales de operación

7.2.1.2.

Principio de funcionamiento

La cámara de combustión es un cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La posición hacia dentro y hacia fuera del pistón modifica el volumen que existe entre la cara interior del pistón y las paredes de la cámara La cara exterior del pistón está unida por una biela al cigüeñal, que convierte en movimiento rotatorio el movimiento lineal del pistón El sistema de combustible de un motor de combustión interna consta de una válvula de combustible y un dispositivo que mezcla el combustible. Se llama carburador. En los motores de varios cilindros el combustible se conduce a los cilindros a través de un tubo ramificado llamado colector de admisión. Muchos motores cuentan con un colector de escape o de expulsión, que transporta los gases producidos en la combustión. Cada cilindro toma el combustible y expulsa los gases a través de válvulas de cabezal o válvulas deslizantes. Un muelle mantiene cerradas las válvulas hasta que se abren en el momento adecuado, al actuar las levas de un árbol de levas rotatorio movido por el cigüeñal Dado que la combustión produce calor, todos los motores deben disponer de algún tipo de sistema de refrigeración Todos los motores tienen que disponer de una forma de iniciar la ignición del combustible dentro del cilindro. Por ejemplo, el sistema de ignición de los motores, llamado bobina de encendido, es una fuente de corriente eléctrica continua de bajo voltaje conectada al primario de un transformador. La corriente se corta muchas veces por segundo con un temporizador. Las fluctuaciones de la corriente del primario inducen en el secundario una corriente de alto voltaje, que se conduce a cada cilindro a través de un interruptor rotatorio llamado distribuidor. El dispositivo que produce la ignición es la bujía El motor convencional de cuatro tiempos, es decir, que el ciclo completo del pistón tiene cuatro fases, dos hacia el cabezal cerrado del cilindro y dos hacia atrás Página 10 de 52

Durante la primera fase del ciclo el pistón se mueve hacia atrás mientras se abre la válvula de admisión. El movimiento del pistón durante esta fase aspira hacia dentro de la cámara la cantidad necesaria de la mezcla de combustible y aire. Durante la siguiente fase, el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro y comprime la mezcla de combustible contenida en la cámara. Cuando el pistón llega hasta el final de esta fase y el volumen de la cámara de combustión es mínimo, la bujía se activa y la mezcla arde, expandiéndose y creando dentro del cilindro la presión que hace que el pistón se aleje; ésta es la tercera fase. En la fase final, se abre la válvula de escape y el pistón se mueve hacia la cabeza del cilindro para expulsar los gases, quedando preparado para empezar un nuevo ciclo.

Tabla 2 Especificaciones de diseño motor Caterpillar CAT® ENGINE SPECIFICATIONS V-16, 4-Stroke-Cycle Bore 170 mm (6.7 in.) Stroke 144 mm (4.5 in.) Displacement 69 L (4210 cu. in.) Aspiration Turbocharged-Aftercooled Compression ratio 8:1 Rated (rpm): 750 to 1400 Inlet valve lash 0,51 mm (0,020 inch) Exhaust valve lash 1,27 mm (0,050 inch) Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise Crankshaft Positions For Valve Lash Setting Standard Counterclockwise Rotation Compression Stroke Inlet valves 1-2-5-7-8-12-13-14 Exhaust Stroke Inlet valves 3-4-6-9·1 0-11-15-16 Compression Stroke exhaust valves 1-2-3-4-5-6-8-9 Exhaust Stroke exhaust valves 7-10-11-12-13-14-15-16 Firing Order 1-2-5-6-3-4-9-10-15-16-1112-13-14-7-8 Digital Engine Management Combustion. Low Emission (Lean Burn) Power Density 8 kg/kW (13.2 lb/hp) Power per Displacement 19.3 bhp/L Total Cooling System Capacity 217.7 L (57.5 gal) Jacket Water 200.6 L (53 gal) Aftercooler Circuit 17 L (4.5 gal) Lube Oil System (refill) 424 L (112 gal) Oil Change Interval Por condicion Rotation (from flywheel end) CCW Counterclockwise Flywheel Teeth 183 Dimensions Length mm/in 3339.3/131.47 Página 11 de 52

Width mm/in Height mm/in Shipping weight kg/lb

1820.6/71.68 1863.7/73.37 8015/17.670

Tabla 3 Especificaciones de diseño motor Waukesha WAUKESHA ENGINE SPECIFICATIONS V-12, 4-Stroke-Cycle Bore Stroke Displacement Aspiration Compression ratio Rated (rpm): Rotation (from flywheel end) Firing Order Combustion. Rotation (from flywheel end) Weight lb/kg

238 mm (9.3 in.) 216 mm (8.5 in.) 115 L (7040 cu. in.) Turbocharged-Aftercooled 8:25 750 to 1200 CCW Counterclockwise 1R, 6L, 5R, 2L, 3R, 4L, 6R, 1L, 2R, 5L, 4R, 3L Low Emission (Lean Burn) CCW Counterclockwise 22750/10320

Especificaciones planta de gas campo la cira infantas Tabla 4 Planta de gas la Cira Infantas GAS ENGINE SITE SPECIFIC TECHNICAL DATA GAS COMPRESSION site conditions: fuel: GAS PLANTA DE PROCESOS EL CENTRO fuel pressure range(psig)CAT/WAU: 24-50 fuel methane number: 96.9 fuel LHV (btu/scf): 901 altitude(ft): 350 maximum inlet air temperature(°f): 100 standard rated power: Caterpillar 1220@1400rpm waukesha 1418@1200rpm

7.2.1.3.

Sistemas del motor

El motor está equipado de los siguientes sistemas: bloque motor, sistema de gas combustible, sistema de refrigeración, sistema de admisión de aire y escape, sistema de lubricación, sistema de arranque, panel de control. A continuación se describe cada uno de estos subsistemas. Conjunto Bloque Motor Página 12 de 52

Bloque de cilindro es una pieza de fundición de una sola pieza. La cámara de aire de entrada se extiende por toda la longitud de la bloque de cilindros con el fin de proporcionar una distribución uniforme de aire a los cilindros. Las tapas de los cojinetes de bancada están fijadas al bloque de cilindros con dos pernos en cada tapa. Los pernos están tensados hidráulicamente. Además, cada tapa de cojinete de bancada tiene dos pernos de montura, uno a través de cada lado del bloque de cilindros. Los pernos de montura se usan para evitar el movimiento de las tapas de los cojinetes de bancada y para hacer más rígida el área inferior del bloque de cilindros. Las tapas superiores del bloque permiten el acceso para inspeccionar y llevar a cabo el mantenimiento de los arboles de levas. Los levantaválvulas y las guías de los levantaválvulas. Las tapas inferiores del bloque permiten el acceso para inspeccionar y llevar a cabo el mantenimiento del cigüeñal, las bielas, los chorros de enfriamiento de los pistones y los cojinetes de bancada. En el bloque motor presenta los siguientes componentes: a) Camisa de cilindro El cilindro o la camisa del cilindro en la mayoría de los motores industriales actúa como contenedor para la mezcla. La camisa está abierta en ambos extremos y debe ser sellada antes de que la compresión tenga lugar Debido a las temperaturas extremas asociadas con la combustión, la camisa debe ser enfriada con agua para que sea posible mantener una temperatura más constante en el cilindro y prevenir daños a los componentes. Si la temperatura del cilindro es demasiado alta, podrían ocurrir detonaciones. Los o-rings (aros tóricos) ubicados alrededor de la camisa evitan que el refrigerante y el aceite se mezclen. Todas las camisas tienen un patrón ranurado (típicamente 60 grados), estas ranuras tienen una profundidad aproximada de .015 y su función primaria es retener el aceite y lograr una lubricación apropiada

b) Culata La parte superior de la camisa está cubierta por una cabeza sellada con una empaquetadura. La cabeza no solo cubre la camisa sino que contiene también conductos que permiten que aire y gas entren y salgan del cilindro. Debido a que la cabeza tiene conductos abiertos, el tope de la camisa no se sella todavía c) Válvulas de admisión y escape Los conductos son cerrados con las válvulas de admisión y escape. Cuando la válvula de admisión se abre, el aire y el gas mezclados entran a la cámara de compresión. Cuando la válvula de escape se abre, los gases de escape (mezcla de aire/combustible consumida) salen de la cámara de compresión Página 13 de 52

En la mayoría de los casos, las cabezas de los cilindros también son enfriadas con agua para prevenir que las cabezas y las válvulas de deformen y que la cabezas se fisuren d) Levas, levanta válvulas, varillas de empuje, balancines Las válvulas son operadas mecánicamente. Esto se hace utilizando un árbol de levas cronometrado con el cigüeñal del motor, lo cual permite que las válvulas se abran y cierren en el momento correcto Los seguidores de leva están en contacto constante con los lóbulos de la misma y siguen su contorno (perfil). Debido a que los lóbulos son ovalados, los seguidores se mueven hacia arriba y hacia abajo Los vástagos o varillas empujan los balancines, que a su vez abren y cierran las válvulas. El resorte de las válvulas (no se muestra en la ilustración) cierra la válvula en cuestión cuando el lóbulo está abajo y proporciona un contacto constante entre el seguidor y el lóbulo de la leva

e) Pistón El fondo de la camisa está sellado por un pistón. Para que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo, tiene que haber un espacio de tolerancia alrededor del mismo. Esta tolerancia conllevaría a fugas alrededor del pistón si no se sella. Se instalan anillos metálicos enterizos en el pistón para sellar esta vía de fugas. La presión del cilindro se mete por detrás de los anillos y los empuja contra la pared del cilindro para lograr un sellado efectivo El anillo superior es el más resistente y debe resistir el calor y presión extremos del proceso de combustión. Los anillos intermedios actúan como apoyo al anillo superior para evitar que se presenten fugas pasado el pistón. El anillo inferior controla el aceite y previene que éste entre a la cámara de combustión y al mismo tiempo permite el paso de una cantidad de aceite controlada a través del anillo mismo con el objetivo de lubricar el pistón y las paredes del cilindro El pistón tiene tres propósitos. Obviamente, con la ayuda de los anillos, cierra el fondo de la camisa del cilindro. Segundo, actúa como desplazador de volumen. Desplazar cierto volumen en uncontenedor cerrado causa un aumento de presión o compresión. Finalmente, el pistón, en su embolada de potencia, proporciona una superficie sobre la cual la presión de combustión actúa para empujar el pistón hacia abajo La presión multiplicada por una superficie es igual a una fuerza. Cuanto más grande sea la presión o el área superficial mayor será la fuerza. Típicamente, un motor que utiliza pistones más grandes produce mayor caballaje debido a la fuerza superior que empuja el pistón hacia abajo f) Biela Como se mencionó previamente, la fuerza creada en la parte superior del pistón durante la embolada de potencia empuja el pistón hacia abajo. Esta fuerza o caballaje debe ser transferida al cigüeñal del motor provocando que éste rote. Esta transferencia se hace con una biela conectada al pistón y al muñón de la biela en el cigüeñal. El muñón de la biela actúa como palanca y cuando se encuentra bajo carga rota el cigüeñal Página 14 de 52

