estudio de pre factibilidad tÉcnica econÓmica de una...
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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERIA QUÍMICA
PROYECTO PARA OPTAR AL TITULO DE INGENIERO CIVIL QUÍMICO
ESTUDIO DE PRE FACTIBILIDAD
TÉCNICA ECONÓMICA DE UNA PLANTA REGASIFICADORA DE GAS NATURAL
LICUADO
Nicolás Castillo Felmer
Profesor Guía: Jaime Fernández C.
2009
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 1
AGRADECIMIENTOS
Al término de esta etapa de mi vida, quiero agradecerles a quienes con su ayuda, apoyo y
comprensión me alentaron a dar este paso, y así comenzar una etapa aún más
enriquecedora.
Agradezco primeramente a Dios, y la Virgen, por entregarme la fortaleza, y ayudarme a
levantar en los momentos difíciles, acompañándome en este largo camino.
El paso a través de la Universidad, no hubiera sido posible sin el apoyo de mi familia.
Gracias a mis padres, Margot y Rafael, por su infinito esfuerzo realizado, y por inculcarme
valores para ser una persona de bien. A mis hermanos: Rafa, Tomas, Maky, Álvaro, Mali,
Isi, Matías, Diego, Trini y Caty gracias por estar en mi vida.
A mis amigos El Negro, EL Fafa, el Lu, el Petaca y al Daniel ya que sin ellos este proceso
hubiese sido un poco fome. Gracias por su ayuda, por su apoyo y por su amistad.
Al Profesor Jaime Fernández, por asesorarme, y acompañarme en este camino, que hoy
culmina.
A la Escuela de Ingeniería Química de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso,
representada por todos sus docentes y funcionarios, que me otorgaron su apoyo en los años
de estudio.
Y a todas las personas que influyeron de alguna manera en mi vida, ayudándome y
alentándome a lograr los objetivos.
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RESUMEN
Por los problemas que han surgido con el abastecimiento de Gas desde Argentina en los
últimos años, Se evaluó la posibilidad de realizar la construcción de una planta de
Regasificación de Gas Natural Licuado en el puerto de Quinteros.
La planta se diseño para producir 10 millones de metros cúbicos al día.
La Planta cuenta con 2 estanques que contienen 160.000 metros cúbicos de Gas Natural
Licuado cada uno, con una dimensión de 70 metros de diámetro y 40 metros de altura, estos
estanques se diseñaron bajo los más altos estándares de seguridad, doble contención
completa y enterrada. Son dos estanques de acero inoxidable, el interior con características
criogénicas y el exterior normal (para la contención en posibles derrames del primer
estanque) entre los estanques se introduce un aislante capaz de trasmitir la menor cantidad
de calor para así disminuir al máximo la evaporación dentro del primer estanque. Por fuera
del estanque externo se refuerza con una capa de concreto pretensado para aminorar
problemas mecánicos de la estructura. De igual manera son construidos bajo tierra para así
disminuir al máximo problemas estructurales.
El Gas dentro de los estanques se encuentra en estado liquido a -162 °C a esta temperatura
el Gas se encuentra comprimido en 600 veces. Para pasarlo a estado gaseoso y a
temperaturas normales para su posterior comercialización es necesario usar equipos de
vaporización utilizando como medio de calentamiento agua de mar que se encuentra a una
temperatura de 15°C.
Estos equipos de Vaporización son diseñados para las capacidades requeridas, y son de tipo
rejilla abierta, de tubos con aleta y en contra corriente, mientras el Gas liquido sube por el
interior del tubo pasando de estado liquido a gaseoso en una pequeña distancia, por el lado
exterior del tubo corre agua de mar que se encuentra a 15°C
Para la construcción de la planta es necesario contar con los más altos estándares en lo que es equipos como en el caso de las bombas sumergibles, bombas de traspaso, muelle, etc.
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El costo total de la planta de Regasificación de Gas Natural Licuado es de $
386.039.224.101,09 pesos ($ 728.375.894,53Dólares). Un costo muy elevado sin tomar en
cuenta el TIR de 34% que es altamente conveniente en un plazo de 15 años de producción.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 4
Índice
Índice General
CAPITULO 1 INTRODUCCION 11.1 Objetivo 11.1.1 Objetivo General 11.1.2 Objetivos Específicos 11.2 Problemática 11.3 Método 2CAPITULO 2 TECNOLOGIAS 42.1 Almacenamiento de GNL y equipo de vaporización 42.1.1 Brazos de descarga 42.1.2 Tipos de tanques de almacenamiento 62.1.3 Tanque de tipo contención completa 82.1.4 Tanque de tipo contención completa enterrados. 92.1.5 Recondensador de gas evaporado (boil-off) 102.1.6 Vaporizadores 102.1.7 Intercambiador de calor de placas 122.1.8 Calentadores de agua / glicol de reserva 142.1.9 Las bombas de agua 152.1.10 Vaporizador de Rejilla Abierta (Open Rack Vaporaizer ORV) 162.1.11 Vaporizador de Combustión Sumergido (Submerged Combustion Vaporizer) 18CAPITULO 3 UBICACIÓN. 20CAPITULO 4 MUELLE DE ATRAQUE Y BRAZO DE DESCARGA 264.1 Muelle 274.2 Brazo de descarga 304.3 Bombas 334.3.1 Bombas reforzadoras de descarga 334.4 Aislamiento de cañería. 344.4.1 Aislamiento de cañería 354.4.2 Balance de energía para la aislación de cañería. 364.5 Característica del Sistema 364.6 Sistema de recirculación del Gas Natural Licuado 40CAPITULO 5 ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO 415.1 Materiales de construcción 425.1.1 Propiedades del Acero inoxidable al cromo níquel 18-8 435.2 Espesor estanque interno 445.2.1 Formulas para el espesor 445.3 Aislamiento 47
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5.3.1 Manta Elástica 485.3.2 Aislante Perlitas expandidas 495.3.3 Aislamiento en la loza 515.4 Estructura Externa (Cemento) 535.4.1 Hormigón pretensado 535.5 Techo de aluminio. 545.5.1 Soldadura en techo de aluminio 545.5.2 Pesos muertos. 555.6 Aislación del fondo 565.7 Cimentación. 585.7.1 Principios Generales. 585.7.2 Tipologías de Terrenos 605.8 Balance de energía del sistema 625.9 Seguridad de la loza. 63CAPITULO 6 VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR 646.1 Introducción 646.2 Calor de Vaporización 666.3 Diseño 686.3.1 Datos de diseño 686.3.2 Especificaciones de los flujos 686.3.3 Diseño de los tubos. 696.4 Curva característica para las bombas. 766.4.1 Curva característica para las bombas de agua de mar. 766.4.2 Curva característica para las bombas de Gas Natural Licuado. 776.5 Piscinas de agua de mar. 796.5.1 curva del sistema de agua de mar 796.5.2 Dimensiones de la piscina de agua de mar 796.5.3 Dimensiones de canalización de evacuación de agua de mar. 80CAPITULO 7 SEGURIDAD 827.1 Aspectos de Seguridad en las Operaciones de Gas Natural Licuado 827.1.1 Contención Primaria. 827.1.2 Contención Secundaria. 827.1.3 Sistemas de Seguridad. 837.1.4 Normas de la Industria/Apego al Reglamento. 837.2 Propiedades de Gas Natural Licuado y Riesgos Potenciales. 847.2.1 Propiedades de Gas Natural Licuado 847.2.2 Tipos de Riesgos Asociados con el Gas Natural Licuado 897.3 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado 927.4 Protección en el estanque de almacenamiento de Gas Natural licuado. 937.4.1 Aumento de presión dentro del estanque de almacenamiento de 93
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Gas Natural Licuado. 7.4.2 Disminución de presión dentro del estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 937.4.3 Principales causas del cambio de presión 947.5 Zonas de planificación de emergencias. 957.5.1 Zona de intervención. 957.5.2 Zona de alerta 95CAPITULO 8 EVALUACION ECONOMICA 968.1 Capital de inversión. 978.1.1 Vaporizador 978.1.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 1038.1.3 Muelle de descarga 1088.1.4 Cañerías. 1108.1.5 Bombas 1158.1.6 Capital fijo indirecto. 1188.1.7 Imprevistos Construcción 1208.1.8 Total Capital de inversión 1218.2 Costo de producción. 1228.2.1 Suministros de operación y Servicios generales. 1228.2.2 Sueldos 1238.2.3 Gastos Laboratorio 1238.2.4 Costos indirectos. 1238.2.5 Total Costos de producción 1248.3 Ingresos. 1258.4 Evaluación Económica. 1268.4.1 Tasa de impuesto. 1268.4.2 Flujo de caja. 128CONCLUSIÓN 133RECOMENDACIONES 134REFERENCIA BIBLIOGRAFICA 135ANEXOS 139Anexo A 140A.1 Cálculos línea de descarga 140A.2 Cálculos de recirculación para enfriamiento de cañería. 148A.3 Bombas 150A.3.1 Bombas reforzadoras de descarga 150A.3.2 Bombas internas en los tanques 151A.3.3 Bombas reforzadoras de vaporización 151A.4 Calculo Balance de energía. 151A.4.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque. 152ANEXO B 155
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B.1 Diseño del estanque interior 155B.1.1 Datos: 155B.1.2 Cálculo de los esfuerzos: 159B.1.3 Esfuerzos por viento. 164B.1.4 esfuerzos por sismo. 164B.2 Diseño del estanque externo. 165B.2.1 Datos: 165B.2.2 Cálculo de los esfuerzos: 169B.2.3 Esfuerzos por viento. 173B.2.4 Esfuerzos por sismo. 173B.3 Cables Tensores para el Techo de aluminio. 173B.4 Cálculo del Cimentación 175B.4.1 Datos de entrada 175B.4.2 Calculo del área de la zapata (Tabla B.13) (Figura B.6) 179B.4.3 Presión de contacto del estanque con el cimiento ( Tabla B.15 ). 180B.4.4 Cálculo del peralte preliminar (Tabla B.16). 180B.4.5 Revisión del Peralte 180B.4.6 Diseño por flexión. (Tabla B.20) 182B.4.7 Resumen de Zapata con carga Axial. (Tabla B.21) (Figura B.7) 183B.5 Cálculos Balance de energía de Estanque. 184B.5.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque. 184B.5.2 Calor perdido por el techo del estanque. 186B.5.3 Calor perdido por las paredes del piso del estanque. 188B.6 Materiales de construcción. 189B.7 Aislación. 190ANEXO C VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR 192C.1 Cálculo del Calor latente de vaporización 192C.2 Calor especifico del Gas Natural Licuado. 197C.3 Cálculo del Calor para calentar 642.833 lbs/ hr de Gas Natural Licuado. 202C.3.1 Alaska 203C.3.2 Argelia 203C.3.3 Baltimore G&E 204C.3.4 Nueva York 204C.3.5 San Diego G&E 205C.4 Requerimiento de agua de mar por tubo. 208C.5 Diseño del vaporizador de rejilla abierta. 209C.5.2 Diseño del tubo. 209C.5.3 Diseño interior del tubo. 213C.5.4 Diseño lado Gas Natural Licuado 216C.5.6 Diseño lado exterior (aletas). 219
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C.5.7 Coeficiente total limpio 222C.5.8 Factor de Obstrucción (Rd) 223C.5.9 Caída de presión 224C.6 Sistema para agua de mar para el vaporizador 225D.6.1 Ecuación de Bernoulli 225C.7 Bombas de Gas Natural Licuado para el vaporizador 228C.7.1 Ecuación de Bernoulli 229C.8 Sistema de agua de mar hacia la piscina 2334C.8.1 Ecuación de Bernoulli 234ANEXO D EVALUACION ECONÓMICA 238D.1 Intercambiador de Calor 238D.1.1 Tubos con aleta 238D.1.2 Rejilla tipo colador para agua de mar. 241D.1.3 Estructura de hormigón para el vaporizador 241D.1.4 Piscina de agua de mar. 242D.1.5 Canalización para agua de mar 243D.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 244D.2.1 Excavación y movimiento de tierra 244D.2.2 Estanque de hormigón pretensado. 245D.2.3 Estanque de acero (estanque externo) 247D.2.4 Estanque de acero 18% cromo 8% níquel (estanque interno) 249D.2.5 Aislamiento de perlita expandida. 251D.2.6 Aislamiento de Lana mineral. 252D.2.7 Techo de aluminio 253D.2.8 Cabezal elíptico de acero 253D.3 Muelle de descarga 255D.3.1 Muelle 255D.3.2 Brazo de descarga. 256D.4 Cañerías. 256D.4.1 Cañería de descarga de Gas Natural Licuado 256D.4.2 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. 257D.4.3 Cañería de salida de Gas Natural 257D.4.4 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina 258D.4.5 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores 258D.4.6 Cañería de Alivio a la antorcha 259D.4.7 Cañería de Alivio a la atmosfera 259D.4.8 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural 260D.4.9 Cañería de para el nitrógeno seco. 260D.5 Bombas 262
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Índice Tablas
Tabla 4.1 perdidas por accesorio 38Tabla 4.2 datos para el calculo de la curva característica del sistema. 40Tabla 4.3 Resultados de cálculos 40Tabla 5.1 Espesores de pared de estanque. 46Tabla 5.2 Resistencia de cada material (espesor promedio). 47Tabla 5.3 pesos muertos para cables tensores del techo de aluminio. 56Tabla 5.4 Datos del cimiento del estanque. 60Tabla 6.1 Calor especifico de cada compuesto en BTU/h 66Tabla 6.2 componentes en lb de Gas Natural Licuado de cada centro de distribución. 67Tabla 6.3 Cañerías de aluminio para equipo de vaporización. 70Tabla 6.4 Caída de presión Total. 73Tabla 7.1 Comparación de las Propiedades de los Combustibles Líquidos 87Tabla 7.2 Temperaturas de Auto Ignición de Combustibles Líquidos 88Tabla 8.1 Precio asociado a cada tubo y en total de intercambiador 99Tabla 8.2 Tubos con aleta de aluminio 99Tabla 8.3 Rejilla tipo colador de agua de mar. 100Tabla 8.4 Estructura de hormigón armado para vaporizador. 101Tabla 8.5 Piscina de agua de mar 101Tabla 8.6 Canal de evacuación de agua de mar 102Tabla 8.7 Sumario Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar. 102Tabla 8.8 Sumario de tiempos de Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar. 103Tabla 8.9 excavación y movimientos de tierra 104Tabla 8.10 tratamiento de la tierra en el fondo de la excavación 104Tabla 8.12 Estanque de exterior de acero. 105Tabla 8.14 Aislamiento perlita expandida. 106Tabla 8.16 Techo de aluminio. 107Tabla 8.18 Sumario Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 107Tabla 8.19 Sumario de tiempos de Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 108Tabla 8.20 Muelle de descarga. 109Tabla 8.22 Sumario Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos 110Tabla 8.23 Sumario de tiempos de Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos. 110Tabla 8.25 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. 111Tabla 8.26 Cañería de salida de Gas. 111Tabla 8.27 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina. 112Tabla 8.28 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores 112Tabla 8.29 Cañería de Alivio a la antorcha 113
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Tabla 8.30 Cañería de Alivio a la atmosfera. 113Tabla 8.31 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural 114Tabla 8.32 Cañería de para el nitrógeno seco. 114Tabla 8.33 Sumario para Cañerías. 115Tabla 8.34 Sumario para tiempos de cañería 115Tabla 8.35 Bomba de Recirculación de Gas Natural Licuado. 116Tabla 8.36 Bomba de envío de Gas Natural Licuado a los Vaporizadores. 116Tabla 8.37 Bombas de Agua de Mar a piscinas 116Tabla 8.38 Bombas de piscina a vaporizadores. 117Tabla 8.39 Sumario Bombas 117Tabla 8.40 Sumario de Tiempo para Bombas 117Tabla 8.41 Edificaciones menores. 118Tabla 8.42 Total edificaciones. 118Tabla 8.43 Permisos 118Tabla 8.44 Obras civiles. 119Tabla 8.45 Suministros y servicios. 119Tabla 8.46 Ingeniería, administración, construcción, Gestión de compras. 120Tabla 8.47 Imprevistos Construcción. 120Tabla 8.48 Total Capital de inversión 121Tabla8.49 Suministros de operaciones y servicios generales. 123Tabla 8.50 Sueldos 123Tabla 8.51 Gastos Laboratorio 123Tabla 8.52 Costos indirectos. 124Tabla 8.53 Costos de producción 124Tabla 8.54 Promedio venta Gas Natural Metrogas. 125Tabla 8.55 Precio Ingresos. 125Tabla 8.56 Proyecto de ley para impuestos específicos para el Gas Natural Licuado. 126Tabla 8.57 Flujo de Caja inversión 128Tabla 8.58 Indicadores Económicos para inversión ( 0,6 dólares) 129Tabla 8.59 Indicador económico para inversión (menor precio) 129Tabla A.1 Caudales 142Tabla A.2 datos de las cañerías 142Tabla A.3 datos de las cañerías 149Tabla A.4 Conductividad térmica. 152Tabla B.1 Presión interna. 156Tabla B.2 Espesor del estanque interno. 157Tabla B.3 Esfuerzos por peso muerto de carcasa. 161Tabla B.4 Esfuerzo debido a pesos muertos de aislación. 162Tabla B.5 Esfuerzos totales estanque interno. 163Tabla B.6 Presión interna. 165
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Tabla B.7 Espesor del estanque externo. 166Tabla B.8 esfuerzo axial debido a la carcasa. 172Tabla B.9 Esfuerzo total debido a la carcasa y al cabezal. 173Tabla B.10 Números de Cables. 174Tabla B.11 Peso del estanque completo. 176Tabla B.12 Datos de entrada, Programa Cálculo de Cimientos. 178Tabla B.13 Calculo del área de la Zapata. 179Tabla B.14 Valores de B y L redondeados. 179Tabla B.15 Presión de contacto. 180Tabla B.16 Peralte preliminar. 180Tabla B.17 Cortante perimetral. 181Tabla B.18 Cortante elemento ancho 181Tabla B.19 Cumplimiento de las condiciones del Peralte. 182Tabla B.20 Diseño por flexión. 182Tabla B.21 Resumen de la zapata. 183Tabla B.22 Conductividad térmica. 184Tabla B.23 Datos del techo del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor. 187Tabla B.24 Datos del piso del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor. 188Tabla B.25 Materiales de construcción de los estanques. 189Tabla B.26 Aislantes comunes. 191Tabla C.1 Composición en masa de del Gas Natural Licuado, dependiendo del lugar de procedencia. 194Tabla C.2 Calculo de entalpia de Vaporización con el grafico de Calor Latente de Vaporización. (Figura C.1) 194Tabla C.3 Cálculo de Entalpia de referencia para calcular la entalpia real de vaporización por medio de la Figura C.1. 196Tabla C.5 Resultados de los calores sentibles para el liquido y para el gas en 201Tabla C.5 calor especifico del fluido Btu/lb 202Tabla C.6 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Alaska 203Tabla C.7 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Argelia. 203Tabla C.8 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Baltimore G&E 204Tabla C.9 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Nueva York. 204Tabla C.10 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. San Diego G&E. 205Tabla C.16 Diferencias de temperatura en °C 212Tabla C.17 Diferencias de temperatura en °F 212Tabla C.20 Viscosidad promedio en centipoise. 215Tabla C.21 Viscosidad liquida y del vapor del Gas Natural licuado en 216
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Centipoise. Tabla C.35 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. 225Tabla C.36 datos de las cañerías 227Tabla C.37 Velocidad 227Tabla C.38 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. 228Tabla C.39 datos de las cañerías 230Tabla C.40 Velocidad 231Tabla C.41 Número de Reynold 232Tabla C.42 Largo Equivalente 233Tabla C.43 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. 234Tabla C.44 datos de las cañerías 236Tabla C.45 Velocidad 236Tabla D.1 Precio para soldadura TIG 239Tabla D.2 Precios de tubo con aleta y de tubos totales por intercambiador. 240Tabla D.3 Dimensiones y volumen de hormigón pretensado a ocupar. 245Tabla D.4 Volumen de acero para estanque de acero externo. 247Tabla D.5 Costos soldadura para estanque exterior. 248Tabla D.6 Volumen de acero 18% cromo 8% níquel para estanque de acero interno. 249Tabla D.7 Costos soldadura para estanque exterior. 250Tabla D.8 Volumen aislamiento de perlita expandida. 251Tabla D.9 Volumen aislamiento de perlita expandida. 252Tabla D.10 Soldadura para techo de aluminio. 253Tabla D.11 soldadura para cabezal de acero. 254Tabla D.12 Soldadura Cañería de descarga de Gas Natural Licuado. 257Tabla D.13 Soldadura Cañería de envío del Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. 257Tabla D.14 Soldadura Cañería de Salida del Gas Natural 258Tabla D.15 Soldadura de Cañería de Agua de Mar hacia piscina 258Tabla D.16 Soldadura de Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores 259Tabla D.17 Soldadura de Cañería de Alivio a la antorcha 259Tabla D.18 Soldadura para Cañería de Alivio a la atmosfera 260Tabla D.19 Soldadura para Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural 260Tabla D.20 Soldadura para Cañería de para el nitrógeno seco 261
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Índice Figuras
Figura 1.1 Flowsheet de la planta 3 Figura 2.1 Certificación del diseño del brazo de descarga de GNL 5 Figura 2.2 Características del brazo de descarga de GNL 5 Figura 2.3 Tipos de estanques de almacenamiento. 6 Figura 2.4 Tanque de tipo contención completa enterrados. 9 Figura 2.5 Típico Vaporizador de GNL (intercambiador de calor vertical) 11 Figura 2.6 Arreglo típico de un intercambiador de calor de placas. 13 Figura 2.7 Conjunto del intercambiador de calor de placas de Alfa Laval 14 Figura 2.8 Caldera de cuatro pasos de diseño de la empresa Johnston Boiler Company 15 Figura 2.9 Vaporizador de Rejilla Abierta 17 Figura 2.10 Vaporizador de Combustión Sumergida Típico 19 Figura 3.1 Quintero. 21 Figura 3.2 Ubicación. 22 Figura 3.3 Distancia de lugar poblado 3 km. 22 Figura 3.4 Vistas 23 Figura 3.5 Dimensiones del terreno. 23 Figura 3.6 Cortes 24 Figura 3.7 Layout básico de la planta 25 Figura 4.1. El muelle de atraque 26 Figura 4.2 Dimensiones del muelle de descarga 27 Figura 4.3 Elevación del terreno para el cálculo de las cañerías y las bombas 27 Figura 4.4 Muelle 28 Figura 4.5 corte transversal del muelle. 28 Figura 4.6 Dimensiones del muelle 29 Figura 4.7 Brazo de descarga 30 Figura 4.8. Brazo de descarga Schwelm Verladetechnik GmbH 31 Figura 4.9a Brazo de descarga. 31 Figura 4.9b. Brazo de descarga. 32 Figura 4.10 muelle 34 Figura 4.11 Aislamiento de cañería 35 Figura 4.12 Circuito de impulsión 36 Figura 4.13 accesorios de la línea de descarga. 39 Figura 4.14 Alturas. 39 Figura 5.1 disposición de los materiales del estanque de almacenamiento de gas natural licuado. 41 Figura 5.2 Diámetro promedios del estanque. 47 Figura 5.3 Perlita expandida 50 Figura 5.4 vidrio celular. 52
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Figura 5.5 Anillo de concreto 56 Figura 5.60 Fundaciones y aislación de fondo. 57 Figura 5.7 Estanque con cimientos. 61 Figura 6.1 Piscina de agua de mar. 65 Figura 6.2 Intercambiador rejilla abierta 71 Figura 6.3 Espaciamiento entre tubos (figura de referencia) 72 Figura 6.4 Embudo para el ingreso de agua de mar. 74 Figura 6.5 Rejilla mas colador 74 Figura 6.6 Dirección del embudo a las aletas. 75 Figura 6.7 Circuito completo de agua de mar y gas natural 75 Figura 6.8 Circuito de impulsión 76 Figura 6.9 Circuito de impulsión 77 Figura 6.10 Circuito de impulsión agua de mar a piscina 79 Figura 6.11 Dimensiones de la piscina de agua de mar 80 Figura 6.12 Canalización para evacuación de agua de mar desde los vaporizadores. 80 Figura 6.13 Diámetro del canal para evacuación del agua de mar. 81 Figura 7.1. Rango Inflamable del Metano (Gas Natural Licuado) 86 Figura 7.2 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado 92 Figura 7.3 Sistema de seguridad para estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 94 Figura 7.4 Zonas de seguridad. 95 Figura 8.1 Estanque por capas. 103 Figura A.1 Diámetros promedios para el cálculo del Calor. 152 Figura A.2 punto más cercano del centro de la cañería al borde del compartimiento de hormigón. 153 Figura B.1 Movimientos sísmicos 164 Figura B.2 cabezal elíptico 167 Figura B.3 Estanque con cabezal. 168 Figura B.4 Disposición de cables 174 Figura B.5 Zapata con carga Axial. 178 Figura B.6 Dimensiones de la base de la Zapata. 179 Figura B.7 Dimensiones de la Zapata. 183 Figura B.8 Diámetros promedios para el cálculo del Calor. 185 Figura B.9 Calor atreves de una pared compuesta. 187 Figura C.1 Calor latente de vaporización, (Chilton, Colburn, and Vernon) 193 Figura C.2 Largo Equivalente vaporizador. 233 Figura D.1 Volumen de las paredes de hormigón para el vaporizador 241 Figura D.2 Estructura de fierro para el armado. 242 Figura D.3 volumen de las paredes de la estructura de hormigón para la piscina de agua de mar. 242 Figura D.4 Estructura de fierro para el armado de la piscina de agua de 243
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 15
mar. Figura D.5 volumen del canal de descarga del agua de mar. 243 Figura D.6 Estructura de fierro para el armado de la canalización de agua de mar. 244 Figura D.7 disposición de fierros para el pretensado. 246 Figura D.8 disposición de fieros para la cimentación. 246 Figura D.9 Elipsoide 254 Figura D.10 Muelle de descarga. 255 Figura D.11 Ubicación de fierros para el hormigón armado. 255 Figura D.12 Brazo de descarga. 256 Figura D.13 Bomba sumergible. 262 Figura D.14 Bomba Sumergible. 263
Índice Gráficos
Grafico 5.1 Coeficiente de Conductividad Térmica V/S Densidad Media Aparente (kg/m3) Lana Mineral 49 Grafico 6.1 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL 66 Grafico 8.1 Flujo de Caja Acumulado, Inversión. 129 Grafico 8.2 sensibilidad del precio de venta (tir) 130 Grafico 8.3 Sensibilidad del precio de venta (Van) 130 Grafico 8.4 Sensibilidad de los costos de producción (Tir) 131 Grafico 8.5 Sensibilidad de los costos de producción (Van) 131 Grafico A.4 Grafico de Moody 147 Grafico C.1 Presión entalpia del metano 197 Grafico C.2 Capacidad calorífica estado liquido. 198 Grafico C.3 Capacidad calorífica estado vapor. 200 Grafico C.4 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL 202 Grafico C.5 Viscosidad liquida para el rango de -200°C a 140 °C 214 Grafico C.6 Viscosidad de vapor a 14,7 psia y para el rango de -200°C y 200°C. 215 Grafico C.7 diagrama de Moody. 217 Grafico C.8 Transferencia de calor y caída de presión para aleta longitudinal. 221
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 1
CAPITULO 1 INTRODUCCION
1.1 Objetivo
Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG
1.1.1 Objetivo General
Diseñar y evaluar una planta de regasificación de gas natural licuado
1.1.2 Objetivos Específicos
• Estudio de transporte de LNG a puerto. • Estudio de mercado en Chile. • Estudio de tecnología existente y elección del proceso más optimo. • Diseño básico de equipamiento según capacidad • Ubicación especifica de la planta • Diseño mecánico y elección de equipos • Layout • Sistema de seguridad • Evaluación Económica
1.2 Problemática
Debido al gran alza en los precios y al inconstante envío de Gas Natural proveniente de
Argentina es necesario buscar nuevas fuentes de energía, que logren apaliar y prescindir del
Gas Natural enviado desde el otro lado de la cordillera.
El último reajuste tributario dejó en unos US$ 22 por millón de BTU el precio que en Chile
se paga por el gas argentino, pues a los US$ 17,2 del impuesto, se suma el precio del gas y
del transporte, que varían de acuerdo al contrato.1
1 Valores emitidos por ministerio de relaciones Exteriores ( julio – 2008)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 2
1.3 Método
Se propone Diseñar y Evaluar la construcción de una planta de Regasificación de Gas
Natural licuado.
Para su diseño se estima que el consumo de Gas Natural en el sector centro del país es de
alrededor de 6.000.000 de metros cúbicos al día. Por lo cual la planta a diseñar se estimara
para 10.000.000 metros cúbicos al día de Gas Natural.
El diseño de la planta contemplara de:
• Un muelle de descarga: muelle que considerara brazos de descarga y cañerías de
descarga y envío.
• Dos estanques de acumulación de Gas Natural Licuado que acumulen 160.000
metros cúbicos cada uno.
• Tres vaporizadores.
• Piscina de acumulación de Agua de mar.
La metodología empleada entrega cuales son las pautas seguidas en el siguiente diseño y
evaluación, los que se indican a continuación.
- El diseño de los estanques, se realizo utilizando las últimas tendencias en estanques
de acumulación de gas natural licuado. Utilizando estanques de contención
completa, y por el alto impacto que tendría un sismo en los estanques se procedió a
hacer el diseño en forma de estanques enterrados.
- El diseño de los intercambiadores de calor (vaporizadores) se utilizaron las últimas
tendencias de vaporizadores, estos son vaporizadores de rejilla abierta con tubos con
elata y utilizando agua de mar como liquido de calentamiento.