El impulso del cigüeñal, causado por su peso, el peso de los pistones y un volante, más las fuerzas creadas por los otros cilindros de potencia provocan que la biela empuje el pistón hacia arriba para comprimir la mezcla de aire y combustible durante la embolada de compresión y retirar los gases de escape durante la embolada de escape g) Bujía Para que se pueda encender la mezcla de aire y combustible, una bujía sobresale por el fondo de la cabeza y entra a la cámara de compresión. Durante el giro de compresión, en el momento correcto, el voltaje DC proveniente del módulo de encendido pasa a través de un transformador, en donde aumenta hasta 30.000 voltios Viaja entonces desde el electrodo de la bujía, a través de una distancia disruptiva de aproximadamente 025” y va a tierra. Esta chispa de alta tensión enciende la mezcla de aire y combustible h) Cigüeñal El cigüeñal cambia el movimiento alternativo de los pistones en rotación utilizable para accionar el compresor y eje de cooler. Posee contrapeso para cada cilindro soldado al cigüeñal. Posee superficies suaves y endurecidas donde es sujeto al bloque motor por los cojinetes de bancada con tapas aferradas por espárragos hidráulicamente tensionados con la tolerancia que le permita girar y es lubricado a través pasajes que se perforan en el cigüeñal en con el fin de proporcionar lubricación a los cojinetes de bancada y biela. Dos placas de empuje controlan el juego axial del cigüeñal. Tiene sellos de labio en cada extremo para contener el aceite. Bridas mecanizadas en ambos extremos del cigüeñal permiten el montaje del volante de inercia y amortiguador de vibraciones

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7.2.1.4. Sistema de gas combustible. El sistema de gas combustible proporciona el de flujo de gas combustible requerido para la operación de las unidades. El gas combustible, sistema de ignición y el sistema de aire, conjuntamente con el sistema de control, programan automáticamente el flujo de gas combustible durante la aceleración y el funcionamiento del motor. Descripción General del Sistema de Gas Combustible Proveniente de la facilidad del cabezal 120-B1-3 Ingresando al sistema de gas combustible a través de la válvula SDV102 pasando sistema de regulación PCV1940. La válvula manual 2” Tag VB3000 en el skid de la unidad K3A y válvula manual de 2” con Tag 3004 en la unidad K3B las cuales permite el ingreso de gas combustible a cada unidad. Descripción de funcionamiento del sistema de Gas combustible El gas es suministrado de la línea principal al regulador, el flujo es ajustado por la válvula de control aire/gas que es operada por un actuador, el combustible pasa por la línea principal al carburador, el turbo succiona aire de los filtros el cual pasa por el enfriador y es mezclado en el carburador El regulador de gas combustible tiene una línea de balance conectada entre la entrada de aire del carburador y en venteo de la válvula reguladora Al incrementar la presión de aire en el carburador la misma ejerce presión al resorte del diafragma de la válvula la cual incrementa la presión de combustible Página 16 de 52

La función principal es mantener la presión diferencial entre la presión de salida del regulador y la entrada de aire al carburador La función principal es realizar la mezcla de aire gas antes de entrar al múltiple de aire principal. También controla las emisiones en el escape 7.2.1.5. Sistema de Admisión y Escape El aire es succionado por los turbos, pasa por los filtros y antes de entrar al motor debido a que es un aire comprimido y tiene una alta temperatura entra al enfriador de aire el cual mantiene la temperatura de aire adecuada. Después de pasar por el enfriador es dirigido al carburador donde se realiza la mezcla con el combustible, la mezcla es distribuida por la parte central del Bloque del motor Desde el múltiple de escape los gases entran a la turbina lo cual causa que la rueda de la turbina gire. La turbina está conectada por el mismo eje a la rueda del compresor. Esto hace que la presión en el múltiple de aire se incremente Turbocargador Los gases del escape van al turbo a través del adaptador de entrada del escape y empujan la rueda de la turbina. Esto causa que la rueda de la turbina y la rueda del compresor giren. Aire limpio del filtro de aire es succionado a través de la entrada de aire de la caja del compresor. La acción de las paletas del compresor causa una compresión del aire de entrada, esta compresión le da al motor más potencia debido a que hace que el motor queme combustible adicional con más eficiencia. Válvula de Derivación La válvula de derivación está conectada al múltiple de escape y controla la cantidad de gases de escape que pasan a la turbina del turbo, o derivan los gases directamente a la salida del escape. La válvula es enfriada por el refrigerante del motor La válvula es activada por la presión diferencial entre la presión de aire (Atmosférica) y la presión de salida del compresor al enfriador de aire del motor (3) Turbocargador (4) Codos del Escape (5) Válvula de Bypass del Escape (7) Escape del Manifold Figura 4 Motor Caterpillar

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7.2.1.6. Sistema De Refrigeración. Los motores usan 2 sistemas de enfriamiento de circuitos separados. El refrigerante es suministrado al sistema cerrado. Las bombas de agua están montadas en Ia caja frontal y son accionadas por el tren de engranajes delantero. El refrigerante para el circuito del agua de las camisas lo suministra Ia bomba de agua del lado derecho. El refrigerante para el circuito del pos enfriador y enfriador de aceite lo suministra la bomba del lado Izquierdo. Descripción General El sistema principal de agua de camisas se usa para refrigerar el bloque de cilindros, culatas de los cilindros y turbocompresores. El sistema auxiliar se usa para refrigerar el pos enfriador de aire y el enfriador de aceite motor y enfriador de aceite compresor. Se utilizan reguladores de temperatura del agua en cada circuito con el fin de mantener las temperaturas de trabajo correctas. Los reguladores controlar la temperatura mínima a la salida del motor. Hay una línea compensadora desde el tanque de expansión hasta Ia entrada de refrigerante para mantener el refrigerante en el circuito al nivel correcto. Se requiere una línea de ventilación instalada entre Ia parte superior de cada circuito y el tanque de expansión. Descripción de Funcionamiento. a) Sistema de agua de Camisas La bomba recibe refrigerante del intercambiador de calor a través de la entrada de refrigerante, el refrigerante fluye por el bloque motor hacia arriba a través de las camisas de agua, el área de la camisa es más pequeña cerca la parte superior de las camisas de cilindro. Esto hace que el refrigerante fluya más rápido para un mejor enfriamiento de la camisa de Página 18 de 52

cilindro. Luego pasa por la parte superior de la culata de cilindros y hacia el múltiple de agua. Sale y pasa a través de un regulador de temperatura de agua hasta el intercambiador de calor y al tanque de expansión. El refrigerante se envía desde la parte trasera del bloque a través de una línea (6) a los turbos (5), luego el refrigerante regresa al bloque de los cilindros a través del turbo (4). Se requiere un línea compensadora entre la parte superior de la camisa de agua de los turbos y el tanque de expansión para el sistema de agua de camisas. b) Sistema de Agua Auxiliar La bomba toma el agua del intercambiador de calor y se divide en tres; una parte va al enfriador de aceite motor y otra parte va al pos enfriador de aire, luego ambos flujos se unen pasando por el regulador de temperatura. A la descarga de la bomba otra parte de refrigerante pasa por la válvula al enfriador de aceite compresor y regresan al intercambiador de calor. Se requiere una línea de venteo sin obstrucción desde la parte superior del enfriador de aceite y el tanque de expansión. REFRIGERANTE Refrigerante / anticongelante formulado para proveer una alta protección para sistemas de enfriamiento de servicio pesado Elementos Asociados Al Sistema De Refrigerante El sistema de refrigerante cuenta con los siguientes componentes: Tabla 5 Elementos del Sistema Refrigerante COMPONENTES DEL SISTEMA DE REFRIGERANTE After Cooler Coolant Outlet To The Exchanger (Jacket Water) Coolant Outlet To The Heat Exchanger (After Cooler And Oil Cooler Circuit) Elbow Engine Oil Coolers Jacket Water Pump Retum Line For Coolant From The Turbochanger Supply Line For Coolant To The Turbochanger Turbochanger Water Manifold Water Pump For The Aftercooler And Oil Cooler Circuit

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7.2.1.7. Sistema De Admisión De Aire Y Escape. Es el encargado de controlar la cantidad y calidad del aire necesario para el proceso de combustión y salida de los gases de escape producto de la combustión de la mezcla aire combustible Descripción general. A través del turbocargador se incrementa el volumen de aire para la combustión. Esto le da al motor más potencia debido a que quema combustible adicional con más eficiencia Descripción de funcionamiento El turbocompresor ingresa el aire limpio que viene de los filtros de aire, a través de la entrada de aire. La rotación de la rueda del compresor causa la compresión del aire y lo fuerza a través de un codo hasta el posenfriador).El aire comprimido pasa a través de la cámara de entrada al cilindro por medio de las válvulas de admisión. Las válvulas de admisión de aire y la válvula de admisión de gas se abren cuando el pistón se mueve hacia abajo. El aire comprimido y enfriado de la cámara es enviado al cilindro. Las válvulas de admisión de gas y de aire se cierran cuando el pistón comienza a moverse hacia arriba en la carrera de compresión, la bujía hace combustión de la mezcla. La fuerza de la combustión empuja el pistón hacia abajo (carrera de potencia). Cuando el pistón se mueve de nuevo hacia arriba (carrera de escape). Las válvulas de escape se abren y los gases de escape son expulsados a través de la lumbrera de escape y dentro del múltiple de escape. Después de que el pistón realiza la carrera de escape, las válvulas de escape se cierran y el ciclo comienza de nuevo. Página 20 de 52

Elementos asociados. El sistema cuenta con los siguientes componentes: Tabla 6 Sistema De Admisión De Aire Y Escape Aftercooler Air Choke Air Intlet Cylinder Eshaust by pass (Wastegae) Exhaust Inlet To The Turbochanger Exhaust Manifold Turbochanger Compressor Wheel Turbochanger Turbine Wheel

POSENFRIADOR (AFTERCOOLER) Intercambiador de calor de aire de admisión. Se encuentra situado en el lado izquierdo del motor. La reducción de la temperatura del aire incrementa la densidad del aire. Esto da como resultado más eficiente combustión y menor consumo de combustible. Página 21 de 52

TURBOCARGADOR: El motor cuenta con dos turbocargadores de turbina de 1 eje y de flujo axial. A través del turbocargador se incrementa el volumen de aire para la combustión Descripción general del Turbocargador La turbina del turbocompresor está conectada al múltiple de escape. El lado del compresor del turbo está conectado al posenfriador. Tanto la turbina como el compresor están conectados al mismo eje y giran juntos. Descripción de funcionamiento de turbocargador. Los gases del escape van al turbo a través del adaptador de entrada del escape y empujan la rueda de la turbina. Esto causa que la rueda de la turbina y la rueda del compresor giren. La acción de las paletas del compresor causa una compresión del aire de entrada. Los cojinetes en el turbocompresor usan aceite del motor presurizado para la lubricación. El turbocargador consta de los siguientes componentes principales: • Carcasa de la turbina, • turbina, • carcasa del compresor, • compresor, • ducto de aceite de refrigeración • ductos de admisión de aire y salida de gases de escape DERIVACIÓN DEL ESCAPE (WASTEGATE): Es una válvula de derivación (bypass) para los gases de escape al turbo. • Descripción general Corresponde a una válvula de mariposa que desvía parte de los gases de escape y evita que estos pasen por el turbo con lo cual menos aire es comprimido para la admisión La modulación de esta válvula provee un método de controlar la relación aire-combustible en toda la gama de carga y velocidades. La derivación del escape es operada por el actuador wastegate, éste está situado en la parte izquierda trasera del motor Descripción de funcionamiento Para evitar el aumento excesivo de vueltas de la turbina y compresor como consecuencia de una mayor presión de los gases a medida que se aumenten las revoluciones del motor, se hace necesaria una válvula de seguridad (también llamada: válvula de descarga o válvula

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wastegate). Esta válvula está situada en derivación, y manda parte de los gases de escape directamente a la salida del escape sin pasar por la turbina. La válvula de descarga o wastegate está formada por una cápsula sensible a la presión compuesta por un muelle, una cámara de presión y un diafragma o membrana. El lado opuesto del diafragma está permanentemente condicionado por la presión del colector de admisión al estar conectado al mismo por un tubo. Cuando la presión del colector de admisión supera el valor máximo de seguridad, desvía la membrana y comprime el muelle de la válvula despegándola de su asiento. Los gases de escape dejan de pasar por la turbina del sobre alimentador (pasan por el bypass) hasta que la presión de alimentación desciende y la válvula se cierra. La presión máxima a la que puede trabajar el turbo la determina el fabricante.

a) Múltiple de escape: El múltiple de escape proporciona el calor máximo a la turbina. El múltiple de escape es aislado. El aislamiento ayuda a conservar el calor en el sistema de escape. La energía del calor ayuda a conducir la turbina del turbocompresor. El aislamiento también ayuda a proteger los componentes que están fuera del sistema de escape del calor. b) Sistema de válvulas: Los componentes del sistema de válvulas controlan el flujo admisión de aire y combustible en los cilindros y el flujo de gases de escape de los cilindros del motor durante la operación. Los árboles de levas deben estar sincronizados con el cigüeñal para obtener la relación correcta entre el pistón y el movimiento de la válvula. Descripción general. Cada cilindro posee un mecanismo de válvulas de admisión, escape, las cuales deben abrirse y cerrarse en el tiempo correcto respecto a la posición y carrera del pistón. Descripción de funcionamiento El árbol de levas tiene tres lóbulos por cada cilindro. Un lóbulo opera el puente que mueve las válvulas de entrada, el otro lóbulo opera el puente que mueve las válvulas de escape y el lóbulo central opera la válvula de admisión de gas. A medida que el árbol de levas gira, sus lóbulos causan que los levantaválvulas suban y bajen. Este movimiento hace que las varillas levantaválvulas muevan los balancines. El movimiento de los balancines hacen que los puentes se muevan hacia arriba y hacia abajo sobre un pasador que está en la culata de los cilindros dando como resultado la operación de las válvulas. Los puentes permiten que un balancín abra o cierre dos válvulas al mismo tiempo. Un levanta válvulas separado y el varillaje del balancín de la válvula de admisión de gas sin puente operan la válvula de admisión de gas. Las bobinas giratorias (rotocoil) hacen que las válvulas giren mientras el motor está funcionando. La rotación de las válvulas reduce a un mínimo el depósito de carbón en las válvulas y permite mayor vida útil. Los resortes causan que las válvulas se cierren cuando los levantaválvulas se mueven hacia abajo. 7.2.1.8. Sistema De Lubricación. Página 23 de 52

El sistema de lubricación del motor provee protección de daño térmico a elementos como los cojinetes, pistones, camisas válvulas y demás componentes que presenten fricción durante la operación, ya que constantemente el aceite lubrica y refrigera los componentes. Descripción general. El aceite de lubricación es suministrado al motor desde un tanque de almacenamiento elevado 55 galones el cual se usa para reposición automática en cada motor y compresor y este a su vez es alimentado por un tanque almacenamiento de 110 galones el cual con un juego de válvulas manipuladas por los mantenedores aplican aceite a los tanques elevados ayudados por una bomba wilden modelo P200, el tanque de 110 galones es alimentado por un tanque de almacenamiento general de 1000 galones o por canecas de 55 galones esto a través de un arreglo de válvulas. El aceite drenado del motor va directamente a la línea de recolección de la facilidad para efectuar la recolección y disposición final. El sistema cuenta con un sistema de pre y pos lubricación para proveer aceite para lubricar los cojinetes del motor antes del arranque del motor y después de que el motor se ha apagado. Además del sistema de lubricación del motor a condiciones de operación Descripción de funcionamiento La bomba de prelubricación es accionada por un motor neumático. Una válvula de retención está situada en la línea que está entre la bomba de prelubricación y el sistema para evitar que pase aceite a través de la bomba después de que el motor haya arrancado. El sistema de lubricación utiliza una bomba de aceite externa montada en el lado derecho delantero. La bomba succiona el aceite a través de la campana de succión y del tubo de succión, Hay una rejilla en el tubo entre la campana de succión y el tubo. La campana de succión tiene una malla con el fin de colar el aceite del motor La bomba empuja el aceite hacia donde se encuentra la válvula de alivio y de prioridad; la válvula de alivio se abre para enviar el aceite de regreso al sumidero del motor cuando la presión de la bomba de aceite excede 145 psig, esto ayuda a evitar daños en el sistema cuando el aceite esta frío. La válvula de derivación se abre para enviar el aceite de regreso al sumidero de motor cuando la presión del sistema excede 63 psig. La bomba de aceite también empuja el aceite a la caja de reguladores de temperatura de aceite. Si la temperatura del aceite es mayor de 185F el flujo del aceite se dirigirá a los enfriadores de aceite. El aceite fluye desde los enfriadores de aceite, a través de la válvula del cambio de filtro de aceite hasta los filtros de aceite, desde éstos a través de la válvula de prioridad hasta las galerías de aceite en el bloque de los cilindros. Los filtros de aceite contienen elementos reemplazables. Tiene una línea de purga para el aire, para drenarse y llenado. Deben cambiarse cuando el diferencial sea de 14.5 psig a temperatura de operación. Los cojinetes del árbol de levas reciben aceite de la galería de aceite principal a través de los conductos taladrados en el bloque. El aceite pasa alrededor de cada cojinete del árbol de levas y luego pasa a través de un conducto taladrado en el bloque hasta la guía del levantaválvulas. Página 24 de 52

El aceite fluye a través del tubo por el conducto hasta la culata de los cilindros y por el conjunto del balancín La galería de aceite principal está conectada a los cojinetes de bancada del cigüeñal mediante un conjunto taladrado en el bloque de los cilindros. Los agujeros taladrados en el cigüeñal conectan el suministro de aceite de los cojinetes de bancada con los cojinetes de la biela. La válvula de prioridad permite que el aceite pase a la galería de aceite del chorro de enfriamiento de los pistones cuando la presión alcanza 20 psig. La válvula de prioridad no permite que el aceite entre en la galería de aceite de chorros de enfriamiento de los pistones hasta que haya presión en la galería principal, esto reduce la cantidad de tiempo necesario para que la presión se acumule cuando el motor arranca. También ayuda a mantener la presión a una velocidad de baja en vacío. Hay un chorro de enfriamiento de pistones debajo de cada pistón. El aceite entra en la cámara de enfriamiento exterior del pistón a través de un conducto taladrado en la caja del pistón. El aceite fluye de la cámara de enfriamiento exterior a la interior y se drena fuera del pistón a través de un agujero sobre el pasador del pistón. Esto provee lubricación al cojinete del pasador del pistón. La línea de suministro de aceite del turbocompresor (5) envía aceite al turbocompresor (6) y drena éste para regresar al colector a través de la caja trasera. El aceite se envía a los grupos de engranajes delanteros y traseros a través de tubos y conductos taladrados en las cajas delantera y trasera. Después de que el aceite de lubricación ha finalizado su trabajo vuelve al cárter. Tabla 7 Elementos asociados Sistema

Lubricación Swiche de Presión del Aceite Caja de Relés Lubricador Motor de la Bomba de Prelubricación Bomba de Prelubricación

7.2.1.9. Sistema De Arranque. Se usa un motor de arranque neumático tipo turbina TDI STARTER para el paquete compresor K3A y para el paquete compresor K3B es un Ingersoll Rand estos para girar el volante del motor Io suficientemente rápido para hacer que el motor funcione. La operación del motor de arranque neumático es controlada por el sistema de control del motor. El motor de arranque neumático funcionara cuando se hayan cumplido los requisitos de pre lubricación.