- Para el análisis de evaluación de costos se utilizo el método de Chilton.
En la figura 1.1 se encuentra el flowsheet de la planta
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 3
Figura 1.1 Flowsheet de la planta
Se descarga Gas Natural Licuado mediante 3 brazos de descarga los cuales son
almacenados en dos estanques de 160.000 m3 cada uno con unas dimensiones de 70 metros
de diámetro por 40 metros de altura aproximadamente. Para la producción de Gas Natural,
se extrae de los estanques de acumulación mediante bombas sumergidas, y se hacen pasar
por vaporizadores de tubo con aleta que son calentados por agua de mar provenientes de
una piscina de acumulación.
El gas natural licuado es gas natural que es llevado a su estado liquido por medio de
enfriamiento a temperatura de –162 ºC a presión atmosférica. Esta licuefacción permite
reducir el volumen del gas natural alrededor de 600 veces, con esta reducción posibilita
mucho mas el transporte terrestre y marítimo del gas.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 4
CAPITULO 2 TECNOLOGIAS
2.1 Almacenamiento de GNL y equipo de vaporización
2.1.1 Brazos de descarga
Se proporcionarán tres brazos aislados de 24 pulgadas de diámetro de descarga de Gas
Natural Licuado. Los tres brazos son necesarios para descargar un embarcación de 150.000
m3 de Gas Natural Licuado al volumen de diseño de 2083,3 m3/hora (9.170,8 gpm) cada
uno. Sin embargo, en caso de que un brazo esté fuera de servicio, la operación de descarga
puede continuar con un volumen reducido. Cada brazo consiste en tres secciones: una
sección de tubería ascendente, una sección a bordo y una sección fuera de bordo. Se
proporcionan uniones giratorias entre las secciones.
Los brazos del Gas Natural Licuado son operados hidráulicamente por un sistema
hidráulico, que incluye un depósito y bomba hidráulica con motor.
Las figuras 2.1 y 2.2 proporcionan ilustraciones asociadas sobre los brazos criogénicos de
unión giratoria fabricados por Schwelm Verladetechnik GmbH, que son típicos de los tipos
de brazos de carga que son utilizados.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 5
Figura 2.1 Certificación del diseño del brazo de descarga de GNL
Figura 2.2 Características del brazo de descarga de GNL
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 6
2.1.2 Tipos de tanques de almacenamiento
La industria clasifica los sistemas de almacenamiento y retención de Gas Natural Licuado
en tres tipos:
• Contención sencilla;
• Contención doble;
• Contención completa.
• Contención completa bajo tierra.
Figura 2.3 Tipos de estanques de almacenamiento.
Estos tipos de tanques están definidos por las Normas Europeas, EN 1473, “Installation
and Equipment for Liquefied Natural Gas-Design of Onshore Installations” (1997)
(Instalación y equipos de gas natural licuado, diseño de instalaciones en tierra).
La selección del almacenamiento es fundamentalmente motivada por la ubicación del sitio,
la extensión de la propiedad de la planta y por el tipo de obras o urbanizaciones cercanas.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 7
Un criterio para la ubicación de los tanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado es
la posibilidad de un incendio y la radiación térmica subsiguiente emitida a un dique o de la
contención secundaria. Los tanques dobles y de contención completa tienen un área de
superficie de contención secundaria más reducida y un posible incendio dentro del área de
contención secundaria emitiría menos radiación termal a una distancia determinada. En
consecuencia, los tanques de tipo doble contención y contención completa se utilizan en
donde la ubicación y la extensión de la propiedad no permiten el uso de almacenamiento
de contención sencilla.
El LNG se almacena a -162 ºC para evitar una evaporización excesiva, lo cual puede hacer
subir excesivamente la presión en el tanque pudiendo provocar fallas, además se puede
concluir que comprimir los vapores producidos hasta la presión de los gaseoductos es
mucho mas costoso que bombear el liquido y después vaporizarlo, la presión de diseño es
cercana a la atmosférica.
El diámetro de los estanques es por lo general de 60 a 70 metros, por lo cual, hace que los
techos autoportantes convencionales no resulten adecuados. Se suele emplear un techo de
aluminio, que resiste perfectamente las bajas temperaturas, va colgado por cables de acero
resistente a bajas temperaturas (criogénicos).
La pared exterior es de hormigón postensado la cual debe ser capaz de retener
posibles derrames, de una posible falla del primer estanque, y además debe estancar los
vapores de metano que pueden llegar a emanar, donde recae la mayor complejidad en el
diseño es que esta pared debe resistir todo tipo agresiones externas, por lo cual las paredes
de hormigón postensado son similares a una central nuclear.
La construcción de un techo de hormigón de estos tamaños presenta dificultades.
Generalmente se empieza por construir la base y las paredes; después se construye el techo
sobre el suelo del interior del propio tanque y, finalmente se eleva con sistemas neumáticos
hasta su posición final.
El material aislante colocado en el fondo debe ser mas compacto que el de los
costados debido a que tiene que soportar el estanque interior; debajo de la fundación del
tanque se instala un sistema de calentamiento por resistencias eléctricas o tubos de vapor,
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 8
para evitar la formación de hielo, que podría llegar a dañar la fundación; la resistencia del
terreno y la actividad sísmica de la zona es fundamental en la construcción de los tanques,
ya que influye directamente en la relación diámetro / altura y por lo tanto en los costos de
construcción de estos.
2.1.3 Tanque de tipo contención completa
Un tanque de tipo contención completa se define en EN 1473 como: “Un tanque diseñado y
fabricado de tal manera que tanto el recipiente principal autoportante y el recipiente
secundario son capaces de contener de manera independiente el líquido refrigerado
almacenado y en uno de ellos su vapor. El recipiente principal contiene el líquido
refrigerado bajo condiciones normales de operación. El techo exterior está soportado por el
recipiente secundario. El recipiente secundario será capaz de contener tanto el líquido
refrigerado como de controlar el venteo del vapor resultante de fugas del producto después
de un evento creíble”.
Los tanques de tipo contención completa son relativamente comunes en el ámbito
internacional. La mayoría de los tanques de Gas Natural Licuado son fabricados
actualmente como tanques de tipo contención completa. Este estilo de tanque consiste en un
tanque interior de acero con un 9% de níquel, y una pared exterior del tanque, que sirve
para ambos propósitos, de retener el aislamiento y de proporcionar retención. Un forro de
acero al carbón aplicado a la superficie interior de la pared de concreto sirve para contener
el vapor del producto. Un techo del tanque exterior de concreto es soportado por la pared de
concreto.
Los tanques de contención completa ofrecen una serie de ventajas por encima de los
tanques de doble contención. Las distancias de la zona de exclusión térmica son reducidas
al mínimo absoluto posible. Las complejidades operativas y de mantenimiento del espacio
anular son eliminadas. En caso de un derrame, fuga o emanación de Gas Natural Licuado
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 9
del tanque interior, el tanque exterior es capaz de controlar la fuga de vapores del producto
a la atmósfera mediante venteos de desfogue.
Un incendio en el venteo de desfogue puede ser extinguido, o en caso de no ser extinguido,
resultaría en un incendio bastante más reducido que uno que resultara de un incendio en un
sistema de captación de depósito abierto de un tanque de doble contención.
2.1.4 Tanque de tipo contención completa enterrados.
Figura 2.4 Tanque de tipo contención completa enterrados.
A simple vista los tanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado sólo son
parcialmente visibles desde el exterior de la planta, siendo poco visibles para un ataque
terrorista. El Gas Natural Licuado no da fugas en el terreno ya que tiene las mismas
propiedades de contención completa. Este tipo de Estanque esta acreditado con la norma
europea EN1473.
En un terremoto, el estanque al estar enterrado en la tierra, no recibe los movimientos
sísmicos, en comparación con los estanques construidos sobre la tierra.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 10
Como la región es propensa a movimientos sísmicos, esta opción la hace más segura. De
igual manera la acción del viento queda anulada ya que no tiene superficie de contacto.
El diseño se efectuara bajo esta opción, Construcción de los Estanques de tipo Contención
Completa Enterrados.
2.1.5 Recondensador de gas evaporado (boil-off)
El recondensador es un recipiente vertical con empaques en la sección superior.
El gas evaporado entra en los empaques desde abajo y viaja en dirección hacia arriba. Una
parte del Gas Natural Licuado -162 °C de la descarga de las bombas en el interior del
tanque es enviada al recipiente arriba del empaque. Se utiliza el empaque como un medio
para combinar el Gas Natural Licuado y el vapor evaporado (boil-off) con un área
suficiente que permite enfriar el Gas Natural Licuado y condensar nuevamente el vapor en
un líquido.
El Gas Natural Licuado alcanza una condición saturada y es mezclado con la parte restante
del flujo de envío del Gas Natural Licuado antes de ser enviado a las bombas reforzadoras.
El estanque a diseñar será de contención completa para evitar derrames y posibles peligros
del almacenamiento.
2.1.6 Vaporizadores
Existen varios tipos de vaporizadores, entre ellos podemos destacar los de tubo y carcasa,
los vaporizadores de rejilla abierta y los vaporizadores de combustión sumergida.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 11
Intercambiador de calor tubo y carcasa
Este vaporizador de Gas Natural Licuado es de diseño, verticales, y de acero inoxidable. El
equipo de vaporización de Gas Natural Licuado está diseñado para calentar el Gas Natural
Licuado en los tubos hasta aproximadamente 15 °C con una mezcla de agua / etilenglicol
cálida en el lado de la envolvente. Las unidades están especialmente diseñadas para evitar
el congelamiento de la solución de agua / glicol.
En la figura 2.5 se muestra un tipo de intercambiadores de calor de tubos y carcasa
utilizado.
Figura 2.5 Típico Vaporizador de GNL (intercambiador de calor vertical)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 12
2.1.7 Intercambiador de calor de placas
Los intercambiadores de calor de placas son utilizados para calentar el agua del circuito de
vaporización del agua / glicol del sistema de condensación de la corriente de la planta
generadora. El agua / glicol de temperatura cálida es utilizada por el vaporizador como el
medio de calentamiento para vaporizar el Gas Natural Licuado. Después de salir de los
vaporizadores, una parte del agua / glicol será enviada nuevamente a la planta generadora
para proporcionar un enfriamiento adicional al condensador de la turbina incrementando así
la salida del caballaje de la turbina sin consumir combustible adicional.
En casos en donde no haya agua caliente disponible de la planta generadora, se
proporcionan calefactores alimentados por gas para calentar el circuito de vaporización de
agua / glicol.
Cada intercambiador consiste en una serie de placas cortadas de acero inoxidable separadas
por juntas y mantenidas juntas por el armazón del intercambiador.
Cada placa corrugada tiene aberturas para dirigir el flujo de manera que los dos fluidos de
intercambio de calor fluyan a través de conductos alternos entre las placas.
La figura 2.6 se muestra un arreglo típico de intercambiador de calor de placas en un
circuito cerrado en el sistema de enfriamiento de una planta.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 13
Figura 2.6 Arreglo típico de un intercambiador de calor de placas.
En la figura 2.7 se muestra el diseño y los detalles del ensamblaje de un intercambiador de
calor de placas fabricado por Alfa Laval. Este es típico de los intercambiadores de placa
que serán utilizados en el sistema que utiliza agua / glicol como el medio de calefacción
para la transferencia de calor del sistema de condensación del vapor de la planta generadora
para la vaporización del Gas Natural Licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 14
Figura 2.7 Conjunto del intercambiador de calor de placas de Alfa Laval
2.1.8 Calentadores de agua / glicol de reserva
Los calentadores son calderas de tubo. El agua es calentada en el cuerpo cilíndrico de la
caldera por medio de la llama de combustión y los productos calientes de combustión, que
fluyen por medio de tubos sumergidos en el agua siendo calentada. El agua es calentada
hasta aproximadamente 93 °C y circula en un circuito cerrado por separado.
En la medida que la temperatura del agua / glicol en el circuito del vaporizador empieza a
bajar, se empieza a extraer agua / glicol caliente del circuito del calentador al circuito del
vaporizador para mantener la temperatura de operación de diseño del circuito del
vaporizador. Gas natural de la salida de los vaporizadores de Gas Natural Licuado es
utilizado como combustible para los calentadores.
La figura 2.8 nos muestra una caldera de tubo de llama de tipo de cuatro pasos fabricada
por la empresa Johnston Boiler Company. Es típica del tipo de calentador de agua / glicol
que será utilizado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 15
Figura 2.8 Caldera de cuatro pasos de diseño de la empresa Johnston Boiler Company
2.1.9 Las bombas de agua
Todas las bombas utilizadas para el servicio de agua y agua / glicol son bombas
horizontales, centrífugas accionadas por motores eléctricos. Para estas instalaciones se
requieren tres conjuntos de bombas de circulación de agua: las bombas de circulación de
agua caliente, las bombas de circulación de agua / glicol y las bombas de circulación de
reserva del calentador.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 16
Las bombas de circulación de agua caliente son utilizadas para bombear agua caliente del
circuito de agua de enfriamiento del condensador de la planta generadora al intercambiador
de placa para ser utilizada como fuente de calor para el circuito de agua / glicol del
vaporizador
2.1.10 Vaporizador de Rejilla Abierta (Open Rack Vaporaizer ORV)
Los vaporizadores de rejilla abierta son estructuras de alumnio que consisten en paneles
arreglados verticalmente formados por tubos con aletas y artesas para dejar que el agua de
mar fluya hacia abajo como una película sobre los paneles, Tank Support Dome Insulation
Tank diseñados para vaporizar 200 toneladas métricas de Gas Natural Licuado por hora.
Estos intercambiadores de calor vaporizan el Gas Natural Licuado y calientan el gas natural
a una temperatura de 4.4-15.6 °C (40 - 60 °F). El gas de salida de los vaporizadores se mide
y se envía al gasoducto a una presión de aproximadamente 8,500 kpa (1,200 psi), con la
presión final determinada por la presión del ducto receptor. El flujo de Gas Natural Licuado
a través del ORV se mantiene normalmente por un controlador de flujo. Este se contrarresta
por un flujo bajo de agua de mar o por lectura de baja temperatura a la salida del gas del
vaporizador. La temperatura de salida del vaporizador se mide por un controlador de
registro de temperatura.
El flujo de agua de mar a través de cada vaporizador se determina por el ajuste manual de la
válvula de control de flujo de agua de mar y se mide por un controlador indicador de flujo.
Medida por el número de unidades en servicio alrededor del mundo, la tecnología de ORV
es la tecnología de regasificación más popular. El reporte de 1997 del Institute of Gas
Technology (IGT) “World LNG Source Book” indica que por lo menos el 50 por ciento de
los vaporizadores, sin incluir las instalaciones satélites, son del tipo de rejilla abierta. El
mantenimiento consiste de limpieza esporádica, cuya frecuencia depende de la limpieza del
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 17
agua de mar. Es prudente la observación diaria para asegurarse de que no se forme hielo
sobre los paneles. Los ORV no requieren combustión y se consideran extremadamente
seguros. Ninguna parte móvil de los ORV está en contacto con fluidos inflamables. La
tecnología ORV no produce emisiones al aire por combustión.( figura 2.9)
Figura 2.9 Vaporizador de Rejilla Abierta
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 18
2.1.11 Vaporizador de Combustión Sumergido (Submerged Combustion Vaporizer)
El vaporizador de combustión sumergido (Submerged Combustion Vaporizer, SCV) de
acero inoxidable de 100 MT de Gas Natural Licuado por hora, se emplea como respaldo
para incrementar la confiabilidad operativa y la flexibilidad de la instalación.
También proporciona capacidad de vaporización extra en invierno, cuando las temperaturas
del agua de mar pueden caer ocasionalmente por debajo del valor mínimo de diseño, y
proporcionan capacidad de arranque en frío para la planta.
Como el SCV se usa con poca frecuencia y es impulsado por gas, produce emisiones al aire
muy bajas.
El flujo de Gas Natural Licuado a través del SCV se mantiene normalmente por un
controlador de flujo. Este se contrarresta por una lectura de baja temperatura en la salida de
gas del vaporizador. El quemador del vaporizador estará provisto con un sistema de
inmovilización de secuencia de encendido. El quemador es controlado por las temperaturas
del baño de agua. (Figura 2.10)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 19
Figura 2.10 Vaporizador de Combustión Sumergida Típico
Se diseñara dos evaporadores de rejilla abierta con calentamiento por medio de agua de mar
y un vaporizador de combustión sumergida para ocuparlo para el arranque y para posibles
bajas de temperatura del agua de mar.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 20
CAPITULO 3 UBICACIÓN.
A la hora de seleccionar el emplazamiento se han tenido en cuenta los siguientes criterios:
• Impacto mínimo sobre zonas pobladas o en sus proximidades.
• Existencia de infraestructura portuaria básica.
• Proximidad de infraestructura eléctrica.
• Proximidad de puntos de abastecimiento de agua.
Considerando estos factores los terrenos correspondientes a la ampliación del puerto de
Quintero, actualmente en curso, son óptimos para la implantación de la Planta de
regasificación, figura 3.1, ya que:
• Se sitúa en un lugar donde existen otras empresas de productos químicos,
petrolíferos entre otros.
• Se encuentran suficientemente alejados de los núcleos de población.
• La parcela se encuentran preparada, con todos los servicios necesarios,
específicamente para la implantación de este tipo de establecimientos evitando el
deterioro que podría suponer la utilización de otros terrenos.
El área donde se construirá la planta de Regasificación de Gas Natural Licuado corresponde
a una zona cuyo uso de suelo ha sido definido como “Zona de Industria Peligrosa” (E-9B1)
en el Plan Intercomunal de Valparaíso (modificado en Octubre de 2002). Lo mismo ocurre
con las áreas aledañas a Loncura y con la zona ubicada al oriente del terminal.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 21
Figura 3.1 Quintero.
El puerto de quintero se encuentra a unos 35 km al norte de Valparaíso y a unos 140 km al
oeste de Santiago.
La planta se instalaría en un terreno al costado de GasMar y Enami.( figura 3.2 )
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 22
Figura 3.2 Ubicación.
La Planta se encontraría a unos 3 km aproximadamente del lugar residencial más cercano,
lo que reduciría altamente riesgos productos de una explosión de algún estanque de GNL.
(Figura 3.3)
Figura 3.3 Distancia de lugar poblado 3 km.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 23
Figura 3.4
La superficie del terreno es de aproximadamente de 27 ha lo cual permitiría aumentar la
capacidad de la planta, aumentando con mas estanques y mas vaporizadores para suplir los
aumentos de consumo del país. (Figura 3.4)(Figura 3.5)
Figura 3.5 Dimensiones del terreno.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 24
Para realizar la construcción de la planta en el terreno se necesita un estudio del suelo para
estimar el espesor de la capa de arena correspondiente para ver los costos de las
cimentaciones. Para el caso de la evaluación económica se asumirá completamente pura
arena.
Figura 3.6
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 25
Figura 3.7 Layout basico de la planta
En el área de influencia directa del proyecto no existen áreas de manejo ni concesiones de
pesca que puedan ser afectadas por el proyecto.
Si bien la zona se encuentra declarada como zona saturada por SO2 y MP10, el proyecto no
constituye una fuente de emisión de estos contaminantes.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 26
CAPITULO 4 MUELLE DE ATRAQUE Y BRAZO DE DESCARGA
La descarga del Gas Natural Licuado tiene que ser mediante un muelle. En quintero muchas
empresas tienen muelles de descargas, tal como se observa en la figura 4.1
Figura 4.1. El muelle de atraque
El muelle tiene que soportar los equipos de descarga de Gas Natural Licuado (Brazo de
descarga, bombas) , los ductos de Gas Natural Licuado, los circuitos de control y servicios.
El muelle podrá soportar la descarga de dos buques simultaneamente, por ambos costados,
pero principalmente operara descargando solo un buque.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 27
4.1 Muelle
El Diseño del muelle es para estimar costos en el caso de ser imposible el acoplamiento de
las líneas de descarga y de carga de Gas Natural Licuado en el muelle existente de GasMar
(figura 4.2 y figura 4.3)
Figura 4.2 Dimensiones del muelle de descarga
Figura 4.3 Elevaciones del terreno para el calculo de las cañerías y las bombas.
La longitud del muelle es de 900 metros, la máxima profundidad que alcanza en los 900
metros es de 35 metros. Se dispondrán de 2 pilotes verticales de 36” de diámetro (0,9144
metros) cada 9 metros. Por lo que abra 100 pares de pilares (200 pilares).
El ancho del muelle es de 13 metros en los cuales 5 metros es para un camino ubicado en el
costado derecho del muelle. En el extremo izquierdo se situaran las dos líneas de descarga
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 28
de gas natural licuado, y en el medio del muelle las dos líneas de carga de gas natural para
los buques.
Figura 4.4 Muelle
Figura 4.5 corte transversal del muelle.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 29
Figura 4.6 Dimensiones del muelle
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 30
4.2 Brazo de descarga
Se proporcionarán tres brazos aislados de 0,76 metros de diámetro (30 pulgadas de
diámetro) de descarga de Gas Natural Licuado. Los 3 brazos son necesarios para descargar
un embarcación de 160000 m3 de capacidad. El volumen de diseño de cada brazo de
descarga es de 2083,3 m3/hora (9.170,8 gpm). El tiempo de descarga del buque de Gas
Natural Licuado es de 24 horas. Sin embargo, en caso que un brazo esté fuera de servicio,
la operación de descarga puede continuar con un volumen reducido. Cada brazo consiste en
tres secciones: una sección de tubería ascendente, una sección a bordo y una sección fuera
de bordo. Se proporcionan uniones giratorias entre las secciones.
Los brazos de descarga del Gas Natural Licuado de son operados por un sistema hidráulico,
que incluye un depósito y bomba hidráulica con motor.
Las figuras 4.7, 4.8, 4.9a y 4.9b proporcionan ilustraciones asociadas sobre los brazos
criogénicos de unión giratoria fabricados por Schwelm Verladetechnik GmbH, que son
típicos de los tipos de brazos de carga que son utilizados.
Figura 4.7. Brazo de descarga Schwelm Verladetechnik GmbH
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 31
Figura 4.8. Brazo de descarga Schwelm Verladetechnik GmbH
Figura 4.9a Brazo de descarga.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 32
Figura 4.9b. Brazo de descarga.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 33
4.3 Bombas
Las bombas de descarga estarán a bordo de la embarcación de Gas Natural Licuado con una
capacidad adecuada para descargar el buque tanquero en un período de 24 horas. Si en el
sitio propuesto, las distancias del ducto fueran muy largas y los tanques de
almacenamiento estuvieran sobre los farallones. La demanda de bombeo excederá la
capacidad de la mayoría de las embarcaciones de Gas Natural Licuado, por lo tanto, será
necesaria una estación de refuerzo de bombeo (booster).
Todas las bombas utilizadas para el servicio de Gas Natural Licuado son de un diseño
similar al de una bomba vertical, sumergida y centrífuga completamente inmersa en Gas
Natural Licuado.
Para esta instalación, son necesarios tres conjuntos diferentes de bombas de Gas Natural
Licuado:
• las bombas reforzadoras de descarga.
• las bombas colocadas en el tanque y
• las bombas reforzadoras de vaporización.
4.3.1 Bombas reforzadoras de descarga
En una terminal de importación de Gas Natural Licuado típica, las bombas en la
embarcación que está siendo desembarcada entregan suficiente carga hidrostática para
bombear el Gas Natural Licuado a los tanques de almacenamiento. Sin embargo, en el caso
de estas instalaciones, debido a la ubicación elevada de los tanques de almacenamiento, es
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 34
necesario tener una carga hidrostática adicional. Las bombas reforzadoras de descarga
proporcionan esta carga hidrostática adicional.
4.4 Aislamiento de cañería.
El aislamiento tiene que cubrir toda la cañería desde el brazo de descarga hasta los
estanques de almacenamiento del Gas Natural Licuado. Esto para evitar la evaporización
del gas natural licuado, esto podría provocar problemas en la cañería, ya que el gas natural
ocupa mucho mas volumen que el gas natural licuado, y esto podría hacer reventar la linea
y tener problemas con las bombas de refuerzo. (Figura 4.10)
Para evitar sobrecalentamiento del Gas Natural Licuado al iniciar la descarga por efecto de
las tuberías vacías, se mantendrá recirculando Gas Natural licuado desde los Estanques de
almacenamiento mediante una bomba sumergida adicional para este servicio.
Figura 4.10 muelle
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 35
Para el diseño de la planta se asumirá que las bombas de los buques podrán transportar el
Gas Natural Licuado desde los buques hasta la planta sin mayores inconvenientes y de
todas formas se dispondrá de unas bombas adicionales desde el comienzo de la elevación
para trasportar el Gas Natural Licuado hasta los estanques de almacenamiento.
4.4.1 Aislamiento de cañería
Para el aislamiento se dispondrá de Lana mineral y perlita expandida. Los cuales se
colocaran dentro del compartimiento donde se encuentra la cañería de descarga del Gas
Natural Licuado (Figura 4.11)
Figura 4.11 Aislamiento de cañería
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 36
4.4.2 Balance de energía para la aislación de cañería.
Aplicando la primera ley de la termodinámica.
Las pérdidas de calor por la pared son de 82.822,99 Kcal/hr. a lo largo del tubo. Esto para
la descarga y para la recirculación de Gas Natural Licuado (para la mantención de la
cañería en frio). Si no existiera la aislación de cañería las pérdidas de calor aumentarían a
4.684.108.040.13 Kcal/hr. Lo que produciría grandes problemas de presión en la cañería y
en los estanques de acumulación.
4.5 Característica del Sistema
Para obtener datos adecuados para la curva del sistema es necesario tener el circuito
completo de impulsión como el que se muestra en la figura
4.12
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 37
Figura 4.12 Circuito de impulsión
Se aplica la ecuación de Bernulli
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda disminuida a:
El sistema comienza con la bomba sumergida dentro del Buque de Gas Natural Licuado, se
desprecian las perdidas por succión.
Para la velocidades se toman los valores recomendados en las literaturas revisadas (Flujo de
Fluidos en válvulas, accesorios y tuberías, división de ingeniería, Crane paginas 3-9 a la 3-31), 1,2 m/s ( 4 pies/s ) para la
succión y 2,13 m/s ( 7 pies/s ).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 38
Como el flujo es demasiado elevado, se verificaron los datos de velocidad para una sola
línea de descarga, para dos líneas de descarga y para tres líneas de descarga como muestra
la tabla 4.2. Para esto se toman en cuenta las perdidas por pie lineal de cada accesorio,
teniendo en cuenta de utilizar la menor cantidad de accesorios posible para disminuir el
largo equivalente de la línea, ( Tabla 4.1 ). El Largo de la cañería es de 1800 m (5760 pies)
dentro del buque aparato cantidad diámetro Leq Total (pie)
codo 90° 6 24 45 270 codo 45° 6 24 30 180 válvula 3 24 500 1500
válvulas Check 3 24 150 450 brazos de descarga
aparato cantidad diámetro Leq total codo 90° 5 24 45 225 codo 45° 6 24 30 180
T 1 24 45 45 T 2 30 50 100
válvula 7 24 500 3500 línea de descarga
aparato cantidad diámetro Leq total codo 45° 4 30 35 140
T 1 30 50 50 Válvulas check 1 30 200 200
válvula 6 30 800 4800 Y 2 30 50 100
TOTAL 11740
Tabla 4.1 perdidas por accesorio
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 39
Figura 4.13 accesorios de la línea de descarga.
La altura del sistema es de 70 m (229,7 pies), que van desde las bombas en el interior de los
estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado dentro de los Buques, hasta el techo
de los estanques de almacenamiento del Gas Natural Licuado. Figura 4.14
Figura 4.14 Alturas.
1 via D nominal D int Fc V real Re e/D f KQ^2 delta Z
16 15 568 GPM 48,4 pie/s 4050,9 0,00001 0,0085 1,237 229,7 24 23 1325 GPM 20,8 pie/s 2662,7 6,52174E-06 0,009 0,155 229,7 30 29,37 2110 GPM 13,0 pie/s 2135,1 5,10725E-06 0,009 0,046 229,7
2 via D nominal D int Fc V real Re e/D f KQ^2 delta Z
16 15 568 GPM 24,2 pie/s 2025,4 0,00001 0,01 1,455 229,7
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 40
24 23 1325 GPM 10,4 pie/s 1331,3 6,52174E-06 0,01 0,172 229,7 30 29,37 2110 GPM 6,5 pie/s 1067,6 5,10725E-06 0,03 0,152 229,7
3 vias D nominal D int Fc V real Re e/D f KQ^2 delta Z
16 15 568 GPM 16,1 pie/s 1350,3 0,00001 0,01 1,455 229,7 24 23 1325 GPM 6,9 pie/s 887,6 6,52174E-06 0,065 1,116 229,7 30 29,37 2110 GPM 4,3 pie/s 711,7 5,10725E-06 0,065 0,329 229,7
Tabla 4.2 datos para el calculo de la curva característica del sistema.
Tomando en cuenta el largo de la cañería ( 1800 m ) y los costos económicos que
conllevaría aumentar el número de cañerías, se opta por hacer el diseño con solo dos líneas
de descarga de 0,76 m ( 30 pulgadas ) de diámetro.
4.6 Sistema de recirculación del Gas Natural Licuado Debido al brusco cambio de temperatura que podría ocurrir al descargar los buques de Gas
Natural Licuado a las cañerías estando a temperatura ambiente, se diseñara un sistema para
resircular Gas Natural Licuado ( -162°C )por toda la cañería para evitar posibles
evaporizaciones y roturas de cañería debido a la alta presión que generaría.