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El motor de arranque neumático está montado en el lado derecho del motor. El aire esta normalmente contenido en un tanque de almacenamiento. La presión de ajuste del regulador está entre 120 y 150 psi. Descripción de funcionamiento Sistema de Arranque El aire ingresa al skid de la unidad, llega a la válvula piloto de pre-lubricación y del motor de arranque. La señal de prelube del motor energiza el solenoide que permite el paso de aire a la bomba de pre-lubricación, el switch de presión de aceite cierra el ciclo de pre-lubricación y permite energizar el solenoide de arranque, a través del dispositivo de giro saca el bendix del motor de arranque para posterior energizar la válvula piloto que hace girar del motor de arranque esto para la unidad K3A, la unidad K3B es realizado de modo manual por el operador el cual prelubrica la unidad de modo manual accionando el pulsador en el panel de control y luego presiona la válvula de dos vías con reposición automática situada en el panel de control la cual debe soltar a lo que el motor gira con las rpm adecuadas. El sistema cuenta con una válvula de alivio set 150 psi Elementos asociados El sistema de arranque cuenta con los siguientes componentes: Tabla 8 Componentes Sistema de Arranque SISTEMA DE ARRANQUE Válvula Solenoide Válvula Piloto Dispositivo de giro Bomba de Pre lubricación Motor de Arranque Línea Suministro de Aire

7.2.1.10. Sistema eléctrico El sistema eléctrico es un sistema de 24 V DC. La capacidad de carga del sistema es de 10 amperios. 7.2.2. Compresor Reciprocante Los compresores son los encargados de presurizar el gas de proceso proveniente de la planta de gas de ECOPETROL EL CENTRO. Un compresor reciprocante Ariel de 4 etapas que comprime el gas hasta 550 Psig @ 120°F. Este compresor esta conducido por: un motor a gas Caterpillar G3516 LE de 1220 bhp y 1400 rpm; o un motor wauskesha L7042GSI de 1271 bhp y 1200 rpm. Figura 7 Compresor Reciprocante

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(1) Cabeza del pistón.(2) Anillos del pistón. (3) Varilla del pistón o vástago. (4) Caja de empaques. (5) Patín de la biela. (6) Biela (7) Cigüeñal del compresor. (8) Líneas de lubricación. (9) Tapas laterales. (10) Tapas de bielas. (11) Bomba de lubricación forzada. (12) Bomba de lubricación del compresor. (13) Filtro de aire. (14) Válvulas de admisión de gas (15) Válvulas de descarga de gas (16) Acoples para botellas de pulsaciones. (17) Venteos del compresor. (18) Bolsillo del compresor. 7.2.2.1. Descripción General

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El conjunto compresor ARIEL JGK/4 es un equipo de compresión de gas de desplazamiento positivo, de hasta 2540 hp a una operación máxima de 1200 RPM. Y JGE/4 equipo de compresión de gas de desplazamiento positivo, de hasta 2140 hp a una operación máxima de 1500 RPM Los equipos están configurados para manejar cuatro etapas de compresión así Tabla 9 Etapas Cilindros Compresores

El conjunto del compresor se encuentra conformado principalmente por un bastidor o frame donde está ubicado el cigüeñal, 4 cilindros compresores (brazo, throw) que contienen cada uno su respectivo pistón, caja de sellos de gas, tuerca de ajuste del pistón, cruceta y biela. Sobre y debajo de cada cilindro se encuentran las botellas de pulsación de succión y descarga por cada etapa de compresión, 1 separadores de líquidos (scrubber), uno por cada etapa de compresión con su respectivo sistema automático de desalojo de los mismos. El equipo cuenta además con 2 sistemas de lubricación de aceite cada uno con su respectiva bomba, uno para la lubricación de cojinetes y otro sistema de lubricación forzada que lubrica elementos del cilindro compresor y las barras de pistón. El compresor además posee un intercambiador de calor para disminuir la temperatura del sistema de lubricación de cojinetes. 7.2.2.2. DESCRIPCIÓN de Funcionamiento Cuando el cigüeñal del compresor gira debido a la trasmisión de movimiento que le trasfiere el motor de combustión hace desplazar las bielas que se encuentran unidas a las crucetas y Página 28 de 52

estas al pistón que se mueve dentro del cilindro convirtiendo el movimiento circular del cigüeñal en un movimiento rectilíneo del pistón dentro del cilindro. 7.2.2.3. Condiciones de diseño.

Tabla 10 Condiciones de diseño de los compresores

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7.2.2.4. Condiciones de operación Tabla 11 Condiciones de Operación

7.2.2.5. Elementos Asociados Los elementos asociados al compresor son: Sistema de válvulas de alivio de presión, sistema de instrumentación asociada a la protección del equipo, tal como switch de vibración, sensores de temperatura de los cilindros compresores, switch de bajo nivel de aceite, Control de nivel de aceite compresor. 7.2.2.6. Sistemas del compresor El compresor cuenta con los siguientes componentes. Bastidor del Compresor (Frame). El bastidor es una carcasa generalmente de hierro fundido en forma de U La parte superior es abierta para permitir la instalación del cigüeñal, Las tapas de los cojinetes de bancada están fijadas al frame con cuatro pernos en cada tapa. Las paredes laterales del bastidor se mantienen unidas por medio de pernos y espaciadores que están ubicados directamente cerca de las tapas de bancada removibles. Los pernos y espaciadores se usan para evitar el movimiento de las tapas de los cojinetes de bancada y para hacer más rígida el área inferior.

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Cubiertas de los extremos, una cubierta superior y las cubiertas laterales de las guías de crucetas, todas desmontables, permite fácil acceso para la inspección y extracción de los componentes internos. La cubierta superior está hecha de aluminio para fácil manipulación. Los componentes principales de la carcasa son el cárter, el cigüeñal y los cojinetes, las bielas, sistema de accionamiento por cadena, crucetas y guías, y barras espaciadoras. a) Carter. En la parte inferior del frame se deposita el aceite de lubricación del compresor. b) cigüeñal. Posee superficies suaves y endurecidas donde es sujeto al frame por los cojinetes de bancada con tapas aferradas por pernos con la tolerancia que le permita girar y es lubricado a través pasajes que se perforan en el cigüeñal en con el fin de proporcionar lubricación a los cojinetes de bancada y biela. Placas de empuje controlan el juego axial del cigüeñal. Tiene sellos de labio en cada extremo para contener el aceite. Cada muñón del cigüeñal es forjado y tiene instalado contrapesos para balancear la masa reciprocante del compresor. En la parte trasera del cigüeñal se encuentra un piñón y un sistema de cadena para trasmitir el movimiento a las 2 bombas, de aceite compresor y del sistema de aceite de lubricación forzada del compresor. c) cojinetes Los cojinetes utilizados son trimetalicos, bronce con exterior de acero y babbit como superficie de contacto. d) Biela Junto con la cruceta y pasador de la cruceta convierten el movimiento de rotación de la biela en movimiento alternativo del vastago. La biela se encuentra unida al cigüeñal con su respectivo cojinete y tapa de biela ajustada con pernos para poder girar, en cada brazo de cilindro. e) Guía de la cruceta Las guía de la cruceta y/o (distance piece) van acopladas al frame por el costado la cual es una caja de hierro fundido con una pista de acero donde se desplaza la cruceta, posee tapas laterales en aluminio las cuales sirven para realizar inspección y mantenimiento. Se utilizan guías de cruceta de doble compartimento donde se sujetan los raspadores de aceite y empaquetadura de presión (packing) Página 31 de 52

f) Cruceta La cruceta es un elemento de hierro fundido que en la parte superior e inferior cuentan con zapatas en babitt, que le permiten desplazarse suavemente en la guía de cruceta con una holgura definida, la cruceta va unida por medio de dos bujes y pasador a la biela. En la cruceta se encuentra roscado y ajustado por medio de una tuerca de balance, un vástago de acero de 2.5” que va unido a un pistón, debido a la lubricación del sistema la barra queda impregnada de aceite, por lo cual se instala un dispositivo de anillos que retiran el aceite de la barra llamado raspador de aceite. En la parte inferior se encuentran orificios que drenan el aceite de lubricación de las crucetas, pasador y raspador de aceite al cárter nuevamente. g) Tuerca de balance. Ajustan la barra del pistón a la cruceta, intervienen en el balance dinámico del compresor de acuerdo a su masa, minimizando la vibración del compresor Cilindro Compresor (throw) A cada distance piece se encuentra acoplado un cilindro compresor En su interior cuenta con una camisa en acero que es donde se desplaza el pistón, sujeta al CE Head, donde se sujeta la empaquetadura de presión, en el lado HE instalan los bolsillos de paso variable. Cada cilindro tiene 2 válvulas de succión y 2 válvulas de descarga por cada lado CE y HE. Cada cilindro tiene una máxima presión permitida de descarga MAWP, y un espacio libre mínimo (clearance). Los componentes del cilindro compresor son pistón, barra de pistón, anillos de pistón, faja de soporte (wear band), CE head, empaquetadura de presión, válvulas, tapa de válvulas 1. Pistón: El pistón un elemento de que se mueve en forma alternativa en el interior del cilindro, la distancia recorrida se llama carrera( stroke) posee ranuras para sujetar los anillos y wear band 2. La barra de pistón: de acero endurecido, esta roscada hidráulicamente al pistón acoplada a la cruceta, por la geometría del pistón y la camisa del cilindro el pistón divide el cilindro en dos cámaras. 3. anillos de pistón: cilindro, cuenta además con anillos de compresión los cuales realizan la labor de evitar que el volumen de gas contenido en el interior del cilindro se desplace a la otra cámara cuando el pistón realiza la compresión con ayuda de las válvulas compresoras. 4. faja de soporte (wear band) pistón cuenta con una faja de soporte del peso del pistón.

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5. El cilindro cuenta además con una caja de empaquetadura de presión que sirve como sello para evitar el paso de gas del cilindro por la barra del pistón. 6. Bolsillo (pocket): ubicado en la parte delantera del cilindro un bolsillo variable de volumen que permite aumentar o disminuir la eficiencia de trabajo del cilindro, girando el tornillo de graduación. 7. Son medios para disminuir la potencia requerida cuando el flujo de gas es menos que la capacidad del cilindro o compresor. También se utiliza para limitar la capacidad de un compresor de tal manera que el motor no se sobrecargue. 8. válvulas: Las válvulas de cilindro compresor son válvulas cheque accionadas por resortes, las válvulas abren a destiempo dependiendo de la eficiencia volumétrica, y cierran al final de la carrera del pistón. Los resortes cierran la válvula en tiempo requerido, estabilizan la abertura de la válvula, y proveen amortiguación 9. tapa de válvula: sujetan la válvula por medio del espaciador a la cámara en el cilindro compresor. Poseen un oring que hace sello con el cilindro compresor Sistema de Lubricación del Compresor. El sistema de lubricación del compresor cuenta con una bomba accionada por piñón y cadena que suministra aceite al compresor El controlador de nivel de aceite en el exterior del cárter mantiene el nivel de aceite correcto. Descripción de funcionamiento La bomba ubicada en la parte posterior del frame succiona del Carter el aceite filtrado inicialmente del filtro en Y, posteriormente pasa a través de tubería hasta llegar a un enfriador de aceite, el flujo es controlado por una válvula termostática pasa al filtro montado en el extremo lateral del cárter. El aceite se dirige a través de orificios taladrados hasta lubricar los cojinetes de bancada, por orificios taladrados diagonalmente desde los muñones del cigüeñal lubrica los cojinetes de biela. Las bielas cuentan con orificios taladrados a lo largo de su cuerpo permitiendo alimentar de aceite los bujes de biela cruceta y pasador. Los orificios taladrados desde el pasaje principal de aceite lubricar la parte superior e inferior de cada cruceta. Sistema de lubricación forzada. El sistema de lubricación a presión forzada suministra aceite a los cilindros del compresor y empaquetaduras de vástagos de los pistones- cilindros El sistema tiene dos bombines de lubricación cuyo mecanismo es sumergido en su propio depósito de aceite para lubricar el engranaje sinfín y la leva. Descripción de funcionamiento Al rotar el cigüeñal por medio de cadena y piñón rota la leva del lubricador accionando el mecanismo para operar la bomba de piston. En la carrera descendente del pistón, la presión del resorte es ejercida sobre el pistón haciendo que siga la leva y ocasionando una presión de Página 33 de 52

vacío en el cilindro del pistón, cerrando la válvula de cheque de la descarga y llenando el cilindro con aceite. En la carrera ascendente del pistón cierra el suministro de lubricante, forzándolo a salir a través de la válvula de retención de descarga hacia el bloque de distribución donde es dosificado para proporcionar las cantidades exactas a los cilindros y las empaquetaduras. Cada bomba se puede ajustar por medio de un tornillo exterior. Esto cambia la longitud de la carrera de la bomba, la cual cambia el volumen de descarga de la bomba. Cada cilindro del compresor tiene un punto de inyección de lubricación en la parte superior y otro en la inferior. En la tubería de descarga se encuentra un disco de ruptura. Si se produce una obstrucción en el sistema, el aumento de presión romperá el disco y el equipo será parado por detección de ausencia de flujo de aceite a través del sistema. Botella de pulsación. El equipo cuenta con una botella de pulsación en cada succión de las diferentes etapas y una botella de pulsación en cada descarga de las diferentes etapas de compresión, las cuales se encargan de amortiguar la pulsación de cada ciclo de compresión ejercida en los cilindros del compresor 7.2.3. INTERCAMBIADOR DE CALOR (COOLER) 7.2.3.1. Descripción de funcionamiento Figura 8 Funcionamiento del Cooler

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7.2.3.2. Condiciones de operación. Tabla 12 Condiciones de Operación. VARIABLES OPERACIONALES

VALOR

Presión de Succión (psi)

1-7

Presión de Descarga (psi) Temperatura de succión (of)

550 80

Temperatura de Descarga

120

Flujo a manejar (mmcfd)

5.5

7.2.3.3. Elementos asociados a. PATIN (SKID)

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Sobre y debajo de cada par de cilindros se encuentran las botellas de pulsación de succión y descarga por cada etapa de compresión, 2 separadores de líquidos (scrubber), uno por cada etapa de compresión con su respectivo sistema automático de desalojo de los mismos. b. Scrubber El scrubber de gas es del tipo vertical bifásico y permite la separación de gas y los líquidos asociados El propósito del Separador (Scrubber) es remover los líquidos o sólidos de la corriente de gas antes de entrar a los cilindros compresores Un sistema de control automático, que cuenta con una controlador de nivel con flotador y una válvula neumática, se emplea para desalojar los líquidos que se acumulan en el fondo interior del separador Si este sistema falla, se provee de un arreglo con válvula de bloqueo, que sirve como “bypass”, para el desalojo manual de los líquidos Así mismo, se coloca una mirilla de nivel para observar el nivel que presentan estos líquidos, en el interior

c. Botellas de Pulsación Ayudan a reducir las pulsaciones dentro y fuera de los cilindros para reducir las vibraciones en el paquete de compresión Página 36 de 52

En algunas aplicaciones platos con orificios son requeridos entre la brida y los cilindros para reducir los efectos de la pulsación d. DESCRIPCIÓN DE SISTEMA A través de las válvulas de 12” ubicadas en el cabezal de succión ingresa el gas de proceso al compresor de cada unidad. En cada unidad el gas entra al scrubber de primera etapa para posteriormente pasar a la botella de pulsación y de ahí al cilindro. En un recorrido del pistón y debido al diferencial de presión, cuando la presión de una cámara del cilindro es menor que la presión del gas de llegada las válvulas compresoras de succión abren dejando pasar gas al interior del cilindro hasta ser llenado y la presión se encuentre igualada, la válvula de succión se cierra. En este momento el pistón se desplaza en sentido contrario empezando a comprimir el gas que ha entrado a la cámara empezando por consiguiente a elevarse la presión del gas contenido en la cámara del cilindro hasta el punto que sea mayor que la presión de la línea de descarga, obligando en este momento a que las válvulas de descarga abran, dejando salir el gas comprimido hasta que la presión del cilindro y la línea sean iguales cerrando las válvulas de descarga, de esta forma el pistón inicia nuevamente el recorrido y el gas que queda en el cilindro se expande, las válvulas de succión abren e inicia el ciclo nuevamente. Una vez el gas sale de los cilindros de primera etapa, pasa por la botella de pulsación de descarga inter-etapas va al intercooler para disminuir la temperatura del proceso de compresión e ingresar al scrubber de segunda etapa, se dirige a la botella de pulsación de succión de segunda etapa y de ahí a los cilindros. Pasa por la botella de pulsación de descarga de segunda etapa va al interercooler e ingresa a el scrubber de tercera etapa de hay hacia el cilindro y al la botella de pulsación de descarga tercera etapa, esta va al intercooler e ingresa al scrubber de cuarta etapa a la botella de succión de cuarta etapa, de hay al cilindro y de este a la botella de descarga cuarta etapa al aftercooler saliendo por la línea de descarga de gas a temperatura no mayor de 120˚ F. Pasa al cabezal de descarga por la válvula 3” pasa el sistema de medición. El sistema está protegido por la válvula de seguridad, en succión e inter etapas. 7.3. SISTEMA DE CONTROL Y PROCESO 7.3.1. Motor 7.3.1.1. Sistema de control Sistema EIS motor Caterpillar y magneto Waukesha El EIS usa un módulo de control el cual contiene los mapas para diferentes aplicaciones y tipos de motores, este módulo tiene la habilidad de diagnosticar problemas en el sistema y potenciales problemas en los transformadores del circuito secundario, cuando el problema es detectado, es generado un código de diagnóstico el cual es reflejado en el panel o en el DDT También Monitorea la operación del motor y distribuye el voltaje necesario al los transformadores de los cilindros. Provee el mejor desempeño del motor a diferentes Página 37 de 52

velocidades, protege el motor de daños causados por detonaciones, con límites especificados por fábrica retardando el tiempo del motor Figura 9 Sistema EIS motor Caterpillar y magneto Waukesha

Cuando el rotor magnético, accionado por el movimiento del motor, gira, induce en el primario una corriente que carga el capacitador; el ruptor interrumpe el circuito del primario cuando la corriente inducida alcanza su máximo valor, y el campo magnético alrededor del primario colapsa. El capacitador descarga la corriente almacenada en el primario induciendo un campo magnético inverso. Este colapso y la reversión del campo magnético produce una corriente de alto voltaje en el secundario que es distribuido a las bujías para la ignición de la mezcla. Descripcion de Funcionamiento El motor dispone de dos circuitos de refrigeración: uno para agua de camisa y un circuito separado para el post-enfriador y intercambiador de calor de aceite motor. Reguladores de temperatura del agua se utilizan en ambos circuitos con el fin de mantener la temperatura correcta de funcionamiento. Los reguladores de temperatura del agua pueden ser instalados con el fin de regular la entrada o salida de temperatura del agua. Una bomba centrífuga de engranajes circula el refrigerante de agua de camisas desde una fuente externa. El líquido refrigerante se hace circular a través de la camisa de agua hacia las culatas. El refrigerante fluye a través de colectores de agua hacia los reguladores de temperatura. Y al intercambiador de calor. El refrigerante se devuelve al motor. El aceite del motor y el aire de combustión se enfrían en un circuito de refrigeración auxiliar separado. Una bomba de engranajes envía el refrigerante desde el intercambiador de calor. Página 38 de 52

Parte del refrigerante entra al enfriador de aceite motor. La mayoría del refrigerante se dirige al refrigerador posterior (aftercooler). El refrigerante retorna al intercambiador de calor. Una bomba de engranajes bombea el aceite del motor. La temperatura del aceite del motor es regulada. El aceite de motor es filtrado antes de la distribución en el bloque de cilindros. (Tomado de SEBU7563-07 june 2006 Operation and Maintenance Manual pag 22, 23). 7.3.2. COMPRESOR, COOLER, SKId 7.3.2.1. Sistema de Control Las unidades motrices cuentan con un panel o tablero de control en donde se reciben las señales de presiones, temperaturas, niveles del proceso de la operación de las unidades (motor y compresor) y del gas de proceso que se está manejando. En el caso de las presiones cuentan con unos topes o setting por baja o por alta presión, los cuales son ajustables por parte del operador en el momento de arranque de las unidades. El panel de control cuenta con un regulador neumático con el cual se aumenta o disminuye la velocidad a la cual se desea trabajar la unidad motriz en operación. 7.3.2.2. SISTEMA DE SEGURIDAD. Cada etapa del compresor posee una PSV ajustada a la máxima presión de trabajo de cada cilindro del compresor, lo que permite controlar una sobre presión del sistema. El compresor y el Cooler poseen cada uno un switch de vibración, el cual para la unidad motriz dado el caso de un exceso de vibración, protegiendo de esta forma la integridad de los equipos y del personal. Tabla 13 PSV JGE/4 y JGK/4 PSV COMPRESOR JGE/4 Serial Number