En un periodo de 30 minutos el flujo tendrá que haber vuelto al estanque de
almacenamiento. Los cálculos se encuentran en el Anexo A.2 mientras que los resultados se
muestran en la tabla 4.3
1 via D nominal D int Fc V real Re e/D f KQ^2 delta Z
30 29,37 2110 GPM 6,5 pie/s 1057,9 5,10725E-06 0,03 0,303 196,8
Tabla 4.3 Resultados de cálculos
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 41
CAPITULO 5 ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO
En el diseño de los estanques se considerara:
• Un estanque interno, que contenga el gas natural licuado
• Una Manta elástica
• Aislante
• Un estanque externo que contenga al estanque interno y a los aislantes.
• Estructura de hormigón para contener los dos estanques.
Figura 5.1 disposición de los materiales del estanque de almacenamiento de gas natural
licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 42
5.1 Materiales de construcción
La elección de los materiales de construcción está dada por los siguientes factores:
i) Temperatura mínima de servicio
ii) Compatibilidad con las cargas transportadas
iii) Resistencia mecánica a esfuerzo
iv) comportamiento a la temperatura
v) Resistencia a la corrosión
vi) Costo
vii) Trabajabilidad
Algunas propiedades de la aleación Acero Cromo Níquel son:
• El níquel fortalece los aceros templados.
• El cromo incremente la resistencia a la corrosión y oxidación
• Excelente resistencia a todo tipo de ácidos (con excepto el acido sulfúrico)
• Elevada resistencia mecánica.
• Alta trabajabilidad.
• Es ideal para altos esfuerzos
• El cromo incrementa la dureza y agrega elongación a altas temperaturas.
• Bueno para trabajar con altas temperaturas
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 43
5.1.1 Propiedades del Acero inoxidable al cromo níquel 18-8
Composición:
• tiene un 0,18 de C
• 18% de Cr
• 8% de Ni
Tiene una resistencia mecánica de 60 kg/mm2
Tiene una dureza de 175-200Hb
Es un acero inoxidable muy utilizado porque resiste bien el calor hasta 400ºC.
Conductividad térmica de 47 Kcal/m°C (acero 45 Kcal/m°C).
Los estanques que se ocupan en plantas criogénicas como la de licuefacción de Gas Natural
Licuado son de Acero Cromo Níquel y es por esto que se opta por la construcción de
estanques de las mismas características.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 44
5.2 Espesor estanque interno
El espesor de la pared influye mucho en el costo del estanque, ya que se puede diseñar de
varias formas:
1. Variando el espesor a través de la altura del estanque
2. Diseñar con anillos de refuerzo horizontal
3. Diseñar con anillos de refuerzo vertical
5.2.1 Formulas para el espesor
- Membrana:
- Lammé :
- ASME
t = espesor
ri = radio interno
Fadm = esfuerzo admisible del material de construcción
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 45
factor de soldadura
Pi = Presión interna
El método a utilizar para estimar el espesor del estanque será el de la “Teoría de la
Membrana” que dice que mientras más grande diámetro del cilindro, mas se cumple esta
teoría;
t < < < d
Otras consideraciones que se deben tomar para el cálculo del espesor la división del Di
(diámetro interno) con t (espesor).
Por lo que cualquiera de las formulas se podría ocupar ya que el diámetro es muchísimo
más grande que el espesor del estanque. Espesor 3 mm Diámetro 70000 mm.
De igual manera se calculan los espesores mediante los tres métodos para corroborar esto.
Anexo B.1. Como el espesor del estanque varia dependiendo de la altura del estanque, para
ahorrar costos se ocupan distintos espesores de las placas, el método a usar:
Se requiere el espesor comercial más cercano (hacia arriba) al espesor calculado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 46
Datos del estanque:
• Volumen del estanque: 160.000 metros cúbicos
• Diametro 70 metros
• Altura 40 metros
Se le asigna un factor de seguridad al estanque a la pared del estanque de c = 1 ya que el
liquido no es corrosivo, y todo está cubierto por hormigón pretensado.
Resultados:
Membrana Lamme ASME
Altura t mm C tf t
comercial t t
comercial t t
comercial
40 36,5 1,0 37,5 38 36,5 38 36,5 38 38 38,9 1,0 39,9 45 39,0 45 39,0 45 36 41,4 1,0 42,4 45 41,4 45 41,4 45 34 43,9 1,0 44,9 45 43,9 45 43,9 45 32 46,4 1,0 47,4 50 46,4 50 46,4 50 30 48,8 1,0 49,8 50 48,9 50 48,9 50 28 51,3 1,0 52,3 63 51,3 63 51,3 63 26 53,8 1,0 54,8 63 53,8 63 53,8 63 24 56,2 1,0 57,2 63 56,3 63 56,3 63 22 58,7 1,0 59,7 63 58,8 63 58,8 63 20 61,2 1,0 62,2 63 61,2 63 61,2 63 18 63,6 1,0 64,6 75 63,7 75 63,7 75 16 66,1 1,0 67,1 75 66,2 75 66,2 75 14 68,6 1,0 69,6 75 68,6 75 68,7 75 12 71,0 1,0 72,0 75 71,1 75 71,1 75 10 73,5 1,0 74,5 75 73,6 75 73,6 75 8 76,0 1,0 77,0 100 76,1 100 76,1 100 6 78,5 1,0 79,5 100 78,5 100 78,6 100 4 80,9 1,0 81,9 100 81,0 100 81,0 100 2 83,4 1,0 84,4 100 83,5 100 83,5 100 0 85,9 1,0 86,9 100 86,0 100 86,0 100
Tabla 5.1 Espesores de pared de estanque.
Nos podemos dar cuenta que los cálculo de los espesores son iguales.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 47
5.3 Aislamiento
K Área m2 Espesor m Resistencia
Acero Cromo 18% Níquel 8% 47 8796,4 0,07 1,69E-07
Lana Mineral 0,035 8814,0 0,2 6,48E-04
Perlitas expandidas 0,03 8864,3 1,03 3,87E-03
Acero 45 9123,1 0,075 1,83E-07
hormigon 1,2 9142,0 0,625 5,70E-05
Tabla 5.2 Resistencia de cada material (espesor promedio).
Para calcular el espesor del aislante tenemos que tener en cuenta que el calor trasferido
tiene que ser mínimo, la menor teniendo en cuenta el aumento del diámetro y los costos.
Figura 5.2 Diámetro promedios del estanque.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 48
Conocemos el espesor del estanque interior, el cual varía desde la base hasta el tope, el
espesor mas grueso es en la base y es de 100 mm. Usamos este valor de espesor del
estanque 1 para calcular el valor del espesor del aislante, mediante esta forma podremos
asegurar que el flujo de calor en la parte superior sea menor al de la parte inferior, esto se
hace porque los rallos de luz (radiación solar) llegan en mayor medida en la parte superior
de los estanques lo que produciría un mayor intercambio de calor, y esto es lo que se
pretende eliminar. Ya que el calentamiento que recibirá a través de la tierra es constante.
5.3.1 Manta Elástica
Por las deformaciones que pueda sufrir el estanque principal que esta expuesto a los
diferentes esfuerzos que conlleva el peso del Gas Natural Licuado. Para esto se utiliza una
manta elástica que hace que la deformación no afecte al aislante principal (perlas de
polietileno). Para esto se utiliza algún sistema que amortigüe la deformación, por lo general
se utiliza Lana Mineral o Lana Animal, los que actúan absorbiendo la deformación por el
lado del estanque y manteniendo una línea por el lado del aislante principal.
En el comercio se vende Lana Mineral desde 50 X 500 X 1200 mm hasta 50 X 1200 X
24000 mm de longitud.
Características de la Lana Mineral.
- Aislación térmica: La lana mineral tiene características de aislación térmica por su
baja conductividad térmica (conductividad térmica (λ) de 0,030 a 0,043 Kcal/m ˚C a
20 ˚C).
- Absorbente acústico: La superficie rugosa y porosa de la lana mineral posee
extraordinarias características de absorción acústica, contribuyendo
significativamente al acondicionamiento acústico ambiental debido a la supresión
de la reverberación de sonidos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 49
- Inalterabilidad: No pierde sus características físicas con el paso del tiempo, es
imputrescible, químicamente neutra, inodora, no corrosiva e insoluble en agua. No
conduce electricidad y no contiene azufre, álcalis, ni cloro (inferior a 100 ppm).
- Estabilidad física: Resiste fuertes vibraciones sin perder su cohesión interna, aún
con altas temperaturas. Tampoco sufre variaciones dimensionales.
- Flexibilidad: Las fibras minerales extrafinas utilizadas permiten obtener un
material de consistencia esponjosa y suave, que se adapta fácilmente a las
superficies portantes.
- Incombustibilidad: Debido a su origen mineral es incombustible y no inflamable
por lo que tiene la característica de ser un excelente retardador del fuego. Además
no emite gases tóxicos, aún en caso de incendio.
Grafico 5.1 Coeficiente de Conductividad Térmica V/S Densidad Media Aparente (kg/m3)
Lana Mineral
5.3.2 Aislante Perlitas expandidas
La torta que forma la perlita expandida llega a tener hasta un 90% de espacios vacíos y su
volumen aparente es 20 o 25% mayor que el que a igualdad de peso ocupa cualquier otro
material aislante.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 50
Figura 5.3 Perlita expandida
Análisis Químico
• Sílice (SIO2) 77,00 % aprox.
• Oxido de Aluminio (Al, O,) 14,60 % aprox.
• Oxido de Potasio (K, O) 4,60 % aprox.
• Oxido de Sodio (Na, O) 2,90 % aprox.
• Oxido de Calcio (CaO) 0,44 % aprox.
• Oxido de Hierro (Fe, O,) 0,25 % aprox.
• Oxido de Magnesio (MgO) 0,04 % aprox.
• Perdidas por calcinación 0,22 % aprox.
1.- Definición y características de las perlitas expandidas.
Gránulos obtenidos por expansión a elevadas temperaturas de riolitas, con un aumento de
volumen aproximado de 20 veces el volumen inicial.
Características Generales:
• Densidad aparente (ASTM-C-29): <= 125 kg/m3
• Conductividad térmica a 20°C (UNE 53-037): <= 0,03 Kcal/m °C
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 51
• Granulometría: <= 5 mm
2.- Condiciones de suministros y almacenaje
Suministro en sacos: de manera que no se alteren sus características.
Si el material ha de ser componente de la parte ciega del cerramiento exterior de un espacio
habitable, el fabricante declarará, como mínimo, los valores para las siguientes propiedades
higrotérmicas:
• Conductividad térmica (Kcal/m°C)
• Factor de resistencia a la difusión del vapor de agua
Almacenaje: Sobre una superficie plana y limpia, protegidos de lluvias y humedades. No se
colocará peso encima, para evitar que el material se aplaste.
Las dimensiones de las cavidades donde se dispondrá el aislante de perlitas expandidas son
de aproximadamente 1 metro. En las cuales variara un poco por el espesor de los
estanques.
5.3.3 Aislamiento en la loza
El material aislante colocado en el fondo es más compacto que el de los costados debido a
que tiene que soportar el estanque interior (el que contiene el gas natural licuado). Para esto
se utilizara un aislante de vidrio celular, ya que posee propiedades mecánicas que no tienen
los otros aislantes (alta resistencia a la compresión)
Algunas características del aislante vidrio celular:
• Estanco al agua: el vidrio celular es totalmente hermético al agua. Gracias a sus células cerradas no absorbe la humedad. Lo que impide derrames a las napas subterráneas.
• Resistente a los productos agresivos: Compuesto de vidrio puro, el vidrio celular resiste a los disolventes orgánicos y a la mayoría de los ácidos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 52
• Estanco al vapor de agua: El vidrio celular es el único aislante térmico que estanca el vapor de agua y a los gases gracias a sus células herméticamente cerradas. Por lo tanto no es necesario una barrera vapor y su poder aislante se mantiene constante.
• Alta resistencia a la compresión: El vidrio celular tiene una resistencia excepcionalmente elevada a la compresión.
• Estabilidad dimensional: El vidrio celular es dimensionalmente estable e indeformable por ser, prácticamente, insensible a las variaciones de temperatura y humedad.
• Fácil de trabajar: El vidrio celular puede ser fácilmente cortado y aserrado con útiles corrientes. Sus dimensiones pueden ser rápidamente adaptadas a los lugares donde sea necesario modificar su forma.
• Incombustible: Inorgánico y compuesto de vidrio, el vidrio celular es totalmente incombustible. No arde, impide la propagación de fuego y la formación de humos.
• Resistente al ataque de las plagas: El vidrio celular al ser inorgánico no es atacado y no constituye un nicho para los roedores, pájaros, insectos, microorganismos y bacterias.
• Libre de CFC y HCFC: El vidrio celular no contiene fibras, CFC o HCFC. • Producto ecológico: El vidrio celular es un producto ecológico desde la producción
hasta su reciclaje.
Propiedades del aislante vidrio celular:
- Densidad: 160 Kg/m3
- Conductividad térmica 0,04 Kcal/m°C
El espesor del aislante es de 0,7 metros.
Figura 5.4 vidrio celular.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 53
5.4 Estructura Externa (Cemento)
El material adecuado para soportar los estanques internos es hormigón pretensado con
barras de acero verticales y horizontales, en forma de malla. Esto para mantener la
estructura del estanque sin alteraciones. El hormigón pretensado tiene una resistencia muy
alta.
Las dimensiones del espesor del hormigón pretensado para el tamaño de la estructura y para
las dimensiones de este son de entre 60 cm y 1 metro de espesor, esto dependiendo de las
condiciones en las que se encuentre (vientos máximos y máxima de los sismos).
Máxima de vientos 120 km/h (64,7 nudos)
Máxima de sismos: 7 en escala de Richter
Como en este caso se ha diseñado enterrado, se utilizara un diámetro de 60 cm de espesor.
De esta manera se desprecia el efecto del viento en los estanques, pero hay que tomar en
cuenta los efectos de los sismos para evitar agrietamientos en el hormigón.
5.4.1 Hormigón pretensado
El hormigón pretensado es una técnica constructiva, que consiste en someter una pieza a
una fuerza de compresión previa, en la zona que debería resistir esfuerzos de tracción al
someterla a una carga. La compresión inicial compensa las tensiones que aparecen en el
servicio.
En el hormigón armado, la armadura de acero resiste directamente a los esfuerzos de
tracción, pero en el hormigón pretensado la armadura tiene por cometido producir una
compresión en el hormigón, la cual será anulada total o parcialmente bajo carga.
Presenta mayor resistencia que el hormigón armado a las cargas alternativas, cargas
dinámicas, impactos y vibraciones; además, la compresión previa reduce los principales
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 54
esfuerzo cortantes. Permite obtener piezas más ligeras que las del hormigón armado, con un
considerable ahorro de hormigón y acero.
Se comprime el hormigón y debería hablarse de hormigón precomprimido, se utilizan las
denominaciones pretensado y postensado; al hormigón que ha sido comprimido después de
su endurecimiento se le llama postensado o postesado.
5.5 Techo de aluminio.
Techo de aluminio, tiene un diámetro de 35 metros, su superficie es de , su
volumen con un espesor de 3 mm. La densidad del aluminio es de 2698,4
Kg/m3. lo que da un peso final de 31,153 Toneladas. Los datos se encuentran en el Anexo
C.1.1 (Cálculo del piso del estanque interno)
Las dimensiones de las planchas de aluminio son de 1000x3000x3mm.
5.5.1 Soldadura en techo de aluminio
Las aleaciones de aluminio se sueldan al arco, bajo atmósfera inerte (argón, helio o una
mezcla de los dos) y hay dos técnicas:
1-. Soldadura al arco bajo atmosfera inerte con electrodo refractario o
procedimientos TIG (Tungténe Inert Gas).
En este procedimiento se hace saltar un arco eléctrico entre un electrodo refractario de
tungsteno y la pieza a soldar, mientras que un chorro de gas inerte, generalmente argón,
rodeando el electrodo, protege el baño de fusión contra la oxidación. Una varilla de
aportación sujetada con la mano alimenta el baño de fusión. Este procedimiento utiliza una
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 55
fuente alimentada por corriente alterna estabilizada por HF específicamente concebida para
la soldadura de las aleaciones de aluminio. Se utiliza en espesores comprendidos entre 1 y 6
mm y se puede robotizar.
2-. Soldadura al arco bajo atmosfera inerte con electrodo consumible o
procedimiento MIG (Metal Inert Gas).
En este procedimiento de soldadura, el aluminio o la aleación de aluminio sirve a la vez de
electrodo y de metal de aportación. Se suministra en hilo previamente enrollado en una
bobina, el cual se desenrolla automáticamente hasta la herramienta de soldadura, pistola, a
medida que se consume. La energía para la soldadura se suministra por una fuente de
corriente continua. La conexión se efectúa con polaridad inversa (-) en la pieza para
asegurar a la vez el decapado y la fusión del hilo del electrodo. Este procedimiento,
utilizable para los productos con espesor superior a 2,5 mm., es igualmente automatizable.
La versión manual de MIG se llama comúnmente soldadura semi-automática.
Desde hace algunos años, los constructores de material de soldadura proponen fuentes de
corriente pulsante. Este equipo permite soldar espesores delgados de 1,5 a 4 mm. con
mucha facilidad. Para los espesores medios y gruesos, su ventaja con relación a las fuentes
clásicas no está demostrada.
5.5.2 Pesos muertos.
Los cables tensores tienen que soportar el peso del techo de aluminio, el aislante de perlita
(1 metro de espesor), aislante lana mineral (0,2 metros de espesor).
La superficie que ocupa la lana mineral es de , con un volumen de 769,69 m3,
con una densidad de 150,6 Kg/m3, lo que da un peso de 115,915 toneladas.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 56
La superficie que ocupa la perlita expandida es de , con un volumen de
m3, con una densidad de 125 Kg/m3, lo que da un peso de 481,056 toneladas.
Por lo tanto los cables tensores tienen que soportar un peso 628,124 Toneladas. (Tabla 5.3)
techo aluminio 31,153 Toneladas
lana mineral 115,915 Toneladas
aislante perlita expandida 481,056 Toneladas
total 628,124 Toneladas
Tabla 5.3 pesos muertos para cables tensores del techo de aluminio.
La cantidad de cables tensores a ocupar es de 63 (ANEXO B.3) con un diámetro de 1.16
pulgadas (2,9 cm)
5.6 Aislación del fondo
Entre cada uno de los estanques se pondrá un anillo de concreto para añadir resistencia por
el peso de la pared, y un colchón de arena para evitar deformaciones del fondo del estanque
primario. La altura del anillo es de 30 cm y 30 cm de ancho (Figura 5.5 y Figura 5.6)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 57
Figura 5.5 Anillo de concreto
El volumen del Anillo de Concreto
La densidad del concreto es de 2400 Kg/m3, lo que tendría un peso de 23,76 toneladas.
Figura 5.60 Fundaciones y aislación de fondo.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 58
El volumen de arena que se ocupara es de 1211.29 m3 (densidad de la arena 2500 Kg/m3)
lo que tendría un peso de 3028,23 toneladas.
La aislación de vidrio celular tiene un volumen de
La densidad del vidrio celular es de 160 Kg/m3 lo que da un peso de 247,71 toneladas.
5.7 Cimentación.
Se dispondrá de cimentación que soportaran el peso de toda la estructura. (ANEXO B.4)
“Los cimientos tienen la función de transmitir en forma repartida las cargas del edificio al
terreno donde se asienta.”
La estructura proporciona esfuerzos, de compresión o tracción hasta las bases, y se deben
distribuir en forma pareja para que no originen tensiones mayores de la que puede soportar.
Por esta razón el coeficiente de seguridad que se aplica, debe considerar probables
diferencias en la predeterminación de su capacidad portante.
Como los cimientos están solicitados a esfuerzos de compresión y también de tracción,
efectos de fricción y de adherencia al suelo; es conveniente que estén solicitados por una
carga centrada.
5.7.1 Principios Generales.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 59
La Parte principal del Estanque es los cimientos, para esto se debe iniciar con una buena
cimentación.
Para ello se construyen los cimientos de acuerdo al cálculo estructural y al proyecto
elaborado, considerando todas las variables que inciden, como por ejemplo las cargas
propias de la construcción, el tipo de terreno, etc.
Por lo general, las tensiones admisibles del terreno son inferiores a las de los materiales de
la estructura, de manera que los cimientos deben transmitir las acciones del edificio dentro
de ciertos límites para que la estructura permanezca estable sin alteraciones.
La construcción de los cimientos debe contemplar los siguientes principios generales:
• Tener conocimiento a fondo del terreno.
• Efectuar el cálculo de cimientos por exceso, aplicando los coeficientes de seguridad
necesarios.
• Ubicar la base de cimentación protegida de las heladas.
• Poner atención en las capas freáticas ( Aguas subterráneas ).
• Tomar todos los recaudos ante terrenos sin consolidar.
Para saber qué tipo de cimentación conviene en el proyecto que se esté elaborando, deberá
considerar dos puntos importantes:
Características del Terreno
• Profundidad del estrato resistente.
• Nivel freático y sus variaciones.
• Capacidad de asentamiento del estrato de apoyo.
• Cota de socavaciones debidas a corrientes subterráneas.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 60
• Humedad y heladicidad en capas superficiales.
Características de la Estructura
• Cargas transmitidas, su valor y características.
• Capacidad de asiento diferencial y total. (Capacidad de asiento diferencial:
capacidad de desplazamiento vertical relativo de un pilar antes de provocar la rotura
por flexión de los dinteles).
• Influencia de las estructuras próximas.
5.7.2 Tipologías de Terrenos
De acuerdo a la Norma Básica MV-101-1962, el terreno donde se cimentara esta
clasificado como:
Áridos (Terrenos sin Cohesión):
La denominación de áridos varía de acuerdo al tamaño de sus granos, a saber:
Gravas y gravillas: mayor de 2 mm.
Arenas gruesas y medias: entre 2 y 0,2 mm.
Arenas finas: entre 0,2 y 0,06 mm.
Limos inorgánicos: menor de 0,06 mm.
Con todos los cálculos realizados (Anexo B.4) para los cimientos de los estanques, los
datos se pueden observar en la Tabla 5.4 y Figura 5.7.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 61
Tabla 5.4 Datos del cimiento del estanque.
Figura 5.7 Estanque con cimientos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 62
5.8 Balance de energía del sistema
Aplicando la primera ley de la termodinámica.
Los cálculos se realizaran con los promedios de los espesores. (Anexo B.5)
• Las pérdidas de calor por la pared son de 38.044,318 Kcal/hr.
• Las pérdidas de calor por el techo son de 2.889,72 Kcal/hr.
• Las pérdidas de calor por el piso son de 23.228,98 Kcal/hr.
Las pérdidas de Calor son aproximadamente 64.000 Kcal/hr. Lo cual es adecuado para las
pérdidas de calor ya que si no se contara con las protecciones (aislación) las perdidas de
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 63
calor serian mayores y producirían enormes problemas técnicos y operacionales en la
planta.
5.9 Seguridad de la loza.
Debajo de los cimientos y cerca de la pared de hormigón del tanque se instala un sistema de
calentamiento por resistencias eléctricas, para evitar la formación de hielo, que podría
llegar a dañar la fundación. La potencia del sistema de calentamiento de la losa es 62,0 Kw.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 64
CAPITULO 6 VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR
6.1 Introducción
La tecnología Vaporizadores de Rejilla Abierta usa agua de mar fluyendo sobre los tubos
aleteados para calentar el Gas Natural Licuado que está fluyendo a contracorriente por el
interior de los tubos. El agua de mar llegara a una piscina en donde se podrá filtrar para
evitar la intrusión y arrastre de organismos marinos y eliminar la acumulación de desechos.
La velocidad de llenado de esta piscina será mucho mayor de la requerida para calentar el
Gas Natural Licuado de los vaporizadores, esto porque por rebose pasara a la segunda
piscina en la cual se mezclara con el agua que llega desde el proceso de vaporización del
Gas Natural Licuado. Esto evitara que el agua de mar se devuelva a temperaturas muy bajas
al mismo océano.
Para controlar el crecimiento de organismos marinos biológicamente atascadores (algas,
etc.), se inyectará hipoclorito de sodio continuamente en la succión de la bomba para lograr
una concentración de 0.2 mg/l de cloro libre. Las concentraciones de cloro residual en el
agua de mar descargada serán inferiores a los límites de descarga aplicables (2 mg/l de
cloro).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 65
Los límites de descarga de cloro en agua potable están en función del pH. Para un pH entre
6.5 y 7.4 la concentración de cloro residual combinado no debe superar 1 mg/l. Para un pH
entre 7 y 8, no debe superar 1.5 mg/l. Finalmente si el pH está entre 8 y 9, el cloro
combinado no puede superar 1.8 mg/l. En general, un valor de referencia para la
concentración de cloro residual en agua potable es de 1,5 mg/l. .
Bombas elevadoras de agua de mar llevarán agua de mar tratada a la parte superior de las
Vaporizadores de Rejilla Abierta. Se utilizaran aspersores para bañar los entrepaños de
Vaporizadores de Rejilla Abierta y creará una película descendiente de agua que
intercambiará calor con el Gas Natural Licuado a alta presión fluyendo hacia arriba desde
las bombas de despacho. Este proceso calentará el Gas Natural Licuado a aproximadamente
5 - 15 °C, lo que lo convertirá en estado gaseoso. También enfriará el agua de mar en
aproximadamente 5 °C. Después de una pasada a través del sistema, el agua enfriada será
descargada en la piscina secundaria en la cual por el mezclado podrá llegar a una
temperatura deseada para la evacuación al océano por vía de rebose (figura 6.1), lo cual
disminuirá los costos de una bomba.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 66
Figura 6.1 Piscina de agua de mar.
6.2 Calor de Vaporización
Para el cálculo de los calores es necesario obtener los calores específicos del Gas Natural
Licuado, del Gas Natural y el calor latente de vaporización.
El Calor especifico de los compuestos del Gas Natural Licuado son los que se muestran a
continuación en la Tabla 6.1 (Los Calculo se encuentran en el Anexo C.2).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 67
Metano Etano Propano Butano Calor
sensible 0,7 76,7 124,9 160,0 calor latente 272,58 237,09 165 190
Calor sensible 140,9 64,1 33,0 3,6
Total 414,3 377,8 322,9 353,5
Tabla 6.1 Calor especifico de cada compuesto en BTU/h
Grafico 6.1 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL
Para 642.833 lbs de Gas natural licuado ( el promedio que pasara por cada tubo ) se puede
ver en la siguiente tabla ( tabla 6.2)
Fuente Metano Etano Propano Butano Alaska 642190,167 642,833 0 0 Argelia 563700,2577 60104,8855 14978,0089 4049,8479
Baltimore G&E 606384,3689 29891,7345 5399,7972 1157,0994
Nueva York 630619,173 8999,662 2571,332 642,833 San Diego 597834,69 38569,98 6428,33 0
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 68
G&E
Tabla 6.2 componentes en lb de Gas Natural Licuado de cada centro de distribución.
Tomando en cuenta que el transporte del Gas Natural Licuado se efectúa desde distintos
lugares ya que los contratos se realizan a empresas contratistas, que se dedican al transporte
de Gas Natural Licuado, haciendo imposible definir específicamente el lugar de
distribución del Gas. Se tomo la decisión de tomar el peor de los casos y hacer el cálculo.
El peor de los caso es el que ocupe un mayor Calor para el cambio de temperatura. (Anexo
C.3)
Tomando en cuenta esta condiciones si el Gas Natural Licuado proviene Alaska. Para
Calentar las 642833 lbs de Gas Natural Licuado necesarias. Se necesitarían 266.279.572,9
Btu/h. por lo tanto hacemos los cálculos a partir de este punto.
Con el calor requerido para calentar 642833 Lbs /h de Gas Natural Licuado se procede a
calcular el volumen de agua de mar para calentar los 3.284.182.069,7 Btu/h. (Anexo C.4)
Es necesario 11.733.92 m3/h para calentar 642833 lbs de Gas Natural Licuado.
6.3 Diseño
6.3.1 Datos de diseño
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 69
• Densidad del Gas Natural 0,7 Kg/m3 • Densidad del Gas Natural Licuado 420 Kg/m3
• Punto de ebullición del Gas natural licuado – 161,5°C a presión atmosférica
(metano)
• Calor latente de vaporización 1955 cal/mol o 8,19 kJ/mol
• Viscosidad zona precalentamiento 0,1862 cP
• Viscosidad zona Vaporizacion 0,0099 cP
• Presión de operación 1 atm
• Temperatura de entrada del Gas Natural Licuado -162 °C
• Temperatura de salida del Gas Natural 5°C
• Temperatura de entrada del Agua de Mar 15°C
• Temperatura de salida del agua de mar 5°C
• Densidad del agua de mar 1028 Kg/m3
• Calor especifico del Gas natural 0,4 – 0,5
• Calor especifico del Agua de mar 1
6.3.2 Especificaciones de los flujos
Se necesita producir 10.000.000 M3/día de Gas Natural, lo que implicaria que se tiene que
regasificar 16.666,67 M3/día de Gas Natural Licuado. (694,44 M3/hora). Por lo tanto se
necesitaria calentar 261,666,67 Kg de Gas Natural Licuado en una hora (642833 lb/h).
6.3.3 Diseño de los tubos.
Para el diseño se consideran 5 tipos distintos de diámetros de cañería de aluminio con sus
respectivos espesores. Tabla 6.3. Para soldar las aletas con los tubos se utiliza Soldadura al
arco bajo atmosfera inerte con electrodo refractario o procedimiento TIG (Tungsteno Inert
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 70
Gas). En este procedimiento se hace saltar un arco eléctrico entre un electrodo refractario
de tungsteno y la pieza a soldar, mientras que un chorro de gas inerte, generalmente argón,
rodeando el electrodo, protege el baño de fusión contra la oxidación. Una varilla de
aportación sujetada con la mano alimenta el baño de fusión. Este procedimiento utiliza una
fuente alimentada por corriente alterna estabilizada por HF específicamente concebida para
la soldadura de las aleaciones de aluminio. Se utiliza en espesores comprendidos entre 1 y 6
mm y se puede robotizar. Mientras que la soldadura al arco bajo atmosfera inerte con
electrodos consumibles o procedimiento MIG (Metal Inert Gas) los espesores son del orden
de 2,5 mm
De BWG t de
pared Di Área de
flujo Superficie por
pie lineal peso por pie
lineal L at' at plg plg plg plg2 Exterior interior Lb m pies 0,5 12 0,109 0,282 0,062 0,131 0,075 0,493 6 19,68 0,062 0,0004 pies20,5 14 0,083 0,334 0,088 0,087 0,403 6 19,68 0,088 0,0006 pies20,5 16 0,065 0,370 0,108 0,097 0,329 6 19,68 0,108 0,0007 pies20,5 18 0,049 0,402 0,127 0,105 0,258 6 19,68 0,127 0,0009 pies20,5 20 0,035 0,430 0,145 0,113 0,190 6 19,68 0,145 0,0010 pies20,75 10 0,134 0,482 0,182 0,196 0,126 0,965 6 19,68 0,182 0,0013 pies20,75 11 0,120 0,510 0,204 0,134 0,884 6 19,68 0,204 0,0014 pies20,75 12 0,109 0,532 0,222 0,139 0,817 6 19,68 0,222 0,0015 pies20,75 13 0,095 0,560 0,246 0,147 0,727 6 19,68 0,246 0,0017 pies20,75 14 0,083 0,584 0,268 0,153 0,647 6 19,68 0,268 0,0019 pies20,75 15 0,072 0,606 0,288 0,159 0,571 6 19,68 0,288 0,0020 pies20,75 16 0,065 0,620 0,302 0,162 0,520 6 19,68 0,302 0,0021 pies20,75 17 0,058 0,634 0,316 0,166 0,469 6 19,68 0,316 0,0022 pies20,75 18 0,049 0,652 0,334 0,171 0,401 6 19,68 0,334 0,0023 pies2
1 8 0,165 0,670 0,353 0,262 0,175 1,610 6 19,68 0,353 0,0024 pies21 9 0,148 0,704 0,389 0,184 1,470 6 19,68 0,389 0,0027 pies21 10 0,134 0,732 0,421 0,192 1,360 6 19,68 0,421 0,0029 pies21 11 0,120 0,760 0,454 0,199 1,230 6 19,68 0,454 0,0032 pies21 12 0,109 0,782 0,480 0,205 1,140 6 19,68 0,480 0,0033 pies21 13 0,095 0,810 0,515 0,212 1,000 6 19,68 0,515 0,0036 pies21 14 0,083 0,834 0,546 0,218 0,890 6 19,68 0,546 0,0038 pies21 15 0,072 0,856 0,575 0,224 0,781 6 19,68 0,575 0,0040 pies21 16 0,065 0,870 0,594 0,228 0,710 6 19,68 0,594 0,0041 pies21 17 0,058 0,884 0,614 0,231 0,639 6 19,68 0,614 0,0043 pies2
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 71
1 18 0,049 0,902 0,639 0,236 0,545 6 19,68 0,639 0,0044 pies21,25 8 0,165 0,920 0,665 0,327 0,241 2,090 6 19,68 0,665 0,0046 pies21,25 9 0,148 0,954 0,715 0,250 1,910 6 19,68 0,715 0,0050 pies21,25 10 0,134 0,982 0,757 0,257 1,750 6 19,68 0,757 0,0053 pies21,25 11 0,120 1,010 0,801 0,264 1,580 6 19,68 0,801 0,0056 pies21,25 12 0,109 1,032 0,836 0,270 1,450 6 19,68 0,836 0,0058 pies21,25 13 0,095 1,060 0,882 0,278 1,280 6 19,68 0,882 0,0061 pies21,25 14 0,083 1,084 0,923 0,284 1,130 6 19,68 0,923 0,0064 pies21,25 15 0,072 1,106 0,961 0,290 0,991 6 19,68 0,961 0,0067 pies21,25 16 0,065 1,120 0,985 0,293 0,900 6 19,68 0,985 0,0068 pies21,25 17 0,058 1,134 1,010 0,297 0,808 6 19,68 1,010 0,0070 pies21,25 18 0,049 1,152 1,042 0,302 0,688 6 19,68 1,042 0,0072 pies21,5 8 0,165 1,170 1,075 0,393 0,306 2,570 6 19,68 1,075 0,0075 pies21,5 9 0,148 1,204 1,139 0,315 2,340 6 19,68 1,139 0,0079 pies21,5 10 0,134 1,232 1,192 0,323 2,140 6 19,68 1,192 0,0083 pies21,5 11 0,120 1,260 1,247 0,330 1,980 6 19,68 1,247 0,0087 pies21,5 12 0,109 1,282 1,291 0,336 1,770 6 19,68 1,291 0,0090 pies21,5 13 0,095 1,310 1,348 0,343 1,560 6 19,68 1,348 0,0094 pies21,5 14 0,083 1,334 1,398 0,349 1,370 6 19,68 1,398 0,0097 pies21,5 15 0,072 1,356 1,444 0,356 1,200 6 19,68 1,444 0,0100 pies21,5 16 0,065 1,370 1,474 0,359 1,090 6 19,68 1,474 0,0102 pies21,5 17 0,058 1,384 1,504 0,362 0,978 6 19,68 1,504 0,0104 pies21,5 18 0,049 1,402 1,544 0,367 0,831 6 19,68 1,544 0,0107 pies2
Tabla 6.3 Cañerías de aluminio para equipo de vaporización.
Para la mejor elección se diseñara el equipo para todos los diámetros y todos los espesores
y se procederá a calcular la caída de presión, con estos datos tomar una decisión adecuada.
En los momentos de mantención y limpieza de los vaporizadores es necesario trabajar con
una producción más reducida, por lo que se opto por diseñar 3 equipos de vaporización. Así
cuando uno de estos equipos se le necesite hacer mantención la planta puede seguir
funcionando a una capacidad más reducida.
Cada Vaporizador procesara 97222,22 Kg/h de Gas Natural (214277,77 lb/h) (Anexo C.5.2
(tabla F.12))
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 72
Los intercambiadores de calor tendrán una dimensión de 2 metros de ancho por 5 metros de
largo, y una altura de 8 metros aproximadamente de alto (altura de los tubos 6 metros)
(Anexo C.5.2) se consideraran dos largos de aleta de Aletas: 1,27 cm (0,5 plg) y 1,905 cm
(0,75 plg). y 0,035 plg. En cada tubo abra 20 aletas.
El dimensionamiento entre tubo y tubo será de del mismo tamaño que ocupe la aleta que se
seleccione.
Figura 6.2 Intercambiador rejilla abierta
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 73
Figura 6.3 Espaciamiento entre tubos (figura de referencia)
El ingreso del agua de mar a los tubos será por la parte superior de los vaporizadores, se
dispondrán bombas en paralelo para cubrir todos los tubos de cada intercambiador.
Cada vaporizador tendrá 1 bomba, la cual bombeara agua desde la piscina de agua de mar
hasta el vaporizador. (Anexo C.6)
Con los resultados de la caída de presión para todas las cañerías (Tabla 6.4), podemos
seleccionar el tubo y la aleta que contenga el menor costo asociado.
De BWG t de
pared Di Delta P total plg plg plg 1 2 0,5 12 0,109 0,282 1,12E-01 3,40E-01 0,5 14 0,083 0,334 4,99E-02 1,52E-01 0,5 16 0,065 0,370 2,99E-02 9,47E-02 0,5 18 0,049 0,402 2,05E-02 6,53E-02 0,5 20 0,035 0,430 1,51E-02 4,67E-02
0,75 10 0,134 0,482 1,34E-02 3,78E-02 0,75 11 0,120 0,510 1,00E-01 2,85E-02 0,75 12 0,109 0,532 8,44E-03 2,31E-02 0,75 13 0,095 0,560 6,53E-03 1,78E-02 0,75 14 0,083 0,584 5,47E-03 1,45E-02
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 74
0,75 15 0,072 0,606 4,55E-03 1,20E-02 0,75 16 0,065 0,620 4,06E-03 1,11E-02 0,75 17 0,058 0,634 3,63E-03 9,97E-03 0,75 18 0,049 0,652 3,15E-03 8,66E-03
1 8 0,165 0,670 4,05E-03 1,00E-02 1 9 0,148 0,704 3,16E-03 7,82E-03 1 10 0,134 0,732 2,60E-03 6,68E-03 1 11 0,120 0,760 2,23E-03 5,54E-03 1 12 0,109 0,782 1,93E-03 4,80E-03 1 13 0,095 0,810 1,67E-03 4,03E-03 1 14 0,083 0,834 1,45E-03 3,48E-03 1 15 0,072 0,856 1,27E-03 3,17E-03 1 16 0,065 0,870 1,17E-03 2,92E-03 1 17 0,058 0,884 1,08E-03 2,70E-03 1 18 0,049 0,902 9,77E-04 2,44E-03
1,25 8 0,165 0,920 1,24E-03 2,89E-03 1,25 9 0,148 0,954 1,04E-03 2,41E-03 1,25 10 0,134 0,982 9,26E-04 2,17E-03 1,25 11 0,120 1,010 8,05E-04 1,88E-03 1,25 12 0,109 1,032 7,23E-04 1,69E-03 1,25 13 0,095 1,060 6,32E-04 1,53E-03 1,25 14 0,083 1,084 5,65E-04 1,37E-03 1,25 15 0,072 1,106 5,11E-04 1,24E-03 1,25 16 0,065 1,120 4,95E-04 1,16E-03 1,25 17 0,058 1,134 4,65E-04 1,09E-03 1,25 18 0,049 1,152 4,43E-04 1,01E-03 1,5 8 0,165 1,170 5,35E-04 1,18E-03 1,5 9 0,148 1,204 4,64E-04 1,02E-03 1,5 10 0,134 1,232 4,13E-04 9,44E-04 1,5 11 0,120 1,260 3,70E-04 8,44E-04 1,5 12 0,109 1,282 3,39E-04 7,74E-04 1,5 13 0,095 1,310 3,14E-04 6,95E-04 1,5 14 0,083 1,334 2,87E-04 6,34E-04 1,5 15 0,072 1,356 2,72E-04 5,85E-04 1,5 16 0,065 1,370 2,59E-04 5,55E-04 1,5 17 0,058 1,384 2,46E-04 5,28E-04 1,5 18 0,049 1,402 2,37E-04 4,95E-04
Tabla 6.4 Caída de presión Total.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 75
En la parte superior se dispondrá una rejilla donde se dispondrá el agua de mar, esta rejilla
tendrá una forma de colador con diámetros de cada agujero de 3 largos de aleta más
Diámetro externo del tubo. Y con forma de embudo para guiar el agua de mar directamente
a las aletas. (Figura 6.4) (Figura 6.5) (Figura 6.6) (Figura 6.7)
Figura 6.4 Embudo para el ingreso de agua de mar.
Figura 6.5 Rejilla mas colador
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 76
Figura 6.6 Dirección del embudo a las aletas.
Figura 6.7 Circuito completo de agua de mar y gas natural
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 77
6.4 Curva característica para las bombas.
6.4.1 Curva característica para las bombas de agua de mar.
Para obtener datos adecuados para la curva del sistema es necesario tener el circuito
completo de impulsión como el que se muestra en la figura 6.8
Figura 6.8 Circuito de impulsión
Se aplica la ecuación de Bernulli
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 78
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda expresada como:
Los cálculos se encuentran en Anexo C.6,
6.4.2 Curva característica para las bombas de Gas Natural Licuado.
Para obtener datos adecuados para la curva del sistema es necesario tener el circuito
completo de impulsión como el que se muestra en la figura 6.9
Figura 6.9 Circuito de impulsión
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 79
Se aplica la ecuación de Bernulli
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda expresada en:
Ver cálculos en Anexo C.7.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 80
6.5 Piscinas de agua de mar.
6.5.1 curva del sistema de agua de mar
Se dispondrán 4 bombas para meter agua a la piscinas y tenerlas siempre con agua de mar,
esta tendrán 800 metros dentro del mar, y 1000 metros para el transito sobre el mar, la
altura es de 70 metros. (Figura 6.10)
Figura 6.10 Circuito de impulsión agua de mar a piscina
La curva del sistema se puede observar en el grafico siguiente (grafico 6.4), los cálculos se
encuentran en el Anexo C.8.
6.5.2 Dimensiones de la piscina de agua de mar
La piscina tendrá capacidad para 200000 m3 de agua de mar los cuales alcanzará para
soportar 25 minutos si se cortara el suministro desde el mar (capacidad necesaria para una
hora 500000 m3 agua de mar aproximadamente)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 81
Dimensiones de la piscina
200 metros de largo, 100 metros de ancho por una profundidad de 10 metros (Figura 6.11)
Figura 6.11 Dimensiones de la piscina de agua de mar
El material a construir será de hormigón armado con impermeabilizante, para evitar
perdidas de agua de mar. (Igual que las piscinas caseras)
6.5.3 Dimensiones de canalización de evacuación de agua de mar.
La evacuación de agua de mar se realizara mediante una canalización con pendiente. (figura
6.12). la cual pasara por un costado de la piscina de agua de mar, la cual por rebose
mesclara agua de mar a temperatura ambiente, con agua de mar que venga de los
intercambiadores (5°C) lo que elevara la temperatura en 1 o 2 °C. y se espera que en el
transcurso del trayecto se caliente otro par de grados para tener un retorno de a lo menos
7°C.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 82
Figura 6.12 Canalización para evacuación de agua de mar desde los vaporizadores.
En esta canalización se evacuaran 144 m3/s por lo que se diseñara a razón de 200 m3/s. la
velocidad de evacuación será de 10 m/s por lo que el radio será de 3,6 metros.
Figura 6.13 Diámetro del canal para evacuación del agua de mar.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 83
CAPITULO 7 SEGURIDAD
7.1 Aspectos de Seguridad en las Operaciones de Gas Natural Licuado
La industria de Gas Natural Licuado está sujeta a las mismas consideraciones rutinarias con
respecto a los riesgos que ocurren en cualquier actividad industrial. Los sistemas para
disminuir los riesgos deben activarse para reducir la posibilidad de un riesgo ocupacional y
así asegurar la protección de las poblaciones vecinas y el medio ambiente. Al igual que
cualquier otra industria, los operadores de Gas Natural Licuado deben sujetarse a los
reglamentos y a las normas y códigos locales y nacionales.
Más allá de cualquier consideración rutinaria sobre los riesgos industriales, el Gas Natural
Licuado presenta consideraciones de seguridad específicas. En el caso de que ocurriera un
derrame accidental de Gas Natural Licuado, la zona de seguridad que rodea la instalación
protege a la población vecina de daños personales y daños a la propiedad
7.1.1 Contención Primaria.
El primer requisito de seguridad para los estanques y el más importante es la contención de
Gas Natural Licuado. Esto se logra utilizando materiales apropiados en los tanques de
almacenamiento y demás equipos, así como también por medio del diseño de ingeniería a
lo largo de la cadena de valor.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 84
7.1.2 Contención Secundaria.
Esta segunda capa de protección asegura la contención y aislamiento de Gas Natural
Licuado si llegara a ocurrir un derrame. En este caso como se construye bajo tierra estos
riesgos se disminuyen casi a cero
7.1.3 Sistemas de Seguridad.
Con la tercera capa protectora se espera minimizar el derrame de Gas Natural Licuado y
mitigar así los efectos del mismo. En este nivel de seguridad y protección, las operaciones
de Gas Natural Licuado utilizan sistemas tal como detectores de gas, líquidos e incendio o
para poder identificar rápidamente cualquier violación a la contención y sistemas remotos y
de paro automático para minimizar los efectos de los derrames en casos de falla. Los
sistemas operativos (procedimientos, capacitación y capacidad de respuesta) ayudan a
prevenir o mitigar los daños. El mantenimiento regular de dichos sistemas es vital para
asegurar su confiabilidad.
7.1.4 Normas de la Industria/Apego al Reglamento.
Ningún sistema puede estar completo sin los procedimientos apropiados de operación y
mantenimiento, el apego a los mismos y la capacitación necesaria del personal
correspondiente.
Los tres sistemas de seguridad descritos arriba junto con las normas de la industria y el
apego al reglamento son vitales para continuar con el desempeño seguro de la planta de
Gas Natural Licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 85
7.2 Propiedades de Gas Natural Licuado y Riesgos Potenciales.
Con el fin de considerar si el Gas Natural Licuado es o no un riesgo, debemos comprender
las propiedades de Gas Natural Licuado y las condiciones que deben existir para que
ocurran daños específicos.
7.2.1 Propiedades de Gas Natural Licuado
El gas natural producido en el cabezal del pozo se compone de metano, etano, propano e
hidrocarburos más pesados, así como cantidades pequeñas de nitrógeno, helio, dióxido de
carbón, compuestos de azufre y agua. El proceso de licuefacción requiere de un tratamiento
inicial al flujo de gas natural para remover impurezas como el agua, nitrógeno, anhídrido
carbónico, sulfhídrico y otros compuestos del azufre. Al remover dichas impurezas, no se
pueden formar sólidos cuando se refrigera el gas. En ese momento el producto satisface las
especificaciones de calidad para los usuarios finales de Gas Natural Licuado. El gas natural
previamente tratado se licua a una temperatura de aproximadamente -162°C (-256°F) y
queda listo para ser almacenado o transportado. El Gas Natural Licuado solo ocupa 1/600
parte del volumen que se requiere para una cantidad comparable de gas natural a
temperatura ambiente y presión atmosférica normal. Dado que el Gas Natural Licuado es
un líquido extremadamente frío resultado de la refrigeración, no se almacena bajo presión.
La percepción equivocada común es que el Gas Natural Licuado es una sustancia bajo
presión, y esto ha contribuido a la creencia de que es una sustancia peligrosa.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 86
Bajo condiciones de presión atmosférica normal, el Gas Natural Licuado es un líquido
criogénico claro, no corrosivo y no tóxico. Es inodoro, de hecho para poder detectar
derrames de gas natural provenientes de los calentadores de agua y otros equipos de gas
natural, se le deben añadir odorantes al metano antes de que el Gas Natural Licuado sea
entregado a los distribuidores locales de gas. El gas natural (el metano) no es toxico, sin
embargo, al igual que cualquier otro material gaseoso que no sea el aire o el oxígeno, el gas
natural vaporizado de Gas Natural Licuado puede causar asfixia debido a la falta de
oxigeno cuando se extiende en forma concentrada en áreas cerradas y sin ventilación.
La densidad de Gas Natural Licuado es de aproximadamente 420Kg/m3. Por tanto, debido a
que es más liviano que el agua, al derramarse sobre el agua, éste flota y se vaporiza
rápidamente.
De no manejarse adecuadamente conforme a los sistemas de seguridad, al regresar a su fase
de gas, los vapores emitidos por el Gas Natural Licuado pueden ser inflamables y
explosivos, pero sólo bajo las condiciones que ya son bien conocidas. Sin embargo, las
medidas de seguridad y protección previstas en los diseños de ingeniería, las tecnologías y
los procedimientos operativos de las instalaciones de Gas Natural Licuado reducen
significativamente estos riesgos.
El nivel de inflamabilidad es el rango entre las concentraciones mínimas y máximas de
vapor (porcentaje por volumen) en el cual el aire y los vapores de Gas Natural Licuado
forman una mezcla inflamable que puede alcanzar el punto de ignición.
La Figura 7.1, adjunta, muestra que los límites superiores e inferiores de inflamabilidad del
metano, el componente dominante del vapor de Gas Natural Licuado, son del 5 y 15 por
ciento por volumen respectivamente. Cuando la concentración del fluido excede su límite
superior de inflamabilidad, no podrá quemarse debido a que no hay suficiente oxígeno. Esta
condición puede existir, por ejemplo, en un tanque de almacenamiento cerrado y seguro en
donde la concentración del vapor contiene aproximadamente 100 por ciento de metano.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 87
Cuando la concentración del fluido es menor que el límite inferior de inflamabilidad, no
podrá quemarse debido a que no hay suficiente metano. Un ejemplo es el derrame de
pequeñas cantidades de Gas Natural Licuado en un área bien ventilada. En esta situación, el
vapor de GNL se mezcla rápidamente con el aire y se disipa en una concentración menor al
5 por ciento.
Figura 7.1. Rango Inflamable del Metano (Gas Natural Licuado)
Una comparación de las propiedades de Gas Natural Licuado con las de otros combustibles
líquidos como lo muestra la Tabla 7.1, también indica que el Límite Inferior de
Inflamabilidad de Gas Natural Licuado es generalmente más alto que el de otros líquidos, o
sea que para que hubiera ignición se necesitarían más vapores de Gas Natural Licuado (en
un área específica), comparado con el Gas de Petróleo Licuado o la gasolina.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 88
Tabla 7.1 Comparación de las Propiedades de los Combustibles Líquidos
(Fuente: Se basa en: Lewis, William W., James P. Lewis y Patricia Outtrim, PTL, “LNG
Facilities – The Real Risk,” American Institute of Chemical Engineers, New Orleans, April
2003, modificado por Fuentes de la industria.)
El gas metano alcanza el punto de ignición únicamente cuando la proporción o mezcla del
vapor de gas al aire queda dentro del rango limitado de inflamabilidad.
La temperatura de auto ignición es la temperatura más baja en la que el vapor de gas
inflamable puede arder de forma espontánea sin necesidad de una fuente de ignición
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 89
después de varios minutos de exposición a una fuente de calor. Una temperatura mayor a la
temperatura de auto ignición causará la ignición después de un período de exposición
menor. Con respecto a las temperaturas muy altas dentro del rango de inflamabilidad, la
ignición puede ser virtualmente instantánea.
La temperatura de auto ignición queda por arriba de los 540°C (1000°F) en cuanto a los
vapores del metano derivados de Gas Natural Licuado y una mezcla de combustible y aire
de aproximadamente el 10 por ciento de metano en el aire (aproximadamente en el medio
del 1-15 por ciento del límite de inflamabilidad) a presión atmosférica. Esta temperatura
extremadamente alta requiere una fuente importante de radiación termal, calor o una
superficie caliente. Si un derrame de Gas Natural Licuado en tierra o agua que produzca
vapor de gas inflamable no encuentra una fuente de ignición (flama, chispa o fuente de
calor de por lo menos 540°C (1000°F)), entonces el vapor generalmente se dispersa en la
atmósfera y no ocurre un incendio.
Cuando se compara con otros combustibles líquidos, el vapor de Gas Natural Licuado (el
metano) necesita una temperatura muy alta para que ocurra el auto ignición, como lo
muestra la Tabla 7.2.
Tabla 7.2 Temperaturas de Auto Ignición de Combustibles Líquidos
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 90
(Fuente: New York Energy Planning Board, Report on Issues Regarding the Existing New
York Liquefied Natural Gas Moratorium, November 1998)
En resumen, el Gas Natural Licuado es una sustancia extremadamente fría, no tóxica, no
corrosiva que se transfiere y almacena bajo presión atmosférica, se refrigera y no se
presuriza, lo que permite que el Gas Natural Licuado sea un método efectivo y económico
de transportar grandes volúmenes de gas natural a grandes distancias. El Gas Natural
Licuado presenta pocos peligros siempre que se contenga en tanques de almacenamiento,
ductos y equipos diseñados para soportar la condición criogénica de Gas Natural Licuado.
Sin embargo, como ya se ha descrito en este documento, los vapores derivados de Gas
Natural Licuado que resulten de un derrame incontrolable pueden ser peligrosos dentro de
los límites de las propiedades claves de Gas Natural Licuado y sus vapores, el rango de
inflamabilidad y el contacto con fuentes de ignición.
7.2.2 Tipos de Riesgos Asociados con el Gas Natural Licuado
Los riesgos potenciales que más preocupan a los operadores de instalaciones de Gas
Natural Licuado y a las comunidades vecinas surgen de las propiedades básicas de gas
natural.
La contención primaria, la contención secundaria, los sistemas de seguridad y la distancia
de separación proporcionan múltiples capas de protección. Estas medidas ofrecen
protección en contra de los peligros asociados con el Gas Natural Licuado.
Explosión. Puede ocurrir una explosión cuando una sustancia cambia de estado químico
rápidamente, es decir, cuando prenda fuego o cuando en su estado presurizado haya
derrames que no se puedan controlar, y para que ocurra un derrame incontrolable debe
existir una falla estructural, por ejemplo, una perforación en el contenedor o una rotura
dentro del contenedor. Los tanques de Gas Natural Licuado almacenan el líquido a
temperaturas muy bajas de aproximadamente -256° (-160°C) y por tanto, no requiere
presión para mantener su condición líquida. Los sistemas sofisticados de contención no
permiten que el líquido entre en contacto con fuentes de ignición. Debido a que el Gas
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 91
Natural Licuado se almacena a presión atmosférica, o sea sin presión, no podría ocurrir una
explosión inmediata si se llegara a perforar el contenedor.
Nubes de Vapor. Al dejar el contenedor de temperatura controlada, el Gas Natural Licuado
comienza a calentarse y regresa a su estado gaseoso. Inicialmente el gas es más frío y más
pesado que el aire que lo rodea, y esto crea una neblina o nube de vapor sobre el líquido
liberado. Conforme se calienta el gas, se mezcla con el aire y comienza a dispersarse. La
nube de vapor prenderá fuego únicamente si se encuentra con una fuente de ignición
mientras guarda su concentración entro del rango de inflamabilidad. Los sistemas de
seguridad y procedimientos operativos existen para minimizar la probabilidad de que esto
no ocurra.
Líquido Congelante. De llegar a liberarse el Gas Natural Licuado, el contacto humano
directo con el líquido criogénico congelaría el punto de contacto. Por tanto, los sistemas de
contención que rodean los tanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado son
diseñados para contener hasta el 110 por ciento del contenido del tanque, y los sistemas de
contención separan al tanque de otros equipos. Asimismo, antes de entrar en áreas de riesgo
potencial, todo el personal de la instalación debe utilizar guantes, máscaras y demás ropa de
seguridad para protegerse del líquido congelado. Como resultado, cualquier riesgo
potencial quedaría restringido dentro de los límites de la instalación y no afectaría a las
comunidades vecinas.
“Rollover”. Cuando múltiples suministros de diferentes densidades de GNL se cargan a un
tanque, inicialmente no se mezclan, por lo contrario se acomodan en capas o estratos
inestables dentro del tanque. Después de un tiempo estos estratos podrían cambiar de
posición espontáneamente para tratar de estabilizar el líquido en el tanque. Cuando la capa
inferior de Gas Natural Licuado se calienta como consecuencia del calentamiento normal
cambia de densidad hasta hacerse más liviana que la primera capa. En ese momento ocurre
el fenómeno de “rollover”. El volumen del líquido y la regasificación repentina de Gas
Natural Licuado podrían ser tan grandes como para no poder liberarse a través de las
válvulas de escape de un tanque normal. El exceso de presión podría resultar en roturas u
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 92
otras fallas estructurales del tanque. Para prevenir la estratificación, los operadores que
descargan un buque tanque de Gas Natural Licuado deben medir la densidad de la carga y
de ser necesario, deben ajustar los procedimientos de descarga. Los tanques de Gas Natural
Licuado cuentan con sistemas de protección en contra del “rollover”, los cuales incluyen
censores de distribución de temperatura y sistemas de bomba.
Fase de Transición Acelerada. Debido a que es menos denso que el agua, al ser liberado
sobre el agua, el Gas Natural Licuado flota y se vaporiza. Si se liberan grandes volúmenes
de Gas Natural Licuado sobre el agua podría vaporizarse muy rápidamente, causando así
una fase de transición acelerada (RPT por sus siglas en inglés)7. La temperatura del agua y
la presencia de una sustancia que no sea el metano también podrían causar un posible RPT,
mismo que ocurre únicamente cuando se mezcla el Gas Natural Licuado con el agua. Los
RPT varían en intensidad, desde un pequeño “pop” hasta ráfagas importantes con potencial
para dañar estructuras ligeras. Otros líquidos que cuentan con grandes diferencias de
temperatura y puntos de ebullición pueden crear incidentes similares cuando se mezclan
entre sí.
Terremotos y Terrorismo. Los riesgos inesperados de los terremotos y el terrorismo se
discuten en el Apéndice 5: Percepción de Riesgo.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 93
7.3 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado
1. Fugas en la cañería de descarga del buque al estanque de almacenamiento de Gas
natural licuado.
2. Disparo de la PSV por sobrepresión en el tanque de almacenamiento de Gas Natural
Licuado
3. Fuga en la cañería de las bombas primarias
4. Fuga en la cañería de descarga de las bombas de envío.
5. Fuga de Gas Natural en las cañerías de gas de envió
6. Rotura o desconexión del brazo de descarga de Gas Natural Licuado.
Figura 7.2 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 94
7.4 Protección en el estanque de almacenamiento de Gas Natural licuado.
El aumento y disminución de presión pueden causar daños estructurales en los estanques de
almacenamiento de Gas Natural Licuado, por lo que se instalaran implementos de
seguridad para evitar que esto suceda. (Figura 7.3)
7.4.1 Aumento de presión dentro del estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
Para el aumento de presión dentro de los estanques de almacenamiento de Gas Natural
Licuado se procede a instalar dos tipos de implementos de seguridad.