Ubicación

Set Pressure (psi)

795220

Descarga 2 Etapa

215

795221

Descarga 3 Etapa

635

795198

Descarga 4 Etapa

1440

91-52J11T82N1

Scrubber de succión

205

81-17151V35G11

Gas Combustible

50

81-17151V36G11

Drenaje Blow Case

100

81-17151V37G11

Aire de Arranque

150

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PSV COMPRESOR JGK/4 Serial Number

Ubicación

Set Pressure (psi)

0118517003

Descarga 2 Etapa

400

0118517004

Descarga 3 Etapa

645

0118517005

Descarga 4 Etapa

1550

0118517002

Scrubber de succión

215

2-18391

Gas Combustible

50

0118517001

Descarga 1 Etapa

100

780087

Aire de Arranque

150

7.4. PREPARACIÓN PARA EL ARRANQUE INICIAL DEL SISTEMA 7.4.1. Actividades preliminares 7.4.1.1. Requerimiento de personal • 1 Soporte de AMS-Líder comisionamiento. • 1 coordinador de Proyectos. • 1. Ingeniero de Proyectos • 1 Profesional HSEQ. • 1 Líder Mecánico • 4 Operadores Mantenedores 7.4.1.2. Aplicación de seguridad Operacional Los lineamientos para alcanzar una operación segura son: requerimientos Ecopetrol. 7.4.1.3. Uso de elementos de protección personal (EPP) Para la operación de este sistema, la protección personal requerida es: ropa de trabajo adecuada, overol NOMEX, casco, lentes de seguridad, guantes, botas y doble protección auditiva. 7.4.1.4. Documentos Relacionados Sistema de Permisos de Trabajo Análisis de Riesgos de la Tarea

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Estándar Requisitos HSE para la prueba en funcionamiento de equipos HSE-STD-US-GL-067 7.4.1.5. Chequeo Inicial. Para el arranque del equipo las actividades preliminares de preparación (pre-comisionamiento y comisionamiento), deben haber sido realizadas en su totalidad. Como primer paso para la puesta en marcha todos los componentes de las unidades de compresión deben ser verificados, inspeccionados y calibrados por cada una de las siguientes especialidades definidas dentro de la actividad de Pre comisionado y Comisionado: • Procesos • Tuberías • Recipientes • Equipos Mecánicos • Instrumentos y Sistema de Control • Electricidad • Alistamiento 7.4.1.6. Chequeo general Durante la puesta en marcha, se debe prestar especial atención a la indicación de los instrumentos, a fin de detectar lecturas erróneas debido a bloqueos, mal funcionamiento de los equipos, u otras razones. Es conveniente tener referencia de las indicaciones de medición siempre que se pueda. Si la indicación resultara inadecuada, se deberá chequear el instrumento primario. El chequeo general debe realizarse antes de cada puesta en marcha prestando una mayor atención a aquellos ítems que hayan sufrido alguna modificación, tales como: equipos que han sido abiertos, limpiados o se les haya realizado mantenimiento durante una parada. Se deberá mantener una copia actualizada de las diagramas de tuberías e instrumentos (P&ID) específicamente dedicada para realizar el procedimiento de chequeo general. • Verificar que todas las instalaciones estén conforme a lo especificado en los P&IDs, especialmente cuando se realice algún trabajo de modificación del proceso. • Verificar el sentido de flujo de válvulas de control, globo y retención ò cheques, especialmente cuando se realizó algún trabajo de cambio de estos elementos. • Verificar que la válvula de 2” (VL 1538) de entrada al skid de la unidad del sistema de gas combustible proveniente del proceso se encuentre abierta. • Verificar que la válvula de 2” (VL 1538) de entrada al skid de la unidad del sistema de gas de arranque proveniente del proceso se encuentre abierta. • Verificar que la válvula manual de 2” (VL 1538) ubicada antes del motor de arranque se encuentre abierta. • Verificar el sistema de TEA para recibir las descargas de gas de las válvulas de venteo BDV‟s - PSV´s. de gas combustible y gas de proceso • Verificar siempre el estado de tuberías, equipos y instalaciones estén en condiciones adecuadas de operación después de reparaciones efectuadas • Verificar que los pasos de hombre o pasarelas y las conexiones de tubería que han sido colocadas en campo disponen de las juntas adecuadas y han sido debidamente ajustadas. Página 41 de 52

• Verificar que la instrumentación esté correctamente instalada, sea visible y accesible para que pueda realizar mantenimiento, prueba y control. • Verificar los sensores de vibración no se encuentran en falla. • Verificar que los pulsadores de parada de emergencia no se encuentran activos • Verificar el encendido del panel de control de compresor y motor • Verificar que todas las válvulas manuales de instrumentos estén en su posición. • Verificar que el sistema contraincendios este activo. •Asegurarse que todos los conductos (conduits) y las juntas se encuentren en buen estado y las cajas con su respectiva tapa. • Verificar que todas las conexiones de puesta a tierra de equipos, estructuras, se encuentren en buen estado. • Verificar que la iluminación sea adecuada para realizar una operación nocturna segura. • Verificar que todos los venteos y drenajes estén conectados y libres de obstrucción. • Verificar el nivel de líquidos acumulados en los scrubber 7.4.1.7. Sistema de lubricación Motor y compresor. • Verificar el nivel de aceite en el motor, según a la indicación de la bayoneta y de acuerdo al estado del motor. • Verificar fugas de aceite alrededor del motor. • Verificar el nivel de aceite en el Compresor el cual debe estar al 75% del nivel de la mirilla en la parte posterior del cárter. • Verificar el nivel de aceite en la caja de bombines del sistema de lubricación forzada. • Verificar presencia de fugas en el sistema de lubricación forzada • Verificar el pre lubricación manual, obturando el botón pulsador en el panel del motor, hasta lograr 10 psi. 7.4.1.8. Sistema de enfriamiento Verificar el nivel de refrigerante en los Tanques elevados de expansión ubicados encima del cooler, el cual debe estar entre el 50% y 75% del nivel total de la mirilla Verificar que los tanques elevados cuente con las respectivas tapas de seguridad • Verificar que las válvulas Mariposa de conexión del Cooler - Motor se encuentren abiertas • Verificar que no existan fugas de refrigerante alrededor de la unidad • Verificar que las correas y poleas Motor-Cooler, se encuentre en buenas condiciones • Verificar el que las aspas de los ventiladores del Cooler se encuentren en buenas condiciones y libre de objetos. • Verificar que las guardas de los acoplamientos del Aeroenfriador, correas, acople motorcompresor se encuentren instaladas 7.4.1.9. Sistema de Gas combustible Waukesha • Verificar que el sistema aguas arriba de la válvula de 2” (límite del patín de la unidad) se encuentre presurizado y dicha válvula se encuentre abierta • Verificar que la válvula de ½”, que presuriza el PI se encuentre abierta y Verificar presión en el filtro, mediante el manómetro Página 42 de 52

Tabla 14 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE WAUKESHA SISTEMA GAS COMBUSTIBLE WAUKESHA TAG

DESCRIPCIÓN

POSICIÓN UNIDAD EN OPERACIÓN

POSICIÓN UNIDAD PARADA

BV 3000

Válvula bola 2”entrada gas combustible

ON

OFF

BV 3070

Válvula bola 3/4”drenaje condensados gas

OFF

OFF

Caterpillar • Verificar que el sistema aguas arriba de la válvula de 2” (límite del patín de la unidad) se encuentre presurizado y dicha válvula se encuentre abierta • Verificar la que la válvula de bloqueo de 2” de entrada al motor se encuentre abierta. • Verificar que la válvula de ½”, que presuriza el PI se encuentre abierta y Verificar presión en el filtro, mediante el manómetro Tabla 15 SISTEMA GAS COMBUSTIBLE CATERPILLAR 7.4.1.10. Sistema de Arranque • Verificar que el sistema aguas arriba de la válvula de 2” (facilidad) se encuentre presurizado y dicha válvula se encuentre abierta. • Verificar la que la válvula de bloqueo de 1 1/2” de entrada al motor de arranque se encuentre abierta. Tabla 16 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE WAUKESHA SISTEMA AIRE DE ARRANQUE WAUKESHA TAG

DESCRIPCIÓN

POSICIÓN UNIDAD EN OPERACIÓN

POSICIÓN UNIDAD PARADA

BV 5000

Válvula 1 ½” bola entrada aire arranque de arranque

ON

OFF

Página 43 de 52

PZV 5010

Válvula relay

OFF

ON

Tabla 17 SISTEMA AIRE DE ARRANQUE CATERPILLAR SISTEMA AIRE DE ARRANQUE CATERPILLAR TAG

DESCRIPCIÓN

POSICIÓN UNIDAD EN OPERACIÓN

POSICIÓN UNIDAD PARADA

BV 5006

Válvula 1 ½” bola entrada aire arranque de arranque

ON

OFF

OFF

ON

1002

Válvula relay

7.5. FUNCIONES BÁSICAS PERSONAL DE OPERACIONES Las experiencias de EXT/SC en la operación y mantenimiento de diferentes plantas de compresión de gas, unidas a la capacidad del equipo técnico y profesional, le brindan a este último la autonomía suficiente para realizar una combinación efectiva de los diferentes métodos de mantenimiento tradicionales, con la cual asegura altos niveles de disponibilidad y confiabilidad de los equipos. 7.5.1. Descripción funciones personal operaciones Los operadores deben estar familiarizados con el proceso, conocer la literatura y puntos de ajuste o control de cada una de las variables de operación y de los instrumentos, así como entender los planos y gráficos de las unidades. Es responsabilidad de cada operador protegerse a si mismo de lesiones así como también, proteger a sus compañeros de trabajo y demás personas que de alguna manera permanezcan en los sitios e trabajo. El trabajo será ejecutado según prácticas y procedimientos establecidos en el proceso de Seguridad Industrial y Salud Ocupacional de OXYANDINA, ECOPETROL y EXT/SC. Los operadores deberán observar todos los avisos de advertencia, particularmente aquellos que requieran de uso de Equipo de Protección Personal. Se espera que, en ausencia de señales, los operadores ejerzan su buen juicio en el uso de este equipo. Todos los operadores tienen la responsabilidad de identificar e informar todos los peligros de seguridad a su supervisor inmediato, lo antes posible. Los operadores deberán corregir aquellos peligros que ellos puedan corregir, sin ponerse en peligro a sí mismos o poner en peligro a otros. Página 44 de 52