1.- Ducto de alivio a antorcha. Cuando la presión sobrepasa los 1,4 atm (presión de
operación del estanque 1,3 atm) los vapores serán dirigidos a una torre de antorcha para ser
quemado el exceso, de igual manera este gas puede ser dirigido hacia las cañerías de envío
de Gas Natural.
2.- Ducto de alivio a la atmosfera. Cuando la presión sobrepasa las 1,5 atm se procede a
enviar el gas a la atmosfera mediante ductos de ventilación.
7.4.2 Disminución de presión dentro del estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
Debido a la succión de las bombas puede haber pérdidas de presión dentro de los estanques.
Para aliviar esta baja de presión se instala dos tipos de seguridad.
1.- Inyección de Nitrógeno. Cuando la presión dentro del estanque disminuya de 1,1 atm.
se procederá a inyectar Nitrógeno seco. Para evitar pérdidas de presión.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 95
2.- Rompedor de Vacio. Cuando la presión baje a menos de 1 atm se activara el rompedor
de vacio. El cual normalizara la presión.
7.4.3 Principales causas del cambio de presión
La principal causa es el aumento térmico, el cual provoca evaporación del Gas Natural
Licuado. Aumentando la presión. Esto puede deberse a:
- Energía aportada por las bombas dentro de los estanques.
- Entrada de calor por la cúpula, paredes o suelo del estanque.
- Fricción de las cañerías de Gas Natural Licuado.
- Entrada de Calor por el aislamiento de las cañerías.
Figura 7.3 Sistema de seguridad para estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 96
7.5 Zonas de planificación de emergencias.
7.5.1 Zona de intervención.
Es aquella en la que las consecuencias de los accidentes producen un nivel de daños que
justifica la aplicación inmediata de medidas de protección.
7.5.2 Zona de alerta
Es aquella en la que las consecuencias de los accidentes provocan efectos que, aunque
perceptibles por la población, no justifican intervención.
Figura 7.4 Zonas de seguridad.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 97
CAPITULO 8 EVALUACION ECONOMICA
Para los cálculos en la evaluación económica se utilizara el valor del dólar observado en la
fecha (16-Septiembre-2008) de 530 pesos, así mismo se usara como aproximación el valor
de la UTM y el de la UF (37000 pesos y 21000 respectivamente)
Debido a la falta de cotizaciones los cálculos de los materiales se realizaran:
• Cañería de acero, Planchas de acero, etc. Un precio de 3500 pesos el Kg de acero
• Hormigón, valor de la bolsa de cemento.
• Excavación, Tratamientos de tierra. Valor referencia SERVIU
• Se formaran cuadrillas de trabajos en 3 turnos, sueldo base de cada obrero 530.000
pesos (soldadores y ayudantes de soldadores van incluidos en el precio de
soldadura).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 98
8.1 Capital de inversión.
8.1.1 Vaporizador
Tubos con aleta de aluminio
La elección de los tubos a utilizar fue netamente económica ya que quedo demostrado que
todos los tubos, con las diferentes dimensiones de las aletas evaluadas en el diseño
(capitulo 6) tuvieron una caída de presión aceptable.
Considerando los tubos con menor diámetro y menor espesor, los precios son relativamente
inferiores. Pero a la vez la cantidad de tubos a construir son mas de el doble (para el
diámetro de 0,5 plg son 30771 tubos por intercambiador y para un diámetro de 1,5 plg son
13624 tubos) (Anexo D.1.1). Podemos ver los precios asociado a cada tubo y a cada
intercambiador. (Tabla 8.1)
De BWG tubo c/ aleta $ intercambiador
plg 1 2 1 2
0,5 12 96,51 102,55 2.969.819,84 1.671.832,34
0,5 14 95,64 101,69 2.943.085,46 1.657.669,34
0,5 16 94,95 101,00 2.921.932,99 1.646.463,45
0,5 18 94,28 100,33 2.901.314,67 1.635.540,54
0,5 20 93,65 99,70 2.881.871,49 1.625.240,18
0,75 10 100,84 106,89 2.438.962,85 1.456.205,14
0,75 11 100,09 106,13 2.420.742,19 1.445.941,42
0,75 12 99,47 105,51 2.405.704,38 1.437.470,61
0,75 13 98,64 104,68 2.385.646,97 1.426.172,24
0,75 14 97,89 103,94 2.367.636,23 1.416.026,77
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 99
0,75 15 97,18 103,23 2.350.462,52 1.406.352,81
0,75 16 96,72 102,76 2.339.203,19 1.400.010,41
0,75 17 96,24 102,28 2.327.686,71 1.393.523,17
0,75 18 95,61 101,66 2.312.501,95 1.384.969,58
1 8 106,83 112,88 2.096.616,18 1.311.182,77
1 9 105,57 111,61 2.071.750,20 1.296.464,64
1 10 104,48 110,52 2.050.348,30 1.283.796,90
1 11 103,34 109,39 2.028.111,78 1.270.635,15
1 12 102,42 108,47 2.010.054,72 1.259.947,21
1 13 101,21 107,26 1.986.327,82 1.245.903,30
1 14 100,14 106,19 1.965.326,20 1.233.472,48
1 15 99,14 105,18 1.945.536,04 1.221.758,72
1 16 98,48 104,52 1.932.674,03 1.214.145,72
1 17 97,81 103,86 1.919.603,37 1.206.409,23
1 18 96,94 102,99 1.902.491,65 1.196.280,83
1,25 8 111,31 117,35 1.814.561,98 1.169.769,94
1,25 9 109,58 115,62 1.786.389,85 1.152.543,85
1,25 10 108,11 114,15 1.762.421,70 1.137.888,31
1,25 11 106,60 112,64 1.737.760,26 1.122.808,86
1,25 12 105,38 111,42 1.717.897,04 1.110.663,32
1,25 13 103,79 109,83 1.691.997,58 1.094.826,87
1,25 14 102,40 108,44 1.669.246,23 1.080.915,36
1,25 15 101,09 107,13 1.647.943,37 1.067.889,54
1,25 16 100,24 106,29 1.634.164,16 1.059.464,12
1,25 17 99,39 105,43 1.620.211,62 1.050.932,72
1,25 18 98,27 104,31 1.602.017,97 1.039.808,06
1,5 8 115,78 121,83 1.577.446,40 1.061.728,75
1,5 9 113,60 119,64 1.547.620,44 1.042.649,68
1,5 10 111,75 117,79 1.522.416,40 1.026.527,16
1,5 11 109,85 115,90 1.496.632,95 1.010.034,01
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 100
1,5 12 108,34 114,38 1.475.968,06 9968.15,09
1,5 13 106,37 112,41 1.449.149,97 979.660,09
1,5 14 104,65 110,69 1.425.701,88 964.660,82
1,5 15 103,04 109,08 1.403.833,84 950.672,27
1,5 16 102,01 108,05 1.389.731,58 941.651,34
1,5 17 100,96 107,00 1.375.484,47 932.537,74
1,5 18 99,60 105,64 1.356.953,91 920.684,12
Tabla 8.1 Precio asociado a cada tubo y en total de intercambiador
Se puede observar que el tubo con aleta más barato (93,65Dólares) es el de 0,5 pulgadas
tipo de 20 BWG y un ancho de aleta de 0,5 pulgadas. Pero a la vez el intercambiador que
tiene tubos de 1,5 pulgadas tipo de 18 BWG y un ancho de aleta de 0,75 pulgadas tiene el
precio menor (920684,12 Dólares).
Por lo tanto el diseño a ocupar en el intercambiador de calor es:
Diámetro : 1,5 pulgadas
Diámetro interno: 1,402 pulgadas
Espesor de aleta: 0,035 pulgadas
Ancho de aleta: 0,75 pulgadas
El valor total de los tubos con aleta y la instalación de estos es de 904.125,6 Dólares. El
tiempo en la fabricación de los Tubos con aleta de aluminio es de 2 años, y la instalación
completa tiene una duración de 3 meses. (Tabla 8.2)
tubos con aleta Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
tubos con aleta 8715 m3 105,64 $US/m3 2 años 920.652,60instalación 8715 m3 2 $US/m3 3 meses 17430
Sub total 938.082,60
Tabla 8.2 Tubos con aleta de aluminio
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 101
La cantidad de obreros para instalación son 10, y para la fabricación 10 más.
Rejilla tipo colador para agua.
Se ocuparan 27 planchas por intercambiador las cuales tendrán un valor de 3500 pesos/Kg
de acero inoxidable. (Tabla 8.3)
rejillas
Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
acero inox 81 planchas 5708,07 m3 6,6 $US/Kg 1 mes 37.673,3
perforación 8715 1 $US 1 mes 8715
instalación 81 5 $US 1 mes 405
Sub total 46.793,3
Tabla 8.3 Rejilla tipo colador de agua de mar.
Estructura de hormigón para los Vaporizadores.
La dosificación por regla general:
• Cimientos, y macizos gruesos en obras no impermeables de 150 a 250kg de
cemento por metro cúbico de hormigón.
• Obra normales del hormigón armado, pavimentos de cables, carreteras, y muros
armados de pequeño espesor, de 300 a 350kg de cemento por metro cúbico de
hormigón.
• Cimientos, y macizos impermeables, de 400 a 450kg de cemento por metro cúbico
de hormigón. En obras de cierta envergadura el amasado en hormigoneras.
Por lo que en este caso se usara 350 Kg por metro cubico.
Cada pared tendrá un espesor de 0,2 metros. Por lo que el volumen total es de 73,6 m3.
Cada saco de cemento contiene 42,5 Kg por lo que para un metro cubico de hormigón se
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 102
usaran 8,24 sacos, el precio de cada saco es de 3800 pesos (al por mayor en Cementos
Biobío). (Tabla 8.4)
estructura hormigón
Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
hormigón 73m3 total 73,6 59,05 $US 5 meses 4.346,08
acero 136 1,89 $US 1 mes 257,04
Sub total 4.603,12
Tabla 8.4 Estructura de hormigón armado para vaporizador.
Se consideran 3 estructuras de hormigón una para cada vaporizador. Se consideran 20
personas para construcción de la estructura de hormigón para el vaporizador.
Piscina de agua de mar
Al igual que la estructura de hormigón para los vaporizadores, la estructura de la piscina
requiere de hormigón armado y de un impermeabilizante para evitar filtraciones.
El valor de la piscina se puede ver en la tabla 8.5
piscina
Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
hormigón 5200 m3 59,05 $US/m3 5 meses 307.060
acero 5160 m3 1,89 $US/m3 1 mes 9.752,4
impermeabilizante imp. De piscina 26000 m3 3,23 $US/m3 1 mes 83.980
excavación 200000 m3 11,13 $US/m3 5 meses 2.226.000
Sub total 2.626.792,4
Tabla 8.5 Piscina de agua de mar
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 103
Para la excavación y para la estructura de la piscina se ocuparan 100 obreros.
Canalización de agua de mar
La elaboración del canal tiene un largo de 1000 metros desde la planta hasta la orilla del
mar.
canalización evacuación agua de mar
Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
hormigón 2324,78 m3 59,05 $US/m3 5 meses 137.278,3
acero 2562 m3 1,89 $US/m3 1 mes 4.842
impermeabilizante 22600 m3 3,23 $US/m3 1 mes 72.998
excavación 90729 m3 9,59 $US/m3 5 meses 870.091
Sub total 1.085.209,3
Tabla 8.6 Canal de evacuación de agua de mar
Para la excavación y para la estructura de la canaleta se ocuparan 100 obreros.
Sumario vaporizador
Para el sumario de los costos de vaporizador se utiliza los valores de la estructura de
hormigón, la rejilla y los tubos con aleta. Para el sumario total del vaporizador se multiplica
por el número de vaporizadores que se considerara en el proyecto (3 vaporizadores).
dólares Total vaporizador 2.968.437,18
Total piscina y canaleta 3.712.002,38 dólares pesos
TOTAL 6.680.439,56 3.540.632.966,8
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 104
Tabla 8.7 Sumario Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar.
tema tiempo
tubos con aleta 2 años
instalación 3 meses
acero inox 1 mes
perforación 1 mes
instalación 1 mes
hormigón 5 meses
acero 1 mes
hormigón 5 meses
acero 1 mes
impermeabilizante 1 mes
excavación 5 meses
hormigón 5 meses
acero 1 mes
impermeabilizante 1 mes
excavación 5 meses
Tabla 8.8 Sumario de tiempos de Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar.
8.1.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 105
Figura 8.1 Estanque por capas.
Excavación y movimiento de tierra.
El cálculo del volumen de excavación se puede ver en el Anexo D.2.1
excavación Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor
excavación 273554 11,13 9 meses 3.044.656,02
Sub total 3.044.656,02
Tabla 8.9 excavación y movimientos de tierra
El tratamiento de tierra que tiene que tener el fondo de la excavación tiene un valor de 2290
pesos el metro cuadrado.
Tratamiento de tierra
Tema Observación VolumenValor
unitario Tiempo Valor Tratamiento de tierra 6361,73 4,32 1 meses 27.482,67
Sub total 27.482,67
Tabla 8.10 tratamiento de la tierra en el fondo de la excavación
Estanque de hormigón pretensado.
La parte del hormigón pretensado solo corresponde a las paredes del estanque, lo que es
suelo y cimientos solo hormigón armado.
El costo de pretensado se estima en 3000 pesos el metro lineal, se dispondrán líneas cada
un metro de estanque de hormigón para su mayor resistencia. (Anexo D.2.2)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 106
Estanque exterior (Concreto) Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
hormigón 12553,2 59,05 1 año 741.266,46 Fierro 592 1,89 1 mes 1.118,88
pretensado 19909 5,66 1 año 112.684,94
Sub total 855.070,28
Tabla 8.11 Estanque exterior de hormigón pretensado.
Estanque externo de acero
El estanque de acero externo tiene un volumen de 1131,7 m3 de acero y una densidad de
7830 Kg/m3. El tipo de soldadura que se utiliza es de tipo Bisel X. (Anexo D.2.3)
Estanque exterior (Acero) Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
Placas de acero 8861211 6,60 1 año 58.483.992,6 Soldadura 1 157.126,42 1 año 157126,42
Sub total 58.641.119,02
Tabla 8.12 Estanque de exterior de acero.
Estanque de acero 18% cromo 8% níquel (estanque interno)
El estanque de acero externo tiene un volumen de 1131,7 m3 de acero y una densidad de
7830 Kg/m3. El tipo de soldadura que se utiliza es de tipo Bisel X. (Anexo D.2.4)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 107
Estanque interior (Acero 18% cromo 8% níquel) Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
Placas de acero 8034546 7,00 1 año 56.241.822 Soldadura 1 157.126,42 1 año 157126,42
Sub total 56.398.948,42
Tabla 8.13 Estanque de interior de acero 18% cromo 8% níquel.
Aislamiento de perlita expandida. (Anexo D.2.5)
El valor de la perlita expandía es de 10600 pesos el metro cubico
Aislante Perlita Tema Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor Perlita 13578,2 20 1 año 271564
Sub total 271564
Tabla 8.14 Aislamiento perlita expandida.
Aislamiento de Lana mineral. (Anexo D.2.6)
El valor de la perlita expandía es de 40000 pesos el metro cubico
Aislante Lana Mineral Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
Lana mineral 2625,9 75,47 1 año 198176,67
Sub total 198176,67
Tabla 8.15 Aislamiento Lana mineral
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 108
Techo de aluminio (Anexo D.2.7)
El valor del aluminio es 1753 pesos el Kg.
Techo de aluminio Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
Aluminio 31153 3,31 1 mes 103.116,43 soldadura 1 13.976,89 1 mes 13.976,89
Sub total 117.093,32
Tabla 8.16 Techo de aluminio.
Cabezal elíptico de acero
cabezal Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor acero 2059986 6,60 4 meses 13.595.907,6
soldadura 1 38.980,75 4 meses 38.980,75
Sub total 13.634.888,35
Tabla 8.17 Cabezal elíptico de acero.
Sumario Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
Dólares pesos Total $ 133.188.998,75 $ 70.590.169.337,5
Total los dos estanques $ 266.377.997,5 $ 141.180.338.675,75
Tabla 8.18 Sumario Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 109
tema tiempo excavación 1 año
Tratamiento de tierra 1 mes
hormigón 1 año Fierro 1 mes
pretensado 1 año Placas de acero 1 año
Soldadura 1 año Placas de acero 1 año
Soldadura 1 año Perlita 1 año
Lana mineral 1 año Aluminio 1 mes soldadura 1 mes
acero 4 meses soldadura 4 meses
Tabla 8.19 Sumario de tiempos de Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
Para la excavación de los 2 estanques se necesitaran 200 obreros y para la construcción de
los estanques un total de 500 obreros.
8.1.3 Muelle de descarga
Muelle
Existen pilares prefabricados de hormigón armado de 1 metro de diámetro. El cual tiene un
precio de 960000 pesos (1200 euros) tienen un largo de 16 metros, por lo que en la parte
mas profunda se necesitaran 2 de estos para cada pilar, y en la parte mas baja se ocuparía la
mitad de cada pilar. De un total de 200 pilares que se ocuparían en un principio, se opta la
compra de 100 mas (por la profundidad en que se encuentra), siendo 300 el total de los
pilares.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 110
muelle Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
pilares prefabricados 300 1.811,32 2 años 543.396 hormigón 3510 59,05 5 meses 207.265,5
Fierro 3100 1,89 1 meses 5.859
Sub total 756.520,5
Tabla 8.20 Muelle de descarga.
Para la construcción del muelle se necesitaran 100 obreros.
Brazo de descarga.
El brazo de descarga cuenta con 2 partes principales, la tubería de descarga y los brazos
hidráulicos. Para los Brazos hidráulicos no se dispuse de ningún dato de fabricante, por lo
que se opto a tomar un valor de algunos encontrados en internet, y agregar un factor (3)
para el precio del brazo hidráulico. (Anexo D.3.2)
brazo de descarga Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañerías 3656,466 6,60 1 mes 24.132,68 brazo hidráulico 1 75.000 1 mes 75.000
Sub total 99.132,68
Tabla 8.21 Brazo de descarga.
Para la instalación de los brazos de descarga se ocuparan 10 personas.
Sumario muelle de descarga.
En el muelle se dispondrá de 3 brazos de descarga
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 111
Dólares Pesos Muelle de descarga $ 1.053.918,54 $ 558.576.826,2
Tabla 8.22 Sumario Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos
Tema Tiempo pilares
prefabricados 2 años hormigón 5 meses
Fierro 1 mes cañerías 1 mes
brazo hidráulico 1 mes
Tabla 8.23 Sumario de tiempos de Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos.
8.1.4 Cañerías.
Todas las cañerías son de acero.
Cañería de descarga de Gas Natural Licuado
Se ocupan 2 cañerías de 30 pulgadas de diámetro con una distancia de 1800 metros cada
una. Cada tubo tiene un largo de 6 metros. (Anexo D.4.1)
Cañería descarga Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 539900,06 6,60 3 meses 3.563.340,4 soldadura 1 96.040,86 6 meses 96.040,86
Sub total 3.659.381,26
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 112
Tabla 8.24 Cañería de descarga de Gas Natural Licuado.
Para la instalación se ocuparan 50 obreros
Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador.
Se ocupan 2 cañerías, una para cada estanque, cada cañería tiene 100 metros de distancia.
El diámetro de cañería es de 8 pulgadas. (AnexoH.4.2)
cañería envío Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 13222,55 6,60 1 mes 87.268,83 soldadura 1 6.817,37 1 mes 6.817,37
Sub total 94.086,2
Tabla 8.25 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el
vaporizador.
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Cañería de salida de Gas Natural
Se ocupan 3 cañerías, una para cada Vaporizador, cada cañería tiene 100 metros de
distancia. El diámetro de cañería es de 30 pulgadas. (AnexoH.4.3)
cañería salida GNL Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 44991,67 6,60 1 mes 296.945,02 soldadura 1 10475,86 1 mes 10.475,86
Sub total 307.420,88
Tabla 8.26 Cañería de salida de Gas.
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 113
Cañería de Agua de Mar hacia la piscina
Se ocupan 4 cañerías, cada cañería tiene 1800 metros de distancia. El diámetro de cañería
es de 24 pulgadas. (AnexoH.4.4)
cañería agua de mar
Tema Observación Volumen Valor
unitario Tiempo Valor
cañería 863.840,0991 6,60 1 año $
5.701.344,65
soldadura 1 198.340,70 1,5
años $
198.340,70
Sub total $
5.899.685,35
Tabla 8.27 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina.
Para la instalación se ocuparan 100 obreros
Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores
Se ocupan 3 cañerías, cada cañería tiene 60 metros de distancia. El diámetro de cañería es
de 24 pulgadas. (AnexoH.4.5)
cañería piscina
Tema Observación Volumen Valor
unitario Tiempo Valor
cañería 21.596,00248 6,60 1 año $
142.533,62
soldadura 1 92.946,93 1,5
años $
92.946,93
Sub total $
235.480,55
Tabla 8.28 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 114
Para la instalación se ocuparan 100 obreros
Cañería de Alivio a la antorcha
Se ocupara 1 cañerías de 3 Km de distancia hasta la antorcha. El diámetro de cañería es de
8 pulgadas. (AnexoH.4.6)
alivio a antorcha
Tema Observación Volumen Valor
unitario Tiempo Valor cañería 132225,52 6,60 1 mes 872.688,43
soldadura 1 23.669,51 1 mes 23.669,51
Sub total 896.357,94
Tabla 8.29 Cañería de Alivio a la antorcha
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Cañería de Alivio a la atmosfera
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 10 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas. (AnexoH.4.7)
alivio a atmosfera Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 881,50 6,60 1 mes 5.817,9 soldadura 1 5.069,74 1 mes 5.069,74
Sub total 10.887,64
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 115
Tabla 8.30 Cañería de Alivio a la atmosfera.
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 100 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas. (AnexoH.4.8)
alivio a envió GN Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 8815,03 6,60 1 mes 58.179,2 soldadura 1 6.193,21 1 mes 6.193,21
Sub total 64.372,41
Tabla 8.31 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Cañería de para el nitrógeno seco.
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 20 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas. (AnexoD.4.9)
entrada de nitrógeno seco Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
cañería 1763,01 6,60 1 mes 11.635,87 soldadura 1 5.194,57 1 mes 5.194,57
Sub total 16.830,44
Tabla 8.32 Cañería de para el nitrógeno seco.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 116
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Sumario para Cañerías.
Dólares Pesos
Total $ 11.190.643,27$
5.931.040.930,49
Tabla 8.33 Sumario para Cañerías.
Tema Tiempo cañería 3 meses
soldadura 6 meses cañería 1 mes
soldadura 1 mes cañería 1 mes
soldadura 1 mes cañería 1 año
soldadura 1,5 años cañería 1 año
soldadura 1,5 años cañería 1 mes
soldadura 1 mes cañería 1 mes
soldadura 1 mes cañería 1 mes
soldadura 1 mes cañería 1 mes
soldadura 1 mes
Tabla 8.34 Sumario para tiempos de cañería
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 117
8.1.5 Bombas
No se conocen valores de bombas, para los caudales requeridos, por lo que se estimaran en
15.000 dólares las bombas sumergibles y 10.000 dólares las bombas normales.
Bomba de Recirculación de Gas Natural Licuado.
bomba recirculación
Tema Observación VolumenValor
unitario Tiempo Valor bomba 2 15.000 1 mes 30.000
Sub total 30.000
Tabla 8.35 Bomba de Recirculación de Gas Natural Licuado.
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
Bomba de envío de Gas Natural Licuado a los Vaporizadores.
bomba envío de GNL
Tema Observación VolumenValor
unitario Tiempo Valor bomba 2 15.000 1 mes 30.000
Sub total 30.000
Tabla 8.36 Bomba de envío de Gas Natural Licuado a los Vaporizadores.
Para la instalación se ocuparan 10 obreros
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 118
Bombas de Agua de Mar a piscinas
bomba de agua de mar Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
bomba 4 10000 6
meses 40000
Sub total 40000
Tabla 8.37 Bombas de Agua de Mar a piscinas
Para la instalación se ocuparan 20 obreros
Bombas de piscina a vaporizadores.
bomba de piscina Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor
bomba 3 10000 6
meses 30000
Sub total 30000
Tabla 8.38 Bombas de piscina a vaporizadores.
Para la instalación se ocuparan 20 obreros
Sumario Bombas.
Dólares Pesos
Total $
130.000,00 $ 68.900.000,00
Tabla 8.39 Sumario Bombas
Tema Tiempo bomba 1 mes
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 119
bomba 1 mes bomba 6 meses bomba 6 meses
Tabla 8.40 Sumario de Tiempo para Bombas
A parte de todos los estanques, vaporizadores, cañerías, etc. Calculados anteriormente se
suman algunas edificaciones menores (tabla 8.41)
Edificaciones menores Tiempo Dólares Pesos portería 1 mes $ 5.000 $ 2.650.000
oficinas administrativas 1 mes $ 400.000 $ 212.000.000 servicios 1 mes $ 60.000 $ 31.800.000
comedores 1 mes $ 100.000 $ 53.000.000 Taller de mantención 1 mes $ 250.000 $ 132.500.000
bodega 1 mes $ 200.000 $ 106.000.000 Laboratorio 1 mes $ 100.000 $ 53.000.000
TOTAL $ 1.115.000 $ 590.950.000
Tabla 8.41 Edificaciones menores.
El total de las edificaciones comprende los estanques, cañerías, edificaciones menores,
bombas, vaporizadores, etc. (Tabla 8.42)
edificaciones general Tiempo Dólares Pesos SUB TOTAL $ 584.125.836 $ 309.586.692.942
Tabla 8.42 Total edificaciones.
8.1.6 Capital fijo indirecto.
Algunos extras como permisos de construcción y de operaciones se estiman con valores
altos. (Tabla 8.43)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 120
nombre Aprobado Permisos Tiempo Dólares Pesos
Permisos de construcción 1 mes $ 20.000 $ 10.600.000 Permisos diversos servicios y
organismos 1 mes $ 20.000 $ 10.600.000 Permiso de operación 1 mes $ 50.000 $ 26.500.000
SUB TOTAL $ 90.000 $ 47.700.000
Tabla 8.43 Permisos
Algunas obras civiles como la compra del terreno se pueden observar en la Tabla 8.44
obra civil Tiempo Dólares Pesos terreno 1 mes $ 800.000 $ 424.000.000
movimiento de tierras 1 mes $ 100.000 $ 53.000.000 pavimentación 1 mes $ 25.000 $ 13.250.000
cierre perimetral 1 mes $ 75.000 $ 39.750.000 canalización aguas lluvias 1 mes $ 50.000 $ 26.500.000
SUB TOTAL $ 1.050.000 $ 556.500.000
Tabla 8.44 Obras civiles.
Dentro de los suministros y servicios se encuentra los sistemas computacionales, en los que
se encuentran automatización de equipos y sistemas de redes entre otros (Tabla 8.45)
Suministros y servicios Tiempo Dólares Pesos Red agua potable 1 mes $ 5.000 $ 2.650.000 Sistema telefónico 1 mes $ 1.000 $ 530.000
Sistema computacional 6 meses $ 10.000.000 $ 5.300.000.000 Red agua servicio 1 mes $ 10.000 $ 5.300.000
SUB TOTAL $ 10.016.000 $ 5.308.480.000
Tabla 8.45 Suministros y servicios.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 121
Ingeniería, administración, construcción, Gestión de compras.
Se necesitaran Ingenieros específicos para ingeniería de detalle (10 ingenieros) con un valor
de 2650000 pesos cada uno. El tiempo que se demorara la ingeniería de detalle será de 1
año.
La estimación del precio para cada obrero será de 530000 pesos al mes (maquinista,
constructor, albañileo, Conductor de camiones, etc.). El tiempo que se estipula para cada
obrero viene dado por la tarea en que se ocupa.
La administración tendrá un valor de 1060000 cada uno (10 personas). El tiempo estipulado
para la administración es de 3 años.
Para los imprevistos se ocupa un 15% de lo que se acumula en total (730.000.000 dólares).
Ing., Adm. Construcc. ,Gestión compra Tiempo Dolares US$ Pesos $ Ingeniería detalle 600.000 318.000.000
Costo obreros 21.660.000 11.479.800.000 Administración construcción 720.000 381.600.000
Estudio de Mercado fabricacion de Equipos 60.000 31.800.000 Imprevistos y no considerados ( 15 % ) 109.500.000 58.035.000.000
SUB TOTAL 132.540.000 70.246.200.000
Tabla 8.46 Ingeniería, administración, construcción, Gestión de compras.
8.1.7 Imprevistos Construcción
Debido al gran riesgo de alzas de precios, falta de material, y otros imprevistos, se
dispondrá de un fondo como amortiguación de imprevistos en la construcción. Para esto se
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 122
asume un valor de 20% del total de los equipos, instalaciones, etc. (Tabla 8.47) el total de
equipos e instalaciones es 286.633.246 US$
Imprevistos construcción 20% US$ 57.326.649 $ 30.383.124.026
Tabla 8.47 Imprevistos Construcción.
8.1.8 Total Capital de inversión
El Capital de trabajo para un mes es de $ 79.292.963,58 Dólares pero se aproxima a
80.000.000 Dólares. Se estima un Capital de trabajo para 3 meses.
El total capital fijo de la planta es el total capital fijo directo y el indirecto.
Capital de inversión Nombre Dólares US$ Pesos $
Total Capital Fijo directo 286.633.245,53 151.915.620.131,09 Total Capital Fijo indirecto 144.416.000,00 76.540.480.000,00
Total Capital Fijo de la planta 431.049.245,53 228.456.100.131,09 Imprevistos construcción 57.326.649 30.383.123.970,00
Capital de trabajo. 240.000.000,00 127.200.000.000,00
Total de inversión 728.375.894,53 386.039.224.101,09
Tabla 8.48 Total Capital de inversión
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 123
8.2 Costo de producción.
8.2.1 Suministros de operación y Servicios generales.
BG Group abastecerá, desde su portafolio de suministro, de Gas Natural Licuado al Planta.
El contrato de suministro no está amarrado a una sola fuente. De este modo, el Gas Natural
Licuado será transportado en barcos desde distintos países con los que BG Group tiene
producción propia y/o contratos de abastecimiento, tales como Trinidad y Tobago, Egipto,
Nigeria, Guinea Ecuatorial y otros países productores.
ENAP en un seminario de la Conama realizo la primera proyección del precio del GNL
Quintero, su precio rondaría entre un mínimo de US$ 19 el millón de BTU y un máximo
de US$ 23 el millón de BTU. Incluyendo el transporte.
Se requiere de 5.555,5 M3/día lo hace al mes 166.666.6 M3/mes de Gas Natural Licuado. La
densidad del Gas Natural Licuado es de 420 Kg/M3. Los que da un total de 70000000
Kg/mes (69999999.3 Kg/mes) de Gas Natural licuado.
El calor específico del Gas Natural licuado es de 10000 Cal/gr (1 Cal =3,9657*10^-3 Btu)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 124
volumen unidad Precio unitario Dólares Nitrógeno seco 10.000 m3 $ 1.000,00 $ 10.000.000,00
electricidad 25.000.000 KW/h $ 0,20 $ 5.000.000,00 agua potable 1.000 m3 $ 3,00 $ 3.000,00
Cloro 1.000 m3 $ 400,00 $ 400.000,00 Gas Natural
Licuado 166.666,6 m3 $ 23,00 $ 63.847.970,58 Total $ 79.250.970,58
Tabla8.49 Suministros de operaciones y servicios generales.
8.2.2 Sueldos
Sueldos Numero Turnosprecios unitario Dólares
Operario 5 3 $ 1.500,00 $ 22.500,00 Ayudantes 15 3 $ 800,00 $ 36.000,00 Supervisor 1 3 $ 2.000,00 $ 6.000,00
Laboratoritos 1 3 $ 1.200,00 $ 3.600,00 Ingenieros 5 1 $ 4.000,00 $ 20.000,00
otros 50 1200 $ 60.000,00 Total 77 $ 148.100,00
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 125
Tabla 8.50 Sueldos
8.2.3 Gastos Laboratorio
Dólares Gastos Laboratorio 50.000
Tabla 8.51 Gastos Laboratorio
8.2.4 Costos indirectos.
Tema Dólares Impuestos
locales $ 100.000,00Seguros $ 50.000,00
Total $ 150.000,00
Tabla 8.52 Costos indirectos.
8.2.5 Total Costos de producción
Tema Dólares Suministros de operación y Servicios
generales $ 79.292.963,58 Sueldos $ 148.100,00
Gastos Laboratorio $ 50.000,00 Costos indirectos $ 150.000,00
Total $ 79.641.063,58
Tabla 8.53 Costos de producción
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 126
8.3 Ingresos.
El valor promedio del m3 de gas natural por cañería se puede observar en la Tabla 8.54
(Cuenta Metrogas). Considerando alcantarillado y arriendo de medidor.
m3 valor valor por m31 $ 1.207 $ 1.207 10 $ 9.575 $ 958 50 $ 38.985 $ 780 100 $ 71.595 $ 716 500 $ 357.995 $ 716
1.000 $ 638.795 $ 639 10.000 $ 6.398.795 $ 640 100.000 $ 63.998.795 $ 640 Promedio $ 787
Tabla 8.54 Promedio venta Gas Natural Metrogas.
Como la planta solo distribuirá el Gas Natural a las empresas el valor de venta se estimara
en 318 pesos/M3 (0,6 dólares/M3)
La cantidad de Gas Natural requerida es de 10000000 M3/día lo que para un mes (30 días)
da una cantidad de 300000000 M3/mes.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 127
Los ingresos totales del mes serán:
M3/día M3/mes Precio peso/m3 pesos/mes Dólares/mes 10.000.000 300.000.000 318 $ 95.400.000.000 $ 180.000.000,00
Tabla 8.55 Precio Ingresos.
8.4 Evaluación Económica.
Para determinar la factibilidad técnica, con la estimación de la inversión, ingresos y costos
operacionales, se desarrollara el flujo de dinero del sistema operativo de la planta. Esta
circulación se conoce como Flujo de Caja, e incluye los ingresos, egresos que se tienen
durante un año de operación.
8.4.1 Tasa de impuesto.
Al impuesto del IVA ya conocido (19%) se tiene que agregar el impuesto especifico a
combustibles, en este caso al Gas Natural Licuado, el cual se esta tramitando en la cámara
de diputados y la cámara del senado. Esta ley pretende incorporar el Gas Natural Licuado al
Fondo de Estabilización de Precios de Combustibles Derivados del Petróleo (FEPCO),
creado por la Ley N° 20.063.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 128
Tabla 8.56 Proyecto de ley para impuestos específicos para el Gas Natural Licuado.
El Fondo de Estabilización de Precios de Combustibles Derivados del Petróleo (FEPCO)
tiene por objetivo atenuar las variaciones de los precios de venta internos de ciertos
combustibles derivados del petróleo, cuando estas variaciones son motivadas por
fluctuaciones de sus cotizaciones internacionales.
Por el momento y para realizar los cálculos correspondientes se usaran los impuestos
específicos para los gases usados en la actualidad (SII):
• Para el gas natural comprimido, el impuesto es de 1,93 UTM/KM3 • Para el gas licuado de petróleo, es igual a 1,40 UTM/M3.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 129
Por lo que el impuesto especifico seria de 0,135 Dólares por M3
8.4.2 Flujo de caja.
Tasa de descuento : 10%
Tasa de impuesto IVA : 19%
Tasa de impuesto específico : 0,135 Dólares por M3
Método de depreciación : Lineal (6,66% del Costo de Capital Directo)
Vida útil del proyecto : 15 años a partir del término de la construcción.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 130
Tabla 8.57 Flujo de Caja inversión
Grafico 8.1 Flujo de Caja Acumulado, Inversión.
Indicadores Valor
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 131
Precio 0,6 Tasa de
descuento 10% TIR 34%
VAN 2.073.344.283
Tabla 8.58 Indicadores Económicos para inversión ( 0,6 dólares)
Indicadores Valor Precio 0,476Tasa de descuento 10%TIR 10%VAN 7.050.780
Tabla 8.59 Indicador económico para inversión (menor precio)
Según estos resultados, se puede concluir que:
Los indicadores muestran resueltos favorables para la materialización del proyecto. El valor
del VAN (Valor Actual Neto) obtenido indica que la inversión es económicamente viable y
por lado el TIR calculado es mayor a la tasa de descuento (10%). Además, luego de 2 años
y medio de operación es posible alcanzar algún tipo de rentabilidad.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 132
Grafico 8.2 sensibilidadel precio de venta (tir)
Grafico 8.3 Sensibilidad del precio de venta (Van)
Observando el grafico de sensibildad del precio de venta (Grafico 8.2 y Grafico 8.3) el
menor precio que puede alcanzar el valor de venta del gas natural esta en 0,45 US$
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 133
Grafico 8.4 Sensibilidad de los costos de produccion (Tir)
Grafico 8.5 Sensibilidad de los costos de produccion (Van)
Después de observar el grafico 8,5 y 8,6 podemos concluir que la sensibilidad frente al
costo de producción, el valor máximo que puede alcanzar los insumos, sueldos, etc. Es de
140.000.000.000 US $. Para no tener valores negativos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 134
CONCLUSIÓN
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 135
El proyectarse con una planta Regacificadora para producir 6.6 millones de metros cúbicos
al día, que es la demanda actual de Gas en Chile (Centro del país), es quedarse corto en un
breve tiempo. Por lo que la planta Regacificadora fue dimensionada para producir 10
millones de metros cúbicos al día.
Debido a los irregulares envíos de Gas Natural desde Argentina, y considerando el alto
precio que hay que pagar por este problema y por el gas, el Proyecto de una Planta
Regacificadora de Gas Natural Licuado es necesario y a la vez atractivo para los
inversionistas.
Los altos costos de inversión presentados en el proyecto se ven disminuidos al ver las
ganancias. Para los inversionistas el TIR de 34% es altamente conveniente en un plazo de
15 años de producción, pero a la vez la planta podría seguir funcionando por algunos años
mas realizando algunos cambios de equipos en mal estado por causa del tiempo, corrosión a
causa del ambiente marino y el agua de mar.
La idea de construir los estanques enterrados es para fortalecer las paredes, por cualquier
problema de diseño que se pudiera presentar. Algunas empresas diseñan los estanques
enterrados por el elevado aumento de amenazas de terrorismo.
Los Regasificadores fueron diseñados para no disminuir la temperatura más allá de 5°C,
para así no tener problemas ambientales al devolver al mar el agua a muy baja temperatura.
RECOMENDACIONES
Debido al alto costo por el consumo de electricidad para las bombas, se podría añadir en la
canaleta de agua de mar (evacuación de agua de mar), algún sistema para aprovechar la
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 136
energía potencial que llevaría esta al descender desde la planta hacia el mar. De esta forma
se podría reducir en los costos debidos a la electricidad.
Se podría aprovechar de mejor manera el gran rango de temperatura que tiene el Gas
Natural Licuado en el proceso. Se podrían implementar pequeñas pymes para congelados
utilizando la baja temperatura del proceso. Esto podría ser un ingreso extra para la planta.
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BG- Grup. www.bg-group.com septiembre 2008
Contactos Waldo Jiménez, Gerente General Cementos BIOBIO
José Luis Alonso, Ingeniero Jefe Cementos BIOBIO 76080700
Javier Rivera, Ingeniero PUC, 992188699 [email protected]
Gonzalo Lugo Cruz. Ingeniero Civil U de Chile, 993110075, [email protected]
José Rojas González, Arquitecto PUC, 99311194, [email protected]
Programas. Programa para calcular cimentaciones
http://groups.msn.com/EstructurasycimentacionesESIA-901
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 141
ANEXOS
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 142
Anexo A
A.1 Cálculos línea de descarga
Ecuación de Bernoulli
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda disminuida a:
El sistema comienza con la bomba sumergida dentro del Buque de Gas Natural Licuado, se
desprecian las perdidas por succión.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 143
La altura del sistema es de 70 m ( 229,7 pies )
La ecuación de pérdidas por fricción.
Donde la velocidad es el caudal partido por el área de la sección de la cañería
El area de la sección de la cañería es:
Por lo tanto la velocidad es :
Remplazando la velocidad nos queda la formula de perdidas por fricción
Se varía el caudal para graficar la curva del sistema.
Los cálculos se realizaran para 1 sola línea de descarga, 2 líneas de descarga, y 3 líneas de
descarga. Todo esto por la cantidad de líquido que hay que transportar.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 144
La duración de la operación es de 24 horas por lo que el caudal de 150.000 m3 (5296500
pies3) que se tiene que descargar quedara reducido a 6250 m3/h ( 220687,5 pies3/h ). Los
valores para 1, 2, 3 líneas de descarga están dado en la siguiente tabla ( Tabla A.1).
1 vía 2 vías 3 vías 220687,5 110343,8 73562,5 pie3/h
61,3 30,7 20,4 Pie3/s1650742,5 825371,3 550247,5 gal/h 27512,4 13756,2 9170,8 GPM
Tabla A.1 Caudales
Tomando en cuenta 3 tipos de cañerías de 16 pulgadas, 24 pulgadas y 30 pulgadas se
procedió a realizar los cálculos correspondiente. Los datos de la cañería tan representados
en la siguiente tabla (Tabla A.2)
D nominal D int Fc
16 15 568 GPM 24 23 1325 GPM 30 29,37 2110 GPM
Tabla A.2 datos de las cañerías
Para verificar si la cañería funcionaria en el sistema se procede a calcular la velocidad de
descarga, esta tiene que ser menor a 7 pies/s
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 145
- Calculo de una línea y cañería de 16 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
- Calculo de una línea y cañería de 24 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
- Calculo de una línea y cañería de 30 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
- Calculo de dos líneas de cañería de 16 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
- Calculo de dos líneas de cañería de 24 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 146
- Calculo de dos líneas de cañería de 30 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada, por lo tanto es prosigue
con los cálculos.
Por el grafico de Moody ( grafico A.1 ) se obtiene el factor f
f = 0,011
por lo que la ecuación nos queda:
o Calculo de tres líneas de cañería de16 pulgadas de diámetro.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 147
La velocidad de descarga es mayor a la velocidad recomendada, por lo tanto es desechada
esta opción.
- Calculo de dos líneas de cañería de 24 pulgadas de diámetro.
La velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada, por lo tanto es prosigue
con los cálculos.
Por el grafico de Moody ( grafico B.4 ) se obtiene el factor f
f = 0,017
por lo que la ecuación nos queda:
- Calculo de dos líneas de cañería de 30 pulgadas de diámetro.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 148
La velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada, por lo tanto es prosigue
con los cálculos.
Por el grafico de Moody ( Grafico B.3 ) se obtiene el factor f
f = 0,017
por lo que la ecuación nos queda:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 149
Grafico A.4 Grafico de Moody
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 150
A.2 Cálculos de recirculación para enfriamiento de cañería.
La altura del sistema es de 60 m (196,8 pies)
La ecuación de pérdidas por fricción.
Donde la velocidad es el caudal partido por el área de la sección de la cañería
El area de la sección de la cañería es:
Por lo tanto la velocidad es :
Remplazando la velocidad nos queda la formula de perdidas por fricción
Se varía el caudal para graficar la curva del sistema.
Los cálculos se realizaran para 1 sola línea a diferencia de los cálculos anteriores, esto
debido a que se utiliza una de las líneas para llevar el Gas Natural Licuado desde el
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 151
estanque hasta el muelle y la otra línea para traer de vuelta el Gas Natural Licuado desde el
muelle al estanque de almacenamiento. Esta cañería tendrá una longitud de 3600 m ( 11808
pies ). Y el largo equivalente de los accesorios se toma el doble de los calculados
anteriormente, pero considerando solo los accesorios desde los brazos de descarga hasta el
estanque de almacenamiento (9340*2 = 18690 pies)
La duración de la operación es de 30 minutos. El caudal que debe mover la bomba es de
3096,6 m3/h ( 109341,1 pies3/h ) lo que se traduce a 13631,2 GPM
Tomando en cuenta la cañería de 30 pulgadas se procede a realizar los cálculos
correspondiente. Los datos de la cañería tan representados en la siguiente tabla (Tabla A.3)
D nominal D int Fc
30 29,37 2110 GPM
Tabla A.3 datos de las cañerías
Calculo de la línea de cañería de 30 pulgadas de diámetro para recirculación de Gas Natural
Licuado.
La velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada, por lo tanto es prosigue
con los cálculos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 152
Por el grafico de Moody ( grafico B.4 ) se obtiene el factor f
f = 0,017
por lo que la ecuación nos queda:
A.3 Bombas
A.3.1 Bombas reforzadoras de descarga
En un terminal de importación de Gas Natural Licuado típica, las bombas en la
embarcación que está siendo desembarcada entregan suficiente carga hidrostática para
bombear el Gas Natural Licuado a los tanques de almacenamiento. Sin embargo, en el caso
de estas instalaciones, debido a la ubicación elevada de los tanques de almacenamiento, es
necesario tener una carga hidrostática adicional. Las bombas reforzadoras de descarga
proporcionan esta carga hidrostática adicional.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 153
A.3.2 Bombas internas en los tanques
Las bombas internas en los tanques son utilizadas para evacuar el Gas Natural Licuado de
los tanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado para entrega a las bombas
reforzadoras.
Cada bomba está instalada en una columna vertical al interior del tanque.
A.3.3 Bombas reforzadoras de vaporización
Las bombas reforzadoras de vaporización son unidades de múltiples etapas utilizadas para
bombear el Gas Natural Licuado del recondensador del gas evaporado (boil-off) a los
vaporizadores. Cada bomba está ubicada de forma similar en un tanque receptor de acero
inoxidable, ubicado a nivel del terreno.
A.4 Calculo Balance de energía.
La conductividad térmica de cada uno de los materiales utilizados en la construcción de los
estanques se puede observar en la tabla A.22
D (m) r (m) espesor (m) k
Kcal/m°C)
GNL r1 0,746 0,373 0,373
Cañería r2 0,762 0,381 0,008 47
Lana mineral r3 1,162 0,581 0,2 0,035
Perlita expandida r4 1,4 0,7 0,119 0,03
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 154
Lana mineral r5 1,8 0,9 0,2 0,035
Hormigón r6 2 1 0,1 1,2
Tabla A.4 Conductividad térmica.
A.4.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque. Cálculos de aislación.
Figura A.1 Diámetros promedios para el cálculo del Calor.
Valores de los materiales Tabla A.4
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 155
Espesor de la lana mineral 0,2 m para la pared de la cañería y para el compartimiento de
hormigón.
El cálculo se realizara tomando en cuenta la distancia mas próxima al centro del estanque.
(Figura A.2)
Figura A.2 punto mas cercano del centro de la cañería al borde del compartimiento de
hormigón.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 156
/h
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 157
ANEXO B
B.1 Diseño del estanque interior
B.1.1 Datos:
• Parámetros operacionales:
Temperatura: -162 °C
• Cálculo del espesor de la carcasa a presión interna:
opatmd PPP +=
Donde:
Pd : presión de diseño.
Patm : presión atmosférica.
Pop : presión de operación.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 158
Altura H P op P
atmosfe. presion int m m Pa Pa Pa atm Psi 40 0 0 130325 130325 1,3 18,9 38 2 8820 130325 139145 1,4 20,2 36 4 17640 130325 147965 1,5 21,5 34 6 26460 130325 156785 1,6 22,7 32 8 35280 130325 165605 1,7 24,0 30 10 44100 130325 174425 1,7 25,3 28 12 52920 130325 183245 1,8 26,6 26 14 61740 130325 192065 1,9 27,8 24 16 70560 130325 200885 2,0 29,1 22 18 79380 130325 209705 2,1 30,4 20 20 88200 130325 218525 2,2 31,7 18 22 97020 130325 227345 2,3 33,0 16 24 105840 130325 236165 2,4 34,2 14 26 114660 130325 244985 2,4 35,5 12 28 123480 130325 253805 2,5 36,8 10 30 132300 130325 262625 2,6 38,1 8 32 141120 130325 271445 2,7 39,4 6 34 149940 130325 280265 2,8 40,6 4 36 158760 130325 289085 2,9 41,9 2 38 167580 130325 297905 3,0 43,2 0 40 176400 130325 306725 3,1 44,5
Tabla B.1 Presión interna.
• Calculo del espesor:
- Membrana:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 159
Membrana Lamme ASME
Altura t mm C tf t
comercial t t
comercial t t
comercial
40 36,5 1,0 37,5 38 36,5 38 36,5 38 38 38,9 1,0 39,9 45 39,0 45 39,0 45 36 41,4 1,0 42,4 45 41,4 45 41,4 45 34 43,9 1,0 44,9 45 43,9 45 43,9 45 32 46,4 1,0 47,4 50 46,4 50 46,4 50 30 48,8 1,0 49,8 50 48,9 50 48,9 50 28 51,3 1,0 52,3 63 51,3 63 51,3 63 26 53,8 1,0 54,8 63 53,8 63 53,8 63 24 56,2 1,0 57,2 63 56,3 63 56,3 63 22 58,7 1,0 59,7 63 58,8 63 58,8 63 20 61,2 1,0 62,2 63 61,2 63 61,2 63 18 63,6 1,0 64,6 75 63,7 75 63,7 75 16 66,1 1,0 67,1 75 66,2 75 66,2 75 14 68,6 1,0 69,6 75 68,6 75 68,7 75 12 71,0 1,0 72,0 75 71,1 75 71,1 75 10 73,5 1,0 74,5 75 73,6 75 73,6 75 8 76,0 1,0 77,0 100 76,1 100 76,1 100 6 78,5 1,0 79,5 100 78,5 100 78,6 100 4 80,9 1,0 81,9 100 81,0 100 81,0 100 2 83,4 1,0 84,4 100 83,5 100 83,5 100 0 85,9 1,0 86,9 100 86,0 100 86,0 100
Tabla B.2 Espesor del estanque interno.
El estanque se diseñara con espesor variable. Dependiendo de la altura del estanque se
dispondrá de un espesor distinto.
• Cálculo del techo colgante del estanque interno:
El techo de aluminio, este se dispondrá colgado al cabezal de hormigón, para sostener la
aislación del techo.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 160
Se Considera el diámetro interno del estanque interno como el diámetro que tendrá el techo
(70 m) con un espesor de 3 mm. El material con que se diseñara el techo colgante es de
aluminio por las características que tiene para bajas temperaturas.
Se ocupan 11,545 m3 de aluminio en el techo. La dendisdad del aluminio es 2698,4 Kg/m3
lo que da un peso de
= 31,153 Toneladas
• Cálculo del piso del estanque interno:
El piso del estanque es del mismo material de las paredes, acero cromo níquel. El cual se
diseñara con el mismo espesor de la pared a la altura del piso ( 100 mm ). El diámetro es el
de el estanque interno mas dos veces el espesor de la pared a esa altura (70,2 m)
Se ocupan 387,047 m3 de acero cromo níquel para el piso. El cual tiene un peso de 800
kg/m2 por lo que tiene un peso de
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 161
B.1.2 Cálculo de los esfuerzos:
1. esfuerzos por presión de operación.
d
ox t
dPf
⋅⋅
=4
Donde:
fx : esfuerzo debido a la presión de operación.
do : diámetro externo de la carcasa.
td : espesor de diseño.
P : presión interna del equipo
2. esfuerzos por pesos muertos.
• Debido a la carcasa:
Xgf cc ⋅⋅= ρ
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 162
Donde:
fc : esfuerzo debido a la carcasa.
ρc : densidad del material de la carcasa. (acero-cromo-niquel =7791,4 kg/m3)
X : distancia a lo largo de la carcasa.
( ) grrW cbic ⋅⋅−⋅= ρπ 220
trr i ⋅+= 20
Donde:
r0: radio externo carcasa.
ri: radio interno carcasa.
ρcb : densidad del material del material
g : aceleración de gravedad.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 163
Tabla B.3 Esfuerzos por peso muerto de carcasa.
• Debido a la aislación:
XgtdW aaaa ⋅⋅⋅⋅⋅= ρπ
aa tdd ⋅+= 20
Donde:
d0: diámetro externo carcasa. (plg.)
da : diámetro externo con aislación (plg.)
ρa : densidad del material de la aislación (de tabla Dntregada en apuntes de cátedra).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 164
ta . espesor de la aislación.
Xt
gtf
d
aaa ⋅
⋅⋅=
ρ
Donde:
fa : esfuerzo debido a la aislación.
t Fa Fa h Pop Di m mm Peso N Fa Peso N Fa 40 130325 70 38 138866,4 8252,6 593440,4 5466,238 139145 70 45 138894,0 6968,9 589528,8 5275,036 147965 70 45 138894,0 6968,9 589528,8 5275,034 156785 70 45 138894,0 6968,9 589528,8 5275,032 165605 70 50 138913,7 6272,0 586734,8 5145,030 174425 70 50 138913,7 6272,0 586734,8 5145,028 183245 70 63 138964,9 4977,8 579470,5 4830,126 192065 70 63 138964,9 4977,8 579470,5 4830,124 200885 70 63 138964,9 4977,8 579470,5 4830,122 209705 70 63 138964,9 4977,8 579470,5 4830,120 218525 70 63 138964,9 4977,8 579470,5 4830,118 227345 70 75 139012,2 4181,3 572765,0 4565,916 236165 70 75 139012,2 4181,3 572765,0 4565,914 244985 70 75 139012,2 4181,3 572765,0 4565,912 253805 70 75 139012,2 4181,3 572765,0 4565,910 262625 70 75 139012,2 4181,3 572765,0 4565,98 271445 70 100 139110,7 3136,0 558795,1 4083,36 280265 70 100 139110,7 3136,0 558795,1 4083,34 289085 70 100 139110,7 3136,0 558795,1 4083,32 297905 70 100 139110,7 3136,0 558795,1 4083,30 306725 70 100 139110,7 3136 558795,1 4083,3
Tabla B.4 Esfuerzo debido a pesos muertos de aislación.
• Suma de esfuerzos:
iPM ff ∑=
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 165
Donde:
fPM : esfuerzo por pesos muertos.
fi : esfuerzos por pesos muertos individuales.
TOTAL Peso Fi
2009153,5 90074,5 Pa2240629,3 88599,6 Pa2240629,3 88599,6 Pa2240629,3 88599,6 Pa2405997,9 87772,7 Pa2405997,9 87772,7 Pa2836068,6 86163,6 Pa2836068,6 86163,6 Pa2836068,6 86163,6 Pa2836068,6 86163,6 Pa2836068,6 86163,6 Pa3233200,8 85103,0 Pa3233200,8 85103,0 Pa3233200,8 85103,0 Pa3233200,8 85103,0 Pa3233200,8 85103,0 Pa4061003,4 83575,1 Pa4061003,4 83575,1 Pa4061003,4 83575,1 Pa4061003,4 83575,1 Pa4061003,4 83575,1 Pa
64194400,6 N 1805627,0 Pa
Tabla B.5 Esfuerzos totales estanque interno.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 166
B.1.3 Esfuerzos por viento.
Al encontrarse enterrado el estanque el esfuerzo del viento no afecta al estanque.
B.1.4 esfuerzos por sismo.
Como el estanque está enterrado, en el momento que haya un sismo, este se moverá al
mismo tiempo que con la tierra. Por lo que no abra compresión ni tracción. En la figura B.1
se puede observar los movimientos que se aplican cuando existen sismos.
Figura B.1 Movimientos sísmicos
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 167
B.2 Diseño del estanque externo.
B.2.1 Datos:
• Parámetros operacionales:
Presión: 176.400 [Kpa]
Temperatura: -162 °C
• Cálculo del espesor de la carcasa a presión interna:
La presión interna de diseño se considera igual que la del estanque interno.
Altura H P op P
atmosfe. presion int m m Pa Pa Pa atm Psi 40 0 0 130325 130325 1,3 18,9 38 2 8820 130325 139145 1,4 20,2 36 4 17640 130325 147965 1,5 21,5 34 6 26460 130325 156785 1,6 22,7 32 8 35280 130325 165605 1,7 24,0 30 10 44100 130325 174425 1,7 25,3 28 12 52920 130325 183245 1,8 26,6 26 14 61740 130325 192065 1,9 27,8 24 16 70560 130325 200885 2,0 29,1 22 18 79380 130325 209705 2,1 30,4 20 20 88200 130325 218525 2,2 31,7 18 22 97020 130325 227345 2,3 33,0 16 24 105840 130325 236165 2,4 34,2 14 26 114660 130325 244985 2,4 35,5 12 28 123480 130325 253805 2,5 36,8 10 30 132300 130325 262625 2,6 38,1 8 32 141120 130325 271445 2,7 39,4 6 34 149940 130325 280265 2,8 40,6 4 36 158760 130325 289085 2,9 41,9 2 38 167580 130325 297905 3,0 43,2 0 40 176400 130325 306725 3,1 44,5
Tabla B.6 Presión interna.
• Calculo del espesor:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 168
Los espesores se calculan de la misma manera que se hizo con el estanque interno. Donde :
Membrana Lamme ASME
t mm c tf t comercial peso t t comercial t t comercial
37,8 1,0 38,8 45 360 37,9 45 37,9 45 37,8 1,0 38,8 45 360 37,9 45 37,9 45 40,4 1,0 41,4 45 360 40,4 45 40,4 45 43,0 1,0 44,0 45 360 43,0 45 43,0 45 45,5 1,0 46,5 50 400 45,5 50 45,6 50 48,1 1,0 49,1 50 400 48,1 50 48,1 50 50,6 1,0 51,6 63 504 50,7 63 50,7 63 53,2 1,0 54,2 63 504 53,2 63 53,2 63 55,8 1,0 56,8 63 504 55,8 63 55,8 63 58,3 1,0 59,3 63 504 58,4 63 58,4 63 60,9 1,0 61,9 63 504 60,9 63 60,9 63 63,4 1,0 64,4 75 600 63,5 75 63,5 75 66,0 1,0 67,0 75 600 66,1 75 66,1 75 68,6 1,0 69,6 75 600 68,6 75 68,6 75 71,1 1,0 72,1 75 600 71,2 75 71,2 75 73,7 1,0 74,7 75 600 73,8 75 73,8 75 76,2 1,0 77,2 100 800 76,3 100 76,3 100 78,8 1,0 79,8 100 800 78,9 100 78,9 100 81,4 1,0 82,4 100 800 81,5 100 81,5 100 83,9 1,0 84,9 100 800 84,0 100 84,0 100 86,5 1,0 87,5 100 800 86,6 100 86,6 100 89,0 1,0 90,0 100 800 89,2 100 89,2 100 89,9 1,0 90,9 100 800 90,1 100 90,1 100
Tabla B.7 Espesor del estanque externo.
• Cálculo del piso del estanque interno:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 169
El piso del estanque es del mismo material de las paredes, acero cromo níquel. El cual se
diseñara con el mismo espesor de la pared a la altura del piso (100 mm). El diámetro es el
de el estanque interno mas dos veces el espesor de la pared a esa altura (72,8 m)
Se ocupan m3 de acero para el piso. El cual tiene un peso de 800 kg/m2 por lo que
tiene un peso de
• Cálculo del espesor del cabezal elíptico a presión externa:
Figura B.2 cabezal elíptico
Espesor
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 170
Rango de presión 15 < P < 200 Psi
Espesor
Como el cabezal quedara expuesto al ambiente, y el ambiente es marino (alta corrosión) se
aplicara un factor de corrosión de 5 mm
El espesor comercial más cercano es 75 mm.