Bajo ninguna circunstancia, un operador deberá ser asignado a una tarea sin el entrenamiento suficiente para realizarla con seguridad y eficiencia. A los operadores transferidos a nuevos puestos deberán dárseles específicas instrucciones de seguridad y entrenamiento relativo a las nuevas asignaciones de su nuevo trabajo y a los peligros conocidos asociados con su nueva asignación. Cada operador es responsable de usar el equipo de protección personal como lo requiera la naturaleza del trabajo, la tarea específica que esté realizando, el sitio de trabajo y los peligros potenciales en el sitio donde se encuentren. Solo estará en el área personal vinculado directamente con el arranque de las unidades y personal de mantenimiento, el necesario y autorizado para permanecer en el sitio con el fin de atender cualquier falla en el proceso de arranque de las unidades. Al ejecutar este procedimiento se debe tener especial cuidado, y estar siempre en estado de alerta, observando con atención cualquier operación insegura que pueda afectar a las personas, al medio ambiente o a los equipos como fugas de gas, ruptura de líneas, incendio y explosión; se deben suspenden todas las labores en el área y activar de inmediato el plan de emergencia 7.6. ARRANQUE DE UNIDAD COMPRESORA 7.6.1. Procedimiento Arranque, purga y presurización 7.6.1.1. Arranque normal del sistema de compresión Se considera que todos los arranques del sistema son normales. Las actividades desarrolladas en el numeral 7.6 han sido establecidas para facilitar los arranques que requieran presurización (arranque inicial, arranque después de emergencia total y mantenimiento de equipos de proceso). 7.6.1.2. Actividades Preliminares Requerimiento de personal 1 Operador /Mantenedor Aplicación de Excelencia Operacional Los lineamientos para alcanzar una operación segura son: Uso de elementos de protección personal (EPP) Para la operación de este sistema, la protección personal requerida es: ropa de trabajo adecuada, overol NOMEX, casco, lentes de seguridad, guantes, botas, doble protección auditiva y portar siembre en sitio mascara de evacuación para gases ácidos. Documentos Relacionados. • OPERATION AND MAINTENANCE MANUAL • ARIEL TECNICHAL MANUAL FOR MODELS JGK/4 Y JGE/4 7.6.1.3. Chequeo Inicial. En este momento se han realizado las siguientes actividades: Alineamiento de las válvulas de proceso del sistema de compresión Presurización del sistema de compresión antes del equipo Verificar que la TEA se encuentre encendida Página 45 de 52

Verificar que no haya presencia de personal dentro del cooler, interviniendo el motor, compresor ò algún elemento del equipo de compresión 7.6.1.4. El sistema está listo para arrancar. Comprende las siguientes actividades para el arranque del motor: Arranque del equipo de compresión. Actividades previas al arranque. El operador revisara antes del arranque que se encuentren correctamente colocados todos los componentes y protecciones de los equipos de compresión. Así mismo revisara que se cuenten disponibles todos los servicios requeridos para la correcta operación de los equipos de compresión como son niveles adecuados de aceite de lubricación a cárter y sellos del compresor, nivel de aceite de lubricación y nivel de refrigerante para el motor así como carga en los acumuladores para el arranque. Revisar el tablero de controles y corregir cualquier código de falla. El operador comunicara y coordinará con Exterran el arranque y la puesta en línea del paquete compresor. Posición inicial de las válvulas. Inicialmente y después de un paro para mantenimiento el equipo de compresión se encontrara aislado de los cabezales de la facilidad por lo que las válvulas que comunican al paquete compresor con la facilidad deberán estar cerradas y todos los separadores del sistema de gas deberán estar despresurizados y drenados con sus válvulas de drenaje abiertas. Poner en servicio todas las válvulas controladoras de nivel de los separadores abriendo sus válvulas de bloqueo y cerrando sus válvulas de by-pass. Cerrar todas las válvulas de drenaje Abra la válvula de descarga de la máquina. Carga de gas y purgado de aire del sistema. Los sistemas de separación y de compresión deberán ser purgados siempre que sean despresurizados para mantenimiento ya que el aire que entra al sistema puede formar mezclas explosivas con el gas durante la operación del compresor, esto se logra barriendo el aire hacia el cabezal de venteos durante la carga inicial de la máquina. Para esta operación, abra la válvula de venteo en el paquete compresor (venteo a tea), abra un poco la válvula de succión en el patín de separación para permitir el paso de gas hacia el patín de compresión, abra la válvula de recirculación del compresor (by-pass) y haga movimientos abriendo y cerrando esta válvula hasta que el purgado de aire este completo luego cierre la válvula de venteo. Asegúrese que la válvula de recirculación queda completamente abierta. Arranque de la maquina en vacío.

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Alimente gas al sistema de encendido abriendo la válvula de suministro a la reguladora de presión de gas combustible y a los reguladores de aire para instrumentos revise su correcto funcionamiento. 1) Revise el tablero de controles y corrija cualquier código de falla. La perilla de control Waukesha o Caterpillar debe estar en OFF/RESET. Controle la presión de gas en la máquina en 30 a 40 psi, teniendo la recirculación totalmente abierta para el arranque sin carga. Accionar los reset de ambos tableros, bajar control de velocidad a cero accionando la perilla de aceleración. Esto reduce la carga de arranque y elimina falsos paros por sobre velocidad. En el tablero Murphy oprimir los botones reset y test al mismo tiempo. En la pantalla de sensor number aparecerá 00: y en la pantalla de start-run timer aparecerá el número 5 que es el tiempo en minutos en que el sistema de control ignora o puentea las protecciones del tablero Murphy para permitir el arranque de la máquina. El anunciador deberá mostrar “00” en la pantalla. Si se muestra un numero diferente a “00” en la pantalla significa que existe una condición de paro por lo se deberá corregir la falla antes de que la maquina arranque. Pasar la perilla de control a posición OFF/RESET en el panel de control el sistema efectuará un autodiagnóstico, accionar nuevamente la palanca del reset y la máquina queda lista para el arranque. Fije los puntos de disparo para los medidores de presión a menos de la presión de succión para prevenir un paro por baja presión de succión. Es totalmente obligatorio volver a colocar estas protecciones al valor recomendado después de normalizar la carga de la maquina. Prelubrique manualmente el compresor accionando la palanca de la bomba manual al menos 25 veces. Pasar la perilla de control a la posición MAN-START la bomba de prelubricación entrara en operación y luego el motor de arranque entrará para arrancar la maquina que acelerará hasta su velocidad mínima de control entre 800-900rpm. Si la maquina no arranca después de un predeterminado tiempo. Es necesario volver a iniciar la secuencia en el paso inicial (1). Si la unidad no arranca revise nuevamente la pantalla anunciadora especialmente por paros por vibración o bajos niveles y pruebe nuevamente. Si no es posible arrancar después de una tercera prueba llame por ayuda a mantenimiento EXTERRAN. Después de que la máquina arrancó y el control de velocidad llevó a la maquina a la velocidad entre 800 y 900rpm. Inmediatamente después de que la unidad arranca revisar la presión de aceite en el motor y en el compresor. Recuerde que todas los protecciones por baja presión fueron puenteadas por el timer de arranque no abandone el tablero mientras esta activo el timer start/run. Mientras la unidad esta en calentamiento revise por fugas de aceite o refrigerante, revise todos los niveles de fluidos, escuche por ruidos extraños y revise cuidadosamente toda la unidad. Presurización y puesta en línea de la maquina. Cuando la temperatura del agua del motor alcanza aproximadamente 130 ºF en el tablero y el aceite del motor 150 ºF la inspección de la maquina fue completa la unidad esta lista para cargarla. La unidad fue arrancada con la descarga abierta, venteo a tea cerrada y la recirculación abiertas, el procedimiento de carga es el siguiente: Aumente la velocidad de la maquina a aproximadamente 900rpm. Abra la valvula de venteo a tea, abra lentamente la válvula de succión controlando la presión de succión dentro del rango permitido para la máquina y deje ventear la maquina por un corto tiempo para que el aire dentro del equipo salga y cierre esta valvula. Cierre la válvula de recirculación para enviar el gas hacia la descarga del compresor, este movimiento hará que el compresor aumente su Página 47 de 52

presión hasta descargar hacia el cabezal de descarga. Al ir aumentando la carga hacer los ajustes necesarios en la perilla de control de rpm para mantener la velocidad. Cuando la máquina alcanza las presiones de operación, ajuste todas las protecciones por baja presión de gas. La unidad puede ahora ser llevada a las rpm y carga de diseño. Revise que todas las protecciones de paro estén desactivadas en la pantalla Murphy. Revise que el reloj del timer start/run haya vuelto a “0”, si es necesario se puede volver a “0” accionando el botón de “0” del tablero. Operación normal de la maquina. El operador debe vigilar el correcto funcionamiento de la maquina manteniendo los parámetros de control dentro de las especificaciones recomendadas. Motor de combustión interna: Presión de aceite del motor. El rango típico a velocidad baja es entre 27 y 50 psi. el rango típico en velocidad alta es entre 50 a 87 psi. Diferencial de presión del filtro de aceite. El limite de la diferencia entre la presión de entrada y salida es de 10 psi. al llegar a este valor se deben cambiar los filtros. Temperatura de agua de las camisas. Este medidor indica la temperatura del refrigerante a la salida de las camisas la temperatura varía según la carga y nunca debe exceder la temperatura de ebullición del agua, su rango normal es entre 190 a aprox 208 °F. Temperatura del aire al múltiple de succión. Indica la temperatura del aire a la entrada del múltiple de admisión para motor estándar con temperatura de apertura del termostato de agua de 144ºF la temperatura aproximada de operación es de 144ºF y la temperatura de paro es de 151ªF. Altas temperaturas aumentan el riesgo de detonación. Presión del aire del múltiple de admisión. Este manómetro mide la presión del aire en la cámara de distribución del aire después del post enfriador su valor depende de la carga a la que opere la maquina. Pirómetro. Indica la temperatura de los gases de escape del motor para motores estándar la temperatura varía dependiendo de la carga y puede llegar hasta 950ºF. Tacómetro. Indica las revoluciones por minuto (rpm) a las que gira el cigüeñal del motor. La velocidad máxima permitida para que el motor pueda operar sin daños es igual a la velocidad nominal del motor y esta estampada en la placa del motor. Horómetro de servicio. Página 48 de 52