El factor de espesor se desprecia ya que en este caso gran parte del apoyo se lo
llevara el hormigón armado por lo que el espesor tc es más que apropiado ( figura B.3 )
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 171
Figura B.3 Estanque con cabezal.
B.2.2 Cálculo de los esfuerzos:
1.- esfuerzos por presión de operación.
Se calcula de la misma forma que para el estanque interno.
d
ox t
dPf
⋅⋅
=4
Donde:
fx : esfuerzo debido a la presión de operación. (Pa)
do : diámetro externo de la carcasa. (plg.)
td : espesor de diseño. (mm)
P : presión interna del equipo (Pa)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 172
2.- esfuerzos por pesos muertos.
• Debido a la carcasa:
Xgf cc ⋅⋅= ρ
Donde:
fc : esfuerzo debido a la carcasa. (Pa)
ρc : densidad del material de la carcasa.
X : distancia a lo largo de la carcasa.
( ) grrW cbic ⋅⋅−⋅= ρπ 220
trr i ⋅+= 20
Donde:
r0: radio externo carcasa. (m)
ri: radio interno carcasa.(m)
ρcb : densidad del material del material
g : aceleración de gravedad.(m/s)
• Debido a la Cabezal.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 173
icr = 150 [mm]
L = 72600 [mm]
SF1= 3 [pulg] (76 [mm])
484=icrL
150*3276*2
427275072750*
32*2
420
0 +++=+++= icrSd
dD Feq
( ) ( ) 8.9*7830*75,0*4
7,74****4
* 22 πρπ
== gtD
w eqCAB
75,0*72750*07,252220386
** 0 ππ==
tdW
f CABCAB
1 Tabla 5.8 Brownell.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 174
F carcasa h Pop Di t peso fc 41 130325 72,6 45 236416,2 76734,0
40,7 130325 72,6 45 1576107,9 76734,0 38,7 139145 72,6 45 1576107,9 76734,0 36,7 147965 72,6 45 1576107,9 76734,0 34,7 156785 72,6 50 1751351,5 76734,0 32,7 165605 72,6 50 1751351,5 76734,0 30,7 174425 72,6 63 2207097,8 76734,0 28,7 183245 72,6 63 2207097,8 76734,0 26,7 192065 72,6 63 2207097,8 76734,0 24,7 200885 72,6 63 2207097,8 76734,0 22,7 209705 72,6 63 2207097,8 76734,0 20,7 218525 72,6 75 2627931,3 76734,0 18,7 227345 72,6 75 2627931,3 76734,0 16,7 236165 72,6 75 2627931,3 76734,0 14,7 244985 72,6 75 2627931,3 76734,0 12,7 253805 72,6 75 2627931,3 76734,0 10,7 262625 72,6 100 3505113,8 76734,0 8,7 271445 72,6 100 3505113,8 76734,0 6,7 280265 72,6 100 3505113,8 76734,0 4,7 289085 72,6 100 3505113,8 76734,0 2,7 297905 72,6 100 3505113,8 76734,0 0,7 306725 72,6 100 3505113,8 76734,0 0 309812 72,6 100 1226789,8 76734,0
Tabla B.8 esfuerzo axial debido a la carcasa.
• Suma de esfuerzos:
iPM ff ∑=
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 175
Donde:
fPM : esfuerzo por pesos muertos.
fi : esfuerzos por pesos muertos individuales.
TOTAL Peso FX
252456802,3 78205,4 1576107,9 76734,0 1576107,9 76734,0 1576107,9 76734,0 1751351,5 76734,0 1751351,5 76734,0 2207097,8 76734,0 2207097,8 76734,0 2207097,8 76734,0 2207097,8 76734,0 2207097,8 76734,0 2627931,3 76734,0 2627931,3 76734,0 2627931,3 76734,0 2627931,3 76734,0 2627931,3 76734,0 3505113,8 76734,0 3505113,8 76734,0 3505113,8 76734,0 3505113,8 76734,0 3505113,8 76734,0 3505113,8 76734,0 1226789,8 76734,0
307120447,0 1766353,4
Tabla B.9 Esfuerzo total debido a la carcasa y al cabezal.
El peso total del estanque externo es de 307120447,0 Kg
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 176
B.2.3 Esfuerzos por viento.
Al encontrarse enterrado el estanque el esfuerzo del viento no afecta al estanque.
B.2.4 Esfuerzos por sismo.
Como el estanque esta enterrado, en el momento que halla un sismo, este se moverá al
mismo tiempo que con la tierra. Por lo que no abra compresión ni tracción.
B.3 Cables Tensores para el Techo de aluminio.
Se utilizaran cables cada 10 metros de diámetro y separación entre ellos 10,47 metros
(Tabla B.10) figura C.4
Figura B.4 Disposición de cables
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 177
Diámetro(m) Perímetro(m) Distancia(m) numero 60 188,50 10,47 18 50 157,08 10,47 15 40 125,66 10,47 12 30 94,25 10,47 9 20 62,83 10,47 6 10 31,42 10,47 3 Numero de cables 63
Tabla B.10 Números de Cables.
Para calcular el diámetro de los cables tensores se ocupa la formula siguiente:
Tmax = peso en lbf
Peso del Equipo = se considera el techo de aluminio, la aislación d lana mineral y aislación
de perlita expandida. 628,124 Toneladas
= Factor de seguridad ( 4 )
= Diámetro en pulgadas.
Pasando este peso el cable a diseñar pierde sus propiedades y puede cortarse y producir
daños en los estanques.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 178
B.4 Cálculo del Cimentación
B.4.1 Datos de entrada
Para el cálculo de Cimentación se necesita saber todos los pesos muertos que se dispondrán
en este. Para esto se suman los pesos de los estanques, de los aislantes, del techo y del
cabezal, del líquido y de los equipos (Tabla B.11).
Volumen Densidad Peso Fx Ws
estanque interno 5018871,06 1603470,12 49184936,39 Ntecho 11,55 2698,4 31153,03 305299,67 N
lana mineral 769,69 150,6 115915,31 1135970,08 Nperlitas 3848,45 125 481056,25 4714351,25 N
lana mineral 297838,26 103178,8538 2918814,99 Nperlitas 1233739,72 98978,05399 12090649,26 N
estanque externo 31338821,12 1766353,42 307120447,02 Npared hormigon 5672,59 2400 13614204,86 133419207,64 Nanillo concreto 9,90 2400 23767,20 232918,56 N
arena 1211,29 2500 3028225,00 29676605,00 Nvidrio celular 1548,19 160 247710,40 2427561,92 N
Liquido 150000,00 450 67500000,00 661500000,00 Nequipos 2 19,60 N
TOTAL 122931304,2 1204726781,39 N
Tabla B.11 Peso del estanque completo.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 179
Para el cálculo del cimiento se utiliza una tabla Excel ya diseñada para Cimientos.
En la cual se deben ingresar algunos factores, tales como los ingresados en la Tabla B.12. y
como se muestran en la figura B.5
El concreto de uso generalizado tiene una resistencia a la compresión entre 210 y 350
kg/cm2. un concreto de alta resistencia tiene una resistencia a la compresión de al menos
420 kg/cm2. Se han utilizado concretos con resistencia de 1400 kg/cm2 para
construcciones de gran tamaño y de alta carga.
Para el diseño del cimiento, y debido a la gran carga que contendrá, se diseñara con un
concreto con resistencia de 1000 kg/cm2.
La Resistencia del Acero ( hormigón armado) es de 4200 kg/cm2.
La Resistencia del terreno. Se hace principalmente de cuatro maneras:
• Directa.
• Por perforación.
• Por extracción de muestras.
• Por comparación con el comportamiento de terrenos cercanos, ya cargados.
La investigación directa consiste en aplicar una carga sobre una o varias pequeñas
superficies de terreno. Este procedimiento sólo es útil para investigar la resistencia inicial
de la capa donde se aplica la carga. La perforación es una forma de investigación muy
correcta. Se hace por medio de barretones que se hincan con martinete, por medio de tubos
que se van atornillando sobre ellos, a medida que penetran. La resistencia que a diferentes
profundidades va oponiendo el terreno a la penetración, indica la capacidad de carga y el
espesor de las diversas capas. Es el tipo ideal para investigar terrenos suaves o semiduros.
Dependiendo del tipo de terreno se tienen que hacer perforaciones a 40 ó 50 Mts. de
profundidad, salvo el caso de que en esa longitud, no se encuentre ninguna capa de cierta
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 180
resistencia. Cuando el terreno es duro, las perforaciones generalmente se reducen a pozos,
de dos o tres metros de profundidad, bajo la superficie de los cimientos.
Las tensiones admisibles, bajo cargas verticales, por lo general, dependen de la naturaleza del terreno y de la profundidad y anchura del cimiento.
A continuación se muestra la resistencia de los distintos tipos de terrenos:
• Rocas: de 10 a 60 kg/cm2.
• Terrenos sin Cohesión: de 1,5 a 8 kg/cm2.
• Terrenos Coherentes: de 0,5 a 4 kg/cm2.
• Terrenos Deficientes: por lo general resistencia nula.
El terreno es árido (terreno sin cohesión) pero a la profundidad de 50 m se estima que ya seria terreno de roca, por lo que la resistencia para el cimiento aumentara. Se estimara una resistencia de 30 kg/cm2. (Solo para el diseño básico, para construcción se debe hacer el estudio completo del suelo).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 181
Figura B.5 Zapata con carga Axial.
Magnitud de la carga P 122931 Ton Grupo al que pertenece la estructura: a
Longitud de C1: 7400 cm Longitud de C2: 7400 cm
Profundidad de desplante Df: 0,1 m Resistencia del concreto f'c: 1000 Kg/cm2
Clase del concreto: 1 Resistencia del acero fy: 4200 Kg/cm2
Resistencia del terreno ftu: 30 Ton/m2
Tabla B.12 Datos de entrada, Programa Cálculo de Cimientos.
Los cálculos se toman como una base cuadrada de 74 metros (7400 cm) (el estanque a
diseñar es de base circular, pero para efectos de cálculos este diseño es apropiado)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 182
B.4.2 Calculo del área de la zapata (Tabla B.13) (Figura B.6)
Tabla B.13 Calculo del área de la Zapata.
Tabla B.14 Valores de B y L redondeados.
Figura B.6 Dimensiones de la base de la Zapata.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 183
B.4.3 Presión de contacto del estanque con el cimiento ( Tabla B.15 ).
Tabla B.15 Presión de contacto.
B.4.4 Cálculo del peralte preliminar (Tabla B.16).
Tabla B.16 Peralte preliminar.
B.4.5 Revisión del Peralte a) Cortante perimetral (Tabla B.17)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 184
Tabla B.17 Cortante perimetral.
b) Cortante elemento ancho (Tabla B.18)
Tabla B.18 Cortante elemento ancho
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 185
Tabla B.19 Cumplimiento de las condiciones del Peralte.
B.4.6 Diseño por flexión. (Tabla B.20)
Tabla B.20 Diseño por flexión.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 186
B.4.7 Resumen de Zapata con carga Axial. (Tabla B.21) (Figura B.7)
Figura B.7 Dimensiones de la Zapata.
Tabla B.21 Resumen de la zapata.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 187
B.5 Cálculos Balance de energía de Estanque.
La conductividad térmica de cada uno de los materiales utilizados en la construcción de los
estanques se puede observar en la tabla B.22
Kcal/m°C
Pared Acero Cromo
níquel 47 Lana mineral 0,035 Perlita expandida 0,03 Acero 45 Hormigón 1,2
Piso Vidrio celular 0,04 Arena 0,03 acero 45
Acero Cromo
níquel 47 Hormigón 1,2
Techo Aluminio 200 Lana mineral 0,035 Perlita expandida 0,03 Aire 0,02 Acero 45
Tabla B.22 Conductividad térmica.
B.5.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque.
Cálculos de aislación.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 188
Figura B.8 Diámetros promedios para el cálculo del Calor.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 189
B.5.2 Calor perdido por el techo del estanque.
Para calcular el flujo de calor a través de una pared.
Donde
A: Área de la superficie isotérmica. (mts)
L: Espesor de la pared. (m)
T: Temperatura. (°K)
Q: Flujo de calor a través de la superficie en dirección normal a la misma (Kcal)
k: Conductividad calorífica.
Para cálculos del flujo de calor a través de una pared compuesta, resistencias en serie.
(Figura B.9).
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 190
Figura B.9 Calor atreves de una pared compuesta.
K Espesor (mm) Area(mts^2)
Techo Aluminio 200 0,003 3848,45 Lana mineral 0,035 0,2 3848,45 Perlita expandidad 0,03 1,0 3848,45 Aire 0,02 3,80 3848,45 Acero 45 0,75 3848,45
Tabla B.23 Datos del techo del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor.
El área de la pared es:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 191
B.5.3 Calor perdido por las paredes del piso del estanque.
k Espesor (mm)
Piso Vidrio celular 0,04 0,70 Arena 0,03 0,30 acero 45 0,10
Acero Cromo
níquel 47 0,10 Hormigón 1,2 1,19
Tabla B.24 Datos del piso del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor.
El área de la pared es:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 192
B.6 Materiales de construcción.
Nombre ρ ρ
[kg/m3] °F °C K Hormigón 2,4 2400 32 0 1,2
Acero 7,83 7830 32 0 45 Acero cromo 18% níquel
8% 7,7914 7791,4 32 0 47 Lana mineral 0,1506 150,6 32 0 0,035
Perlita Expandida 0,125 125 32 0 0,03 Vidrio celular 0,16 160 32 0 0,04
Aluminio 2,6984 2698,4 32 0 200 arena 2,5 2500 32 0 0,03
Tabla B.25 Materiales de construcción de los estanques.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 193
B.7 Aislación.
nombre ρ
[lb/pie3] ρ
[kg/m3] °F °C k Aerogel 8,5 136,2 248 120 0,0202aislante de tubería 26 416,5 399 204 0,0793aislante de tubería 26 416,5 1600 871 0,1369algodón en rama 5 80,1 86 30 0,0373Aluminio, hojas, 7 cavidades por 2,5 plg 0,2 3,2 100 38 0,0389
asbesto 29,3 469,3 -328 -
200 0,0669aserrín 12 192,2 70 21 0,0467Batista, Barnizada 100 38 0,14ceniza de madera (32-212°F) 32 0 0,0638carbón vegetal, escamas 11,9 190,6 176 80 0,0669carbón vegetal, escamas 15 240,3 176 80 0,0793corcho, molido 9,4 150,6 86 30 0,0389corcho, placa 10 160,2 86 30 0,0389corcho, re granulado 8,1 129,7 86 30 0,0404cuero, suela 62,4 999,6 -18 0,1493Diatomácea natural paralelo al estrato 27,7 443,7 399 204 0,126Diatomácea natural paralelo al estrato 27,7 443,7 1600 871 0,1649Diatomácea, tierra, polvo, gruesa 20 320,4 100 38 0,056Diatomácea, tierra, polvo, gruesa 20 320,4 1600 871 0,1276escoria, alto horno 0,0 75 24 0,0996escoria, lana 12 192,2 86 30 0,0342fibra aislante , placa 14,8 237,1 70 21 0,0436fieltro, lana 20,6 330,0 86 30 0,0467fieltro, pelo perpendicular a la fibra 17 272,3 86 30 0,0327Fina 17,2 275,5 399 204 0,0622Fina 17,2 275,5 1600 871 0,1151Kapok 0,88 14,1 68 20 0,0311Ladrillo refractario aislante, caolín 19 304,4 392 200 0,0778Lana Animal 6,9 110,5 86 30 0,0327Lana mineral 9,4 150,6 86 30 0,035Lino 86 30 0,0778Madera pino blanco 34 544,6 59 15 0,1353madera Abeto 28,1 450,1 140 60 0,0964Madera Balsa 7,8 124,9 86 30 0,0389
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 194
Magnesia, Carbonato ligero 19 304,4 70 21 0,0622Negro de Humo 10 160,2 104 40 0,0591opacificada 8,5 136,2 248 120 0,0202Papel 32 0 0,1167Papel tapiz cartoncillo 43 688,8 86 30 0,0622Papel tapiz tipo aislante 14,8 237,1 70 21 0,0436Perlitas expandidas 125,0 32 0 0,03Plástico, piroxilina 32 0 0,1167Seda 6,3 100,9 32 0 0,0404Seda Barnizada 100 38 0,1493sílice 8,5 136,2 248 120 0,0202Tierra diatomácea, natural perpendicular al estrato 27,7 443,7 399 204 0,0793Tierra diatomácea, natural perpendicular al estrato 27,7 443,7 1600 871 0,1198Vidrio celular 9,98 160,0 32 0 0,04Viruta de madera 8,8 141,0 86 30 0,0529
Tabla B.26 Aislantes comunes.
Se elige una combinación de materiales para aislación. Lana mineral en contacto con la
pared exterior del estanque interior, por sus propiedades de manta elástica. Perlita
expandida por tener al igual que la lana mineral un bajo coeficiente de transferencia de
calor y al ocupar un volumen mayor. Para la base de los estanques se ocupara vidrio celular
por sus características de indeformable.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 195
ANEXO C VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR
C.1 Cálculo del Calor latente de vaporización
Cuando una sustancia pura se vaporiza a partir de un estado líquido, a presión constante, no
hay ningún cambio en la temperatura; sin embargo, el proceso requiere la transferencia de
una cantidad finita de calor a la sustancia. Estos efectos caloríficos se conocen como calor
latente de fusión y calor latente de vaporización.
Para el cálculo del calor latente de vaporización del propano y del butano se pueden sacar
directamente de la Figura C.1. Ya que el valor de Tc-t (temperatura critica y la temperatura
buscada) esta en el rango que permite la tabla, mientras que para el metano y el etano se
desvía mucho del rango.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 196
Figura C.1 Calor latente de vaporización, (Chilton, Colburn, and Vernon)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 197
Fuente Metano Etano Propano Butano
Alaska 99,9 0,1 0 0
Argelia 87,69 9,35 2,33 0,63
Baltimore G&E 94,33 4,65 0,84 0,18
Nueva York 98,1 1,4 0,4 0,1
San Diego G&E 93 6 1 0
Tabla C.1 Composición en masa de del Gas Natural Licuado, dependiendo del lugar de
procedencia.
t ebullición
Metano Etano Propano Butano
°C -161,5 -88,6 -44,5 -0,5
°F -258,7 -127,5 -48,1 31,1
°K 111,7 184,5 228,7 272,7
Tc 456,0 952,0 205,0 273,0
Tc-t 689,1 1053,9 227,5 216,3
rango 131-464 643-932 59-482 167-345
x 3,4 6,2 4,3 3,4
y 13,2 14,5 11 12,1
Hv cal
BTU/lb 165 190
Tabla C.2 Calculo de entalpia de Vaporización con el grafico de Calor Latente de
Vaporización. (Figura C.1)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 198
Para estimar el calor latente de vaporización del metano y el etano a la temperatura
requerida pueden hacerse con base en un valor experimental conocido o en uno estimado
por la siguiente ecuación. El método propuesto por Watson ha encontrado amplia
aceptación: K. M. Watson, Id. Zihg. Cheno., YOI. 35, pp. 398-406, 1943.
ΔH = Entalpia de Vaporización.
Tr Temperatura
TC Temperatura Crítica
La temperatura crítica del metano es 190,6 °K
La temperatura crítica del etano es 305,3 °K
La temperatura crítica del propano 369,8° K
La temperatura crítica de la n-butano 425,1 ° K
Para el calculo del calor latente de vaporización del metano y del etano se busca en la
Figura D.1 a una temperatura de 0°C (56°F) para el etano y de -100°C (-122,4°F) para el
metano, para tener la entalpia de referencia.
Metano Etano
°C -100,0 0,0
°F -148,0 32,0
°K 173,2 273,2
otro
Tc 456 952
Tc-t 398,4 894,4
rango 131-464 643-932
x 3,4 6,2
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 199
y 13,2 14,5
Hv cal
BTU/lb 158 140
Tabla C.3 Cálculo de Entalpia de referencia para calcular la entalpia real de vaporización
por medio de la Figura C.1.
Para el calor latente de vaporización del metano
Para el calor latente de vaporización del etano
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 200
C.2 Calor especifico del Gas Natural Licuado.
Grafico C.1 Presión entalpia del metano
Para calcular el calor entre el líquido y la temperatura de ebullición de cada compuesto que
constituye el gas se ocupara los gráficos del libro “properties of hydrocarbons”,
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 201
Grafico C.2 Capacidad calorífica estado liquido.
Para pasar el metano de -162°C a -161,5°C (liquido)
Q = 0,82*(-161,5- -162) = 0,41 Cal/gr
0,41 Cal/gr.
Para el cálculo del etano de -162°C a -88,6°C (liquido)
Q = 0,58 *(-88,6 - -162) = 42,57 Cal/gr
42,57 Cal/gr
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 202
Para el cálculo del propano de -162°C a -44,5°C (liquido)
Q = 0,59 * (-44,5 – (-162)) = 69,33 Cal/gr
69,33 Cal/gr
Para el cálculo del butano de -162°C a -0,5°C (liquido)
Q = 0,55 * ( -0,5 –( -162)) = 88,83 Cal/gr
88,83 Cal/gr
Para calcular el calor entre el punto de ebullición y la temperatura deseada del gas se
ocupara los gráficos del libro “properties of hydrocarbons”,
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 203
Grafico C.3 Capacidad calorífica estado vapor.
Para pasar el metano de -161,5°C a 5°C(gas)
Q = 0,47*(5 –( -161,5)) = 78,26 Cal/gr
78,26 Cal/gr.
Para el cálculo del etano de -88,6°C a 5°C(gas)
Q = 0,38 *(5 –( -88,6)) = 35,57 Cal/gr
35,57 Cal/gr
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 204
Para el cálculo del propano de -44,5°C a 5°C(gas)
Q = 0,37 * (5 – (-44,5)) = 18,32 Cal/gr
18,32 Cal/gr
Para el cálculo del butano de -0,5°C a 5°C(gas)
Q = 0,36 * (5 - -0,5) = 1,98 Cal/gr
1,98 Cal/gr
Metano Etano Propano Butano Unidades QL 0,41 42,57 69,33 88,83 Cal/gr QG 78,26 35,57 18,32 1,98 Cal/gr
Tabla C.5 Resultados de los calores sentibles para el liquido y para el gas en
Calorias/gramos.
Realizando todos los cálculos nuevamente pero con ΔT 0,5°C se llego al siguiente grafico.
(Grafico C.2)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 205
Grafico C.4 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL
Con los datos ya obtenidos se puede calcular el calor requerido para calentar el Gas Natural
Licuado desde -162°C (estado liquido) hasta 5°C (estado gaseoso), para esto se requiere
pasar las Calorias/gramos a Btu/libras (multiplicar por 1,801)
Metano Etano Propano Butano Calor
sensible 0,7 76,7 124,9 160,0 calor latente 272,58 237,09 165 190
Calor sensible 140,9 64,1 33,0 3,6
Total 414,3 377,8 322,9 353,5
Tabla C.5 calor especifico del fluido Btu/lb
C.3 Cálculo del Calor para calentar 642.833 lbs/ hr de Gas Natural
Licuado. Los porcentajes en masa se pueden ver en la tabla C.1
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 206
C.3.1 Alaska
Metano Etano Propano Butano liquido 474199,6 49285,1 0,0 0,0
calor latente 175048195,7 152409,3 0,0 0,0 Gas 90514302,2 41180,9 0,0 0,0
Total 266036697,5 242875,3 0,0 0,0
Total 266.279.572,8
Tabla C.6 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado.
Alaska
C.3.2 Argelia
Metano Etano Propano Butano liquido 416241,9 4608155,6 1870204,1 647906,1
calor latente 153653416,2 14250267,3 2471371,5 769471,1 Gas 79451443,1 3850413,3 494189,2 14441,7
Total 233521101,2 22708836,2 4835764,8 1431818,9
Total 262.497.521,1
Tabla C.7 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado.
Argelia.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 207
C.3.3 Baltimore G&E
Metano Etano Propano Butano liquido 447760,3 2291756,5 674236,7 185116,0
calor latente 165288251,3 7087031,3 890966,5 219848,9 Gas 85467608,9 1914911,4 178162,6 4126,2
Total 251203620,5 11293699,2 1743365,8 409091,1
Total 264.649.776,6
Tabla C.8 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado.
Baltimore G&E
C.3.4 Nueva York
Metano Etano Propano Butano liquido 465655,5 689991,2 321065,1 102842,2
calor latente 171894174,2 2133729,9 424269,8 122138,3 Gas 88883413,9 576532,5 84839,4 2292,3
Total 261243243,6 3400253,6 830174,3 227272,8
Total 265.700.944,3
Tabla C.9 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado.
Nueva York.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 208
C.3.5 San Diego G&E
Metano Etano Propano Butano liquido 441447,1 2957105,2 802662,7 0,0
calor latente 162957779,8 9144556,6 1060674,5 0,0 Gas 84262563,7 2470853,5 212098,4 0,0
Total 247661790,6 14572515,3 2075435,6 0,0
Total 264.309.741,5
Tabla C.10 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado.
San Diego G&E.
Dimensiones del intercambiador
• Diámetro del tubo 1,5 Plg
• Espesor 0,058 plg
• Diámetro interno 1,384 plg
• Largo de tubos 19,64 pies
• Área de flujo 1,504 plg2
• Aletas de 0,75 plg
• Dimensiones del intercambiador = 6,5 x 16,4 pies
• Densidad del Gas Natural 0,7 Kg/m3 • Densidad del Gas Natural Licuado 420 Kg/m3
• Punto de ebullición del Gas natural licuado – 161,5°C a presión atmosférica
(metano)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 209
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 210
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 211
C.4 Requerimiento de agua de mar por tubo.
Se requieren 10.000.000 m3/día de Gas natural.
Con una densidad del Gas Natural de 0,7 Kg/m3
El diseño contempla 3 los equipos de vaporización de rejilla abierta, por lo tanto
214.277,78 lbs/ h de Gas Natural licuado (97.194,77 Kg/h)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 212
El Calor requerido para calentar de -162°C a 5°C de Gas natural licuado es 266.279.572,8 Btu/h
Q = 266.279.572,8 Btu/hr
El cp del agua de mar es 1
La temperatura de entrada y salida del agua de mar son 15°C y 10°C respectivamente.
m = 266.279.572,8 / (1 * (288,2-283,2))
m = 53.255.914,56 lbs/hr
m = 53.255.914,56 * 0,453 =24.124.929,3 Kg/hr
Se utilizan 3 vaporizadores por lo que el flujo que se requiere pasar es de 214.277,78 lb/h
de Gas Natural Licuado y 53.244.914,56 lb/h de Agua de mar por vaporizador
C.5 Diseño del vaporizador de rejilla abierta.
C.5.2 Diseño del tubo.
El ancho de los intercambiadores será de 2 metros y un largo de 5 metros cada uno (6,5 x
16,4 pies).
Aletas 1,905 cm (0,75 plg)
El cálculo de la cantidad de tubos que habrá por intercambiador de rejilla abierta esta dado
por
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 213
Los valores de N°largo y N°ancho se ajustan para tener el valor entero y así poder calcular el
valor total
Donde:
N°total = Número total de tubos en el intercambiador.
N°largo = Numero de tubos a lo largo del intercambiador.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 214
N°ancho = Numero de tubos a lo ancho del intercambiador
N°largo ‘ = Numero de tubos a lo largo del intercambiador (valor entero).
N°ancho ‘ = Numero de tubos a lo ancho del intercambiador (valor entero).
Largo = largo del intercambiador
Ancho = ancho del intercambiador
D = diámetro del tubo.
t = largo de la aleta.
El N° Total de tubos es de 1040
El cálculo de la cantidad de gas que va a pasar por los tubos es el siguiente:
W = masa de Gas Natural que pasa por un intercambiador por hora
W’= masa de Gas Natural que pasa por un tubo por hora.
Largo = tubo con aletas de 0,75 plg.
N° total = número total de tubos de un intercambiador.
Para el gas Natural Licuado (interior Tubo)
Para el Agua de Mar (exterior Tubo)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 215
Para calcular el Valor de Ud de la ecuación de Fourier Q=Ud*A*ΔT es necesario obtener
un valor unitario para ΔT.
ΔT balanceado
ΔTMLTD
Fluido caliente
Fluido frio Diferencia de T°
15 Alta temp. 5 10 10 Baja temp. -161,5 171,5 5 Diferencias 166,5 -161,5
Tabla C.16 Diferencias de temperatura en °C
Fluido caliente
Fluido frio Diferencia de T°
59 Alta temp. 41 18 50 Baja temp. -258,7 308,7 9 Diferencias 299,7 -290,7
Tabla C.17 Diferencias de temperatura en °F
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 216
C.5.3 Diseño interior del tubo. Para el lado de tubo se realizan los siguientes cálculos:
Resistencia de fricción
Donde
at = sección del tubo en pies2
Nt = numero de tubos (en este caso 1)
Gt = masa velocidad.
W = flujo másico dentro del tubo
Para calcular la viscosidad del Gas Natural, se considera un promedio entre la viscosidad
del líquido a -162°C y el gas a 5°C esto mediante los gráficos C.5 y Grafico C.6
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 217
Grafico C.5 Viscosidad liquida para el rango de -200°C a 140 °C
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 218
Grafico C.6 Viscosidad de vapor a 14,7 psia y para el rango de -200°C y 200°C.