Indica el número total de horas que ha operado el motor. Diferencial de presión del filtro combustible. Indica la caída de presión del filtro de combustible se debe cambiar el elemento cuando la caída de presiona sea mayor de 5 psi. Diferencial de presión del filtro de aire. Este indicador nos indica el grado de suciedad del filtro de aire y se deberá cambiar al alcanzar 10” de agua. Temperatura del aceite del motor. Este medidor indica la temperatura del aceite en el filtro a la salida del enfriador y la controla con un termostato en 180ºF la máxima temperatura permitida es de 220ºF. Presión del refrigerante. Este manómetro indica la presión del refrigerante en las camisas del motor. Nivel de aceite del cráter. Para revisar de manera exacto el nivel de aceite en el cráter de motor este debe estar parado también se puede revisar con el motor corriendo en vacío a bajas revoluciones en ambos casos se extrae la varilla medidora de aceite y se revisa el lado correspondiente el nivel debe estar entre las marcas de FULL y ADD reponga o vacíe si es necesario. Nivel de refrigerante. Revisar el nivel en las mirillas del tanque de almacenamiento sobre el cooler y reponer en caso necesario. Compresor de gas Aceite de lubricación al carter. La presión normal debe ser entre 50 y 60 psi después del filtro a la temperatura normal de funcionamiento, la presión de paro esta ajustada a 35psi. Nivel de aceite: Revisar el nivel debe estar a la mitad de la mirilla de vidrio reponer en caso necesario y nunca sobrellenar. Temperatura de aceite de lubricación al carter. La temperatura máxima es de 190ºF y la mínima de operación es de 150ºF. Caída de presión en los filtros. Cuando la caída de presión es superior a 10 psi se deben cambiar los filtros y analizarse el aceite del carter. Bomba de lubricación a presión. Se debe revisar el movimiento de la espiga del bloque lubricador y ver que cumpla un ciclo bajando y subiendo dentro del tiempo establecido en la placa indicadora, revisar el nivel de aceite en su mirilla. Esta bomba alimentada desde la bomba del cárter, lubrica los sellos de los vástagos de los pistones y los cilindros donde se mueven los pistones cuenta con una Página 49 de 52

protección por falla que detiene la unidad al no tener lubricación por 3 a 5 minutos y discos de ruptura que fugan en casos de taponamientos de las líneas de lubricación. Revisar la máquina por fugas en los sellos de los vástagos de los pistones y corregir en caso necesario. Temperatura de las válvulas de succión/ descarga. La temperatura en las tapas de las válvulas de succión se debe revisar diariamente y varía entre 260-290ºF y nos indica el funcionamiento de las válvulas un aumento a más de 300°F nos indica daño en los elementos de la válvula. Presiones de operación sistema de gas. Las protecciones por alta/baja deben estar ajustadas tan cerca como sea posible de la presión de operación. Dependiendo de la facilidad en que opere la máquina las presiones de succión debe estar entre 1-7 psi, la presión de descarga de la primera etapa debe estar entre 30-50 psi, la presión de descarga del segunda etapa debe estar entre 130-160 psi. la presión de descarga de la tercera etapa debe estar entre 330-360 psi, la presión de descarga del cuarta etapa debe estar entre 500-570 psi Cualquier aumento o disminución fuera de rangos normales para la estación debe ser localizada y corregida. Estos valores referenciados arriba dependen de las condiciones de operación en el momento y debe ajustarse de acurdo a las presiones actuales. Temperaturas de succión y descarga. La temperatura se succión de la primera etapa dependiendo de las condiciones climáticas debe estar entre el rango de 60-90ºF, la temperatura de descarga del primera etapa debe estar entre 250-295ºF. La temperatura de succión de la segunda etapa debe estar entre 80110ºF, La temperatura de succión de la tercera etapa debe estar entre 80-110ºF la temperatura de descarga entre 260-295ºF. La temperatura final de descarga después del enfriador debe estar entre 80-110ºF. Cualquier aumento o disminución fuera de estos rangos debe ser localizado y corregido. Bolcillos. Son utilizados para controlar la carga o flujo que maneja el compresor, al cerrarse aumenta la capacidad del compresor. Flujo de gas. El flujo de gas que entrega el compresor y medido por el medidor de la descarga debe estar dentro de los rangos que maneja el compresor de acuerdo a su tipo y a las condiciones de operación cualquier disminución en el flujo debe ser localizada la falla y corregida ya sean válvulas del compresor o fallas en el medidor de flujo. Separadores de líquidos. Se debe revisar continuamente el correcto funcionamiento de los separadores así como sus controles de nivel por ningún motivo se deben dejar abiertas purgas o válvulas de by-pass ya que los sellos hidráulicos en los recipientes se pierden. Paro normal de la maquina Se debe coordinar el paro de la maquina con Ecopetrol y Exterran. Página 50 de 52

Revise toda la máquina para detectar problemas que deben ser resueltos durante el paro. Baje capacidad a la maquina a la mínima de acuerdo a la curva de operación. Cierre la válvula de succión e inmediatamente abra las válvulas de recirculación y venteo. Baje a la velocidad sin carga de la unidad entre 800-900 rpm Opere la unidad en vacío de 3 a 5 minutos para permitir el enfriamiento de las turbocargadores. Detenga la maquina utilizando cualquiera de las protecciones de paro para revisar el correcto funcionamiento del sistema de protecciones use una protección diferente cada vez. Otra forma de parar es colocar la perilla de control en posición OFF/RESET con lo que el motor se detendrá de inmediato. Como protección siempre se deberá cerrar el sistema de gas combustible y de arranque, desconectar el sistema de alimentación eléctrico y cerrar la válvula de venteo a tea. Paro de emergencia de la maquina. Se puede parar el motor por emergencias actuando sobre el botón de paro de emergencia colocado en el tablero de control con lo se suspenderá la alimentación de combustible y el motor se detendrá de inmediato. Proceder a abrir las válvulas de veteo y recirculación. Despresurizado de la máquina para mantenimiento. Después de un paro ya sea normal o de emergencia proceder a drenar completamente los líquidos de todos los separadores y filtros hacia el tanque correspondiente antes de despresurizar totalmente la máquina. Posteriormente cierre completamente la válvula de succión, cierre completamente la válvula de la descarga, abra completamente la válvula de hacia el venteo y cierre todas las válvulas de los circuitos de gas de proceso, gas combustible e instrumentos. Después de evidenciar que la presión en el sistema es cero cierre la válvula de venteo a tea, esto para evitar el ingreso de gas por este sistema a al paquete compresor. 8.0 CONSIDERACIONES HSEQ • Durante la ejecución de estas actividades el personal involucrado debe hacer uso permanente de los EPP requeridos para cada actividad. • Antes de iniciar cualquier trabajo se debe realizar y documentar el respectivo Análisis de Trabajo, solicitar permiso de trabajo y certificados de apoyo aplicables a cada actividad. • Se debe contemplar las políticas de seguridad industrial, salud en el trabajo y medio ambiente tanto de EXT/SC como del cliente para el desarrollo de las actividades de operación rutinaria y mantenimiento. • Se debe contar con los equipos óptimos para efectuar la medición de gases que puedan afectar la seguridad y salud de los trabajadores, contratistas y visitantes del proyecto.

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• El personal encargado de HSE del proyecto debe asegurarse de cumplir con lo estipulado en el procedimiento de HSE-PRC-CO-BGC-021 Manipulación de Fluidos. • Revisar el funcionamiento de alarmas visuales, bocinas y sirenas de paro de emergencia. • Mantener las válvulas de bloqueo ubicadas aguas arriba y aguas abajo de cada válvula de seguridad con traba en posición abierta cuando la válvula se encuentre en operación. Chequear las válvulas de seguridad de manera periódica para asegurar su calibración y funcionamiento adecuado. • Los equipos rotativos deberán contar con guarda correas o guarda acoplamientos. Mantenga estas protecciones en su lugar permanentemente durante la operación de los equipos. • Todo motor eléctrico que esté equipado con una botonera de comando „MANUAL-OFFAUTO‟, deberá ser siempre operado en la posición automática. Esto se hace simplemente seleccionando dicha botonera en la posición automática. El interruptor deberá estar en la posición automática para que el sistema de control pueda parar el equipo en caso requerido. • Nunca se debe exceder las máximas temperaturas y los ratings de presión mostrados en la placa de identificación del equipo. Esto podría generar fatiga del material y su posterior rotura. • Mantener los caminos, pasarelas y plataformas despejadas y debidamente señalizadas. • Mantener claramente y de fácil acceso los números telefónicos de los departamentos locales de seguridad, departamento médico, personal de emergencia y demás necesarios para atender una situación de emergencia. • Periódicamente revisar la(s) hoja(s) de seguridad de cada producto químico utilizado en la operación. Solicitar una hoja de seguridad actualizada de cada producto siempre que se realice reposición de stock. • Periódicamente revisar todos los estándares y procedimientos, relacionados con la seguridad y procedimientos. La información contenida en este manual no pretende completar ni reemplazar los estándares de seguridad propia y del cliente.

9.0 RESULTADOS ESPERADOS Se espera que la aplicación de este documento permita efectuar las actividades de Operación de manera segura y confiable cumpliendo con las normas vigentes, los requerimientos corporativos y del cliente de acuerdo a las políticas, directrices y lineamientos operativos.

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