El que da por resultado
Viscosidad centipoise
Metano Etano Propano Butano
liquido 0,14 0,55 2,3 4,8 Vapor 0,01 0,0085 0,0075 0,007
promedio 0,075 0,27925 1,15375 2,4035
Tabla C.20 Viscosidad promedio en centipoise.
En este caso se usa la peor situación donde el calor requerido sea el máximo, se usan los
datos como si el Gas Natural licuado sea proveniente de San Diego G&E y se calcula la
viscosidad del liquido y la viscosidad del vapor. Tabla C.21
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 219
Metano Etano Propano Butano total San Diego
G&E 0,93 0,06 0,01 0 0,0980 liqido 0,1302 0,033 0,023 0 0,1862 vapor 0,0093 0,00051 0,000075 0 0,0099
Tabla C.21 Viscosidad liquida y del vapor del Gas Natural licuado en Centipoise.
Para pasar de centipoise a lb/(pie*h) se tiene que multiplicar por 2,42.
Viscosidad del Gas Natural
C.5.4 Diseño lado Gas Natural Licuado
Para calcular el número de Reynolds
Donde:
D= diámetro interno en pulgadas
Re = numero de Reynolds
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 220
G = masa velocidad (lb/seg pies2)
µ = viscosidad.
Con el valor de Re y e/D , e es la fricción del aluminio y D el diámetro interno, con estos
datos se calcula el factor de fricción mediante el grafico de moody (grafico C.7)
Grafico C.7 diagrama de Moody.
El cálculo del Coeficiente de transferencia de calor para el fluido en el interior del tubo.
Para régimen turbulento Re >2100 es:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 221
Donde
k = conductividad térmica
D = diámetro interno
G = masa velocidad (lb/seg pies2)
µ = viscosidad a la temperatura calórica
µw = viscosidad a la temperatura de la pared del tubo.
c = calor especifico del fluido.
k = conductividad térmica del Gas Natural (metano) 0,013
c = el calor especifico del fluido, 414,3
µ = la viscosidad Gas Natural liquido,
Para es necesario conocer µ y µw
µ = la viscosidad promedio,
µw = la viscosidad promedio en la pared del tubo,
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 222
.
C.5.6 Diseño lado exterior (aletas).
Resistencia de fricción
Donde
at = area del tubo en pies2
De = Diámetro externo
Nt = numero de tubos (en este caso 1)
Gt = masa velocidad.
W = flujo másico dentro del tubo
Para determinar la sección por donde caerá el agua de mar se dimensionara un diámetro
igual al diámetro externo más dos veces el ancho de las aletas.
D = diámetro
De = Diámetro externo del tubo interno dependiendo de las características del tubo.
t = ancho de la aleta.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 223
Perímetro húmedo
Para calcular el número de Reynolds
Donde:
Deq= diámetro equivalente en pulgadas
Re = numero de Reynolds
G = flujo másico
µ = viscosidad.
El cálculo del Coeficiente de transferencia de calor para el fluido en el exterior del tubo con flujo contracorriente
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 224
Para régimen turbulento Re >2100 es:
Donde
k = conductividad térmica
D = diámetro interno
G = masa velocidad (lb/seg pies2)
Para el cálculo de es necesario conocer c, k y µ.
k = conductividad térmica del agua de mar 0,33
c = el calor especifico del fluido, 1
Para es necesario conocer µ y µw
µ = la viscosidad promedio,
µw = la viscosidad promedio en la pared del tubo, a 12,5°C
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 225
C.5.7 Coeficiente total limpio
Con los datos de hio y ho obtenidos se procede a calcular el coeficiente total limpio de
transferencia de calor.
Con el Uc se procede a calcular el Ud con la siguiente formula
En este caso se procede a calcular el Área de transferencia por el interior del tubo, ya que
solo la superficie interna del tubo transmite calor al Gas Natural Licuado.
Propiedades de los tubos con aleta:
• El flujo de control y las distribuciones de temperatura a través de las aletas es
independiente del tiempo; por ejemplo, el flujo de calor es continuo.
• El material de la aleta es homogéneo e isotrópico.
• No hay fuentes de calor en la aleta en si.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 226
• El flujo de calor a/o la superficie de la aleta en cualquier punto es directamente
proporcional a la diferencia de temperatura entre las superficies en ese punto y la
del fluido que la rodea.
• La conductividad térmica de la aleta es constante.
• El coeficiente de transferencia térmica es la misma en toda la superficie de la aleta.
• La temperatura del fluido que rodea la alta es uniforme.
• La temperatura de la base de la aleta es uniforme.
• El grueso de la aleta es tan pequeño comprado con su altura que los gradientes de
temperatura a través de su espesor pueden despreciarse.
• El calor transferido a través de la arista exterior de la aleta es despreciable
comparada con el que pasa a la aleta a través de sus lados.
• La junta entre la aleta y el tubo se supone que no ofrece resistencia.
El Largo es el largo de los tubos comerciales 6 metros (19,68 pies)
Superficie interna por pie lineal = 0,362 pie (17 BWG)
Ai = Superficie total
L = largo del tubo.
C.5.8 Factor de Obstrucción (Rd)
El coeficiente de obstrucción para vapores orgánicos es 0,005 y el calculado es de 0,0032
(sacado del libro Proceso de Transferencia de calor D. Kern) por lo que el coeficiente es
aceptable.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 227
C.5.9 Caída de presión
Se calcula una caída de presión
Donde:
L = largo del tubo
Ai = superficie total limpia
S = gravedad especifica del Gas Natural
Donde
F= factor de fricción (0,029)
Gt = Masa de velocidad
L = longitud D= diámetro interno
S = gravedad específica 0,043 Lb/pie^3
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 228
Se concluye que la caída de presión para cada diseño es buena y puede ser considerada para
su construcción.
C.6 Sistema para agua de mar para el vaporizador
Se ocuparan 1 bombas por vaporizador
Cada bomba ocupara 3911,31m3/h (138108,24 pies3/h)
1 cañerías
2 cañerías
3 cañerías
138108,2 69054,1 46036,1 pie3/h38,4 19,2 12,8 Pie3/s
1033049,6 516524,8 344349,9 gal/h 17217,5 8608,7 5739,2 GPM
Tabla C.35 Cambio de unidades para flujo de agua de mar.
D.6.1 Ecuación de Bernoulli
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 229
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda disminuida a:
La altura del sistema es de 10 m ( 32,8 pies )
La ecuación de pérdidas por fricción.
Donde la velocidad es el caudal partido por el área de la sección de la cañería
El area de la sección de la cañería es:
Por lo tanto la velocidad es :
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 230
Remplazando la velocidad nos queda la formula de perdidas por fricción
Se varía el caudal para graficar la curva del sistema.
Tomando en cuenta 3 tipos de cañerías de 16 pulgadas, 24 pulgadas y 30 pulgadas se
procedió a realizar los cálculos correspondiente. Los datos de la cañería tan representados
en la siguiente tabla ( Tabla C.36 )
D nominal D int Fc
16 15 568 GPM 24 23 1325 GPM 30 29,37 2110 GPM
Tabla C.36 datos de las cañerías
Para verificar si la cañería funcionaria en el sistema se procede a calcular la velocidad de
descarga, esta tiene que ser menor a 7 pies/s. Se ocuparan 3 cañerías para el sistema.
3 vias D
nominal D int Fc V
real 16 15 568 GPM 10,1 pie/s 24 23 1325 GPM 4,3 pie/s 30 29,37 2110 GPM 2,7 pie/s
Tabla C.37 Velocidad
Se ocupara 3 cañerias de 24 plg de diámetro.La velocidad de descarga es menor a la
velocidad recomendada, por lo tanto se prosigue con los cálculos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 231
Por el grafico de Moody ( Grafico C.3 ) se obtiene el factor f
f = 0, 015
por lo que la ecuación nos queda:
C.7 Bombas de Gas Natural Licuado para el vaporizador
Se ocuparan 1 bombas por vaporizador, esta bomba ocupara 231,48 m3/h (8173,6 pies3/h)
1 vía 8173,6 pie3/h
2,3 Pie3/s61138,2 gal/h
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 232
1019,0 GPM
Tabla C.38 Cambio de unidades para flujo de agua de mar.
C.7.1 Ecuación de Bernoulli
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda disminuida a:
Como la bomba se encuentra justo en la succión hfs es despreciable.
La altura del sistema es de 50 m (164 pies)
La ecuación de pérdidas por fricción.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 233
Donde la velocidad es el caudal partido por el área de la sección de la cañería
El area de la sección de la cañería es:
Por lo tanto la velocidad es :
Remplazando la velocidad nos queda la formula de perdidas por fricción
Se varía el caudal para graficar la curva del sistema.
Tomando en cuenta 9 tipos de cañerías de 5 pulgadas, 6 pulgadas, 8 pulgadas, 10 pulgadas,
12 pulgadas, 14 pulgadas, 16 pulgadas, 24 pulgadas y 30 pulgadas se procedió a realizar los
cálculos correspondiente. Los datos de la cañería están representados en la siguiente tabla (
Tabla C.39 )
D nominal D int Fc
5 5,295 68,6 GPM 6 6,357 98,9 GPM 8 8,329 169,8 GPM 10 10,42 265,8 GPM 12 12,39 375,8 GPM
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 234
14 13,624 452 GPM 16 15 568 GPM 24 23 1325 GPM 30 29,37 2110 GPM
Tabla C.39 datos de las cañerías
Para verificar si la cañería funcionaria en el sistema se procede a calcular la velocidad de
descarga, esta tiene que ser menor a 7 pies/s
Donde Fc es el Factor de capacidad.
D nominal D int Fc
V real
5 5,295 68,6 GPM 14,9 pie/s6 6,357 98,9 GPM 10,3 pie/s8 8,329 169,8 GPM 6,0 pie/s10 10,42 265,8 GPM 3,8 pie/s12 12,39 375,8 GPM 2,7 pie/s14 13,624 452 GPM 2,3 pie/s16 15 568 GPM 1,8 pie/s24 23 1325 GPM 0,8 pie/s30 29,37 2110 GPM 0,5 pie/s
Tabla C.40 Velocidad
Se ocupara la cañería de diámetro 8 plg, ya que la velocidad se encuentra en los rangos
necesarios y por ser el de menor diámetro los costos serán menores.
- Calculo de una línea y cañería de 8 pulgadas de diámetro.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 235
La velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada, por lo tanto es prosigue
con los cálculos.
Por el grafico de Moody ( Grafico C.3 ) se obtiene el factor f
f = 0,017
D nominal D int Fc
V real Re e/D f KQ^2
delta Z
5 5,295 68,6 GPM 14,9 pie/s 608886,4 2,83286E-05 0,017 35501,1 164 6 6,357 98,9 GPM 10,3 pie/s 507049,5 2,3596E-05 0,017 14233,4 164 8 8,329 169,8 GPM 6,0 pie/s 386945,3 1,80094E-05 0,017 3686,4 164
10 10,42 265,8 GPM 3,8 pie/s 309248,2 1,43954E-05 0,017 1202,9 164 12 12,39 375,8 GPM 2,7 pie/s 260081,2 1,21065E-05 0,017 506,1 164 14 13,624 452 GPM 2,3 pie/s 237771,9 1,101E-05 0,015 277,8 164 16 15 568 GPM 1,8 pie/s 208323,1 0,00001 0,015 171,7 164 24 23 1325 GPM 0,8 pie/s 136932,4 6,52174E-06 0,015 20,3 164 30 29,37 2110 GPM 0,5 pie/s 109803,4 5,10725E-06 0,015 6,0 164
Tabla C.41 Número de Reynold
Para el largo equivalente se toma en cuenta que la entrada de gas llega solo por una cañería,
y se tiene que repartir en todos los tubos del intercambiador.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 236
Figura C.2 Largo Equivalente vaporizador.
Largo equivalente aparato cantidad diámetro Leq total
codo 90° 199 8 13 2587 T 194 8 45 8730 T 30578 8 45 1376010
Total 1387327
Tabla C.42 Largo Equivalente
Por lo que la ecuación nos queda:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 237
C.8 Sistema de agua de mar hacia la piscina
Para los requerimientos de la planta de Regacificacion de Gas Natural Licuado se ocuparan
4 bombas de agua de mar, todo esto para que la velocidad de flujo sea menor a 7 pies por
segundo.
El flujo que entra a las piscinas es el mismo que se ocupa en los vaporizadores ( 11.733,92
m3/hr) mas unos 3000 m3/hr adicionales para el desborde, que se ocupara para mezclar con
el agua de mar que viene de los vaporizadores para que se devuelva al mar a una
temperatura no tan baja.
Cada bomba ocupara 3.383,48 m3/h (130.063,7 pies3/h)
1 cañería
2 cañería
3 cañería
130063,7 65031,8 43354,6 pie3/h 36,1 18,1 12,0 Pie3/s
972876,3 486438,2 324292,1 gal/h 16214,6 8107,3 5404,9 GPM
Tabla C.43 Cambio de unidades para flujo de agua de mar.
C.8.1 Ecuación de Bernoulli
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 238
Como en este caso lo que se necesita es la curva del sistema, para buscar una bomba
adecuada, solo se considera para el cálculo la altura y las perdidas por fricción de la línea.
Por lo que la ecuación queda disminuida a:
La altura del sistema es de 70 m ( 229,6 pies )
La ecuación de pérdidas por fricción.
Donde la velocidad es el caudal partido por el área de la sección de la cañería
El area de la sección de la cañería es:
Por lo tanto la velocidad es :
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 239
Remplazando la velocidad nos queda la formula de perdidas por fricción
Se varía el caudal para graficar la curva del sistema.
Tomando en cuenta 3 tipos de cañerías de 16 pulgadas, 24 pulgadas y 30 pulgadas se
procedió a realizar los cálculos correspondiente. Los datos de la cañería tan representados
en la siguiente tabla ( Tabla C.44 )
D nominal D int Fc
16 15 568 GPM 24 23 1325 GPM 30 29,37 2110 GPM
Tabla C.44 datos de las cañerías
Para verificar si la cañería funcionaria en el sistema se procede a calcular la velocidad de
descarga, esta tiene que ser menor a 7 pies/s
D nominal D int Fc V real
16 15 568 GPM 14,3 pie/s 24 23 1325 GPM 6,1 pie/s 30 29,37 2110 GPM 3,8 pie/s
Tabla C.45 Velocidad
Para la cañería de 24 plg. la velocidad de descarga es menor a la velocidad recomendada,
por lo tanto es prosigue con los cálculos.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 240
Por el grafico de Moody ( Grafico C.3 ) se obtiene el factor f
f = 0,015
por lo que la ecuación nos queda:
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 241
ANEXO D EVALUACION ECONÓMICA
D.1 Intercambiador de Calor
D.1.1 Tubos con aleta
Los Materiales a ocupar para la elaboración de los tubos con aleta son:
- Cañería de aluminio
- Placas de aluminio de 0,035 plg de espesor, para construir las aletas.
- Soldadura TIG
- Mano de obra
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 242
Para determinar Diámetro a utilizar y el espesor se procede a calcular por cada diámetro y
espesor de tubo, con aleta y posteriormente el valor total de la cantidad de tubos a utilizar
dentro del intercambiador. (Tabla D.2).
ρ = 2698,4 Kg/m3 = 168,45 lb/pies3
El precio del aluminio es de 1,5 dólares/lb
Precio de la tubería:
El volumen de cada aleta
El precio de la soldadura
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 1 1.512 2,85 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argon m3 0,478 10.038 1 10.038 18,94
hora soldador h 0,18 3.780 1 3.780 7,13
hora ayudante h 0,08 1.680 1 1.680 3,17 placa rX unidad 0,2 4.200 6 25.200 47,55
Total 42.210 79,64
Tabla D.1 Precio para soldadura TIG
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 243
$ Tubo aluminio $ aleta
$ soldadura. tubo c/ aleta $ intercambiador
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 4,62 4,62 0,60 0,91 79,8 79,8 96,51 102,55 2.969.819,84 1.671.832,34 3,75 3,75 0,60 0,91 79,8 79,8 95,64 101,69 2.943.085,46 1.657.669,34 3,07 3,07 0,60 0,91 79,8 79,8 94,95 101,00 2.921.932,99 1.646.463,45 2,40 2,40 0,60 0,91 79,8 79,8 94,28 100,33 2.901.314,67 1.635.540,54 1,77 1,77 0,60 0,91 79,8 79,8 93,65 99,70 2.881.871,49 1.625.240,18 8,96 8,96 0,60 0,91 79,8 79,8 100,84 106,89 2.438.962,85 1.456.205,14 8,20 8,20 0,60 0,91 79,8 79,8 100,09 106,13 2.420.742,19 1.445.941,42 7,58 7,58 0,60 0,91 79,8 79,8 99,47 105,51 2.405.704,38 1.437.470,61 6,75 6,75 0,60 0,91 79,8 79,8 98,64 104,68 2.385.646,97 1.426.172,24 6,01 6,01 0,60 0,91 79,8 79,8 97,89 103,94 2.367.636,23 1.416.026,77 5,30 5,30 0,60 0,91 79,8 79,8 97,18 103,23 2.350.462,52 1.406.352,81 4,83 4,83 0,60 0,91 79,8 79,8 96,72 102,76 2.339.203,19 1.400.010,41 4,35 4,35 0,60 0,91 79,8 79,8 96,24 102,28 2.327.686,71 1.393.523,17 3,73 3,73 0,60 0,91 79,8 79,8 95,61 101,66 2.312.501,95 1.384.969,58 14,95 14,95 0,60 0,91 79,8 79,8 106,83 112,88 2.096.616,18 1.311.182,77 13,68 13,68 0,60 0,91 79,8 79,8 105,57 111,61 2.071.750,20 1.296.464,64 12,59 12,59 0,60 0,91 79,8 79,8 104,48 110,52 2.050.348,30 1.283.796,90 11,46 11,46 0,60 0,91 79,8 79,8 103,34 109,39 2.028.111,78 1.270.635,15 10,54 10,54 0,60 0,91 79,8 79,8 102,42 108,47 2.010.054,72 1.259.947,21 9,33 9,33 0,60 0,91 79,8 79,8 101,21 107,26 1.986.327,82 1.245.903,30 8,26 8,26 0,60 0,91 79,8 79,8 100,14 106,19 1.965.326,20 1.233.472,48 7,25 7,25 0,60 0,91 79,8 79,8 99,14 105,18 1.945.536,04 1.221.758,72 6,59 6,59 0,60 0,91 79,8 79,8 98,48 104,52 1.932.674,03 1.214.145,72 5,93 5,93 0,60 0,91 79,8 79,8 97,81 103,86 1.919.603,37 1.206.409,23 5,06 5,06 0,60 0,91 79,8 79,8 96,94 102,99 1.902.491,65 1.196.280,83 19,42 19,42 0,60 0,91 79,8 79,8 111,31 117,35 1.814.561,98 1.169.769,94 17,69 17,69 0,60 0,91 79,8 79,8 109,58 115,62 1.786.389,85 1.152.543,85 16,22 16,22 0,60 0,91 79,8 79,8 108,11 114,15 1.762.421,70 1.137.888,31 14,71 14,71 0,60 0,91 79,8 79,8 106,60 112,64 1.737.760,26 1.122.808,86 13,49 13,49 0,60 0,91 79,8 79,8 105,38 111,42 1.717.897,04 1.110.663,32 11,90 11,90 0,60 0,91 79,8 79,8 103,79 109,83 1.691.997,58 1.094.826,87 10,51 10,51 0,60 0,91 79,8 79,8 102,40 108,44 1.669.246,23 1.080.915,36 9,20 9,20 0,60 0,91 79,8 79,8 101,09 107,13 1.647.943,37 1.067.889,54 8,36 8,36 0,60 0,91 79,8 79,8 100,24 106,29 1.634.164,16 1.059.464,12 7,50 7,50 0,60 0,91 79,8 79,8 99,39 105,43 1.620.211,62 1.050.932,72
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 244
6,38 6,38 0,60 0,91 79,8 79,8 98,27 104,31 1.602.017,97 1.039.808,06 23,90 23,90 0,60 0,91 79,8 79,8 115,78 121,83 1.577.446,40 1.061.728,75 21,71 21,71 0,60 0,91 79,8 79,8 113,60 119,64 1.547.620,44 1.042.649,68 19,86 19,86 0,60 0,91 79,8 79,8 111,75 117,79 1.522.416,40 1.026.527,16 17,97 17,97 0,60 0,91 79,8 79,8 109,85 115,90 1.496.632,95 1.010.034,01 16,45 16,45 0,60 0,91 79,8 79,8 108,34 114,38 1.475.968,06 996.815,09 14,48 14,48 0,60 0,91 79,8 79,8 106,37 112,41 1.449.149,97 979.660,09 12,76 12,76 0,60 0,91 79,8 79,8 104,65 110,69 1.425.701,88 964.660,82 11,15 11,15 0,60 0,91 79,8 79,8 103,04 109,08 1.403.833,84 950.672,27 10,12 10,12 0,60 0,91 79,8 79,8 102,01 108,05 1.389.731,58 941.651,34 9,07 9,07 0,60 0,91 79,8 79,8 100,96 107,00 1.375.484,47 932.537,74 7,71 7,71 0,60 0,91 79,8 79,8 99,60 105,64 1.356.953,91 920.684,12
.
Tabla D.2 Precios de tubo con aleta y de tubos totales por intercambiador.
D.1.2 Rejilla tipo colador para agua de mar.
La rejilla será de Acero inoxidable, el cual cubrirá el 100% del techo del intercambiador.
En principio se estimara el valor como si fuera solo una plancha perforada.
La placa de acero tiene dimensiones de 3x1000x3000 mm lo cual se ocuparan unas 27
planchas por intercambiador.
Cada placa tiene un volumen de 0,009 m3 y la densidad del acero inoxidable es de 7830
Kg/m3 por lo que el peso de cada placa de acero inoxidable es de 70,47 Kg. El precio por
Kg de acero inoxidable es de 3500 Pesos por lo que el precio por placa es de alrededor de
70400 pesos el valor.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 245
D.1.3 Estructura de hormigón para el vaporizador
Las paredes tendrán una dimensión de 8 metros de alto por 8 metros de ancho y 10 metros
de largo con un espesor de pared de 0,2 metros. Por lo que el volumen por pared es de 12,8
m3 y 16 m3 (figura D.1)
Figura D.1 volumen de las paredes de la estructura de hormigón para el vaporizador.
El volumen total de la estructura es de 73,6 m3
La estructura de fierro (armado) tiene un valor de 1000 pesos el metro.
Figura D.2 Estructura de fierro para el armado.
Por lo que el total de metraje para la armadura de fierro es de 136 m.
D.1.4 Piscina de agua de mar.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 246
Al igual que la estructura del vaporizador, la piscina necesita las paredes y la estructura de
fierro, además se añade impermeabilizante (estilo pintura de piscina) para evitar
filtraciones.
El precio de la excavación es de 0,281 UF (5901 pesos) el metro cubico.
Figura D.3 volumen de las paredes de la estructura de hormigón para la piscina de agua de
mar.
Figura D.4 Estructura de fierro para el armado de la piscina de agua de mar.
Por lo que el total de metraje para la armadura de fierro es de 5160 m.
D.1.5 Canalización para agua de mar
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 247
El canal tiene una distancia de 1000 m hasta llegar al mar, un diámetro interno de 7,2 m.
El valor de la excavación de la zanja con maquina para la canaleta es de 0,242 UF (5082
pesos).
Figura D.5 volumen del canal de descarga del agua de mar.
Figura D.6 Estructura de fierro para el armado de la canalización de agua de mar.
Por lo que el total de metraje para la armadura de fierro es de 2562 m.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 248
D.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado.
D.2.1 Excavación y movimiento de tierra
El diámetro externo del estanque es de 74 m, y la profundidad de este son 0,9 muy un
ancho de cimentación de 90 metros. Por lo tanto el diámetro de la excavación serán 90 m
por estanque. Y una profundidad de 43 metros.
El volumen a extraer es de 273554 m3 de tierra.
D.2.2 Estanque de hormigón pretensado.
El estanque tiene las siguientes dimensiones. (Tabla D.3)
Hormigón
Altura Diámetro interno Diámetro Externo espesor Volumen Metros Metros Metros milímetros Metros M3
0,3 72,69 74 655 0,655 45,28 0 72,69 74 655 0,655 301,85 2 72,69 74 655 0,655 301,85 4 72,69 74 655 0,655 301,85 6 72,7 74 650 0,65 299,57 8 72,7 74 650 0,65 299,57 10 72,726 74 637 0,637 293,63 12 72,726 74 637 0,637 293,63 14 72,726 74 637 0,637 293,63 16 72,726 74 637 0,637 293,63 18 72,726 74 637 0,637 293,63 20 72,75 74 625 0,625 288,14 22 72,75 74 625 0,625 288,14
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 249
24 72,75 74 625 0,625 288,14 26 72,75 74 625 0,625 288,14 28 72,75 74 625 0,625 288,14 30 72,8 74 600 0,6 276,71 32 72,8 74 600 0,6 276,71 34 72,8 74 600 0,6 276,71 36 72,8 74 600 0,6 276,71 38 72,8 74 600 0,6 276,71 40 72,8 74 600 0,6 276,71
40,7 72,8 74 600 0,6 96,85 6170,65
Tabla D.3 Dimensiones y volumen de hormigón pretensado a ocupar.
Las dimensiones de la cimentación son 1 metro por 90 metros de diámetro
El anillo de concreto que contiene el aislante de vidrio celular tiene dimensiones de 74
Diámetro externo, 30 cm de altura y 30 cm de espesor. Por lo que su volumen es de:
El volumen total de hormigón a utilizar es de 6170,65
El pretensado se dispondrá cada 1 metro de estanque
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 250
Figura D.7 disposición de fierros para el pretensado.
El estanque tiene un perímetro de 232,48 metros y una altura de 43 metros.
Los fierros para los cimientos
Figura D.8 disposición de fieros para la cimentación.
El perímetro de la cimentación es de 282,74 metros, y la altura de un metro
Se instalara 2 líneas con un total de 564 metros lineales y 28 líneas de un metro de alturas
distanciadas de 10 metros cada uno.
D.2.3 Estanque de acero (estanque externo)
El estanque de acero tiene las siguientes dimensiones. (Tabla D.4)
Acero
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 251
Altura Diámetro interno Diámetro Externo espesor Volumen Metros Metros Metros milímetros Metros m3
0,3 72,6 72,69 45 0,045 3,08 0 72,6 72,69 45 0,045 20,54 2 72,6 72,69 45 0,045 20,54 4 72,6 72,69 45 0,045 20,54 6 72,6 72,7 50 0,05 22,82 8 72,6 72,7 50 0,05 22,82
10 72,6 72,726 63 0,063 28,76 12 72,6 72,726 63 0,063 28,76 14 72,6 72,726 63 0,063 28,76 16 72,6 72,726 63 0,063 28,76 18 72,6 72,726 63 0,063 28,76 20 72,6 72,75 75 0,075 34,25 22 72,6 72,75 75 0,075 34,25 24 72,6 72,75 75 0,075 34,25 26 72,6 72,75 75 0,075 34,25 28 72,6 72,75 75 0,075 34,25 30 72,6 72,8 100 0,1 45,68 32 72,6 72,8 100 0,1 45,68 34 72,6 72,8 100 0,1 45,68 36 72,6 72,8 100 0,1 45,68 38 72,6 72,8 100 0,1 45,68 40 72,6 72,8 100 0,1 45,68
40,7 72,6 72,8 100 0,1 15,99 total 715,46
Tabla D.4 Volumen de acero para estanque de acero externo.
El volumen de de acero utilizado como fondo del estanque es:
Por lo que el volumen total de acero a utilizar es de 1131,7 m3, la densidad el acero es de
7830 Kg/m3 por lo que el peso es de 8861211 Kg
La soldadura será TIG. En la que se utilizaran.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 252
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 621,3 Kg 939.405 1.772,46 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 621 m3 6.233.598 11.761,51
hora soldador h 0,18 3.780 4380 h 16.556.400 31.238,49
hora ayudante h 0,08 1.680 4380 h 7.358.400 13.883,77 placa rX unidad 0,2 4.200 12426 unidad 52.189.200 98.470,19
Total 83.277.003 157.126,42
Tabla D.5 Costos soldadura para estanque exterior.
D.2.4 Estanque de acero 18% cromo 8% níquel (estanque interno)
El estanque de acero tiene las siguientes dimensiones. (Tabla D.6)
Acero 18% cromo 8% níquel
Altura Diámetro interno Diámetro Externo espesor Volumen Metros Metros Metros milímetros Metros m3
0 70 70,076 38 0,038 16,72 2 70 70,09 45 0,045 19,80 4 70 70,09 45 0,045 19,80 6 70 70,09 45 0,045 19,80 8 70 70,1 50 0,05 22,01
10 70 70,1 50 0,05 22,01
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 253
12 70 70,126 63 0,063 27,73 14 70 70,126 63 0,063 27,73 16 70 70,126 63 0,063 27,73 18 70 70,126 63 0,063 27,73 20 70 70,126 63 0,063 27,73 22 70 70,15 75 0,075 33,02 24 70 70,15 75 0,075 33,02 26 70 70,15 75 0,075 33,02 28 70 70,15 75 0,075 33,02 30 70 70,15 75 0,075 33,02 32 70 70,2 100 0,1 44,05 34 70 70,2 100 0,1 44,05 36 70 70,2 100 0,1 44,05 38 70 70,2 100 0,1 44,05 40 70 70,2 100 0,1 44,05 total 644,16
Tabla D.6 Volumen de acero 18% cromo 8% níquel para estanque de acero interno.
El volumen de de acero utilizado como fondo del estanque es:
Por lo que el volumen total de acero a utilizar es de 1031,21 m3, la densidad el acero cromo
niquel es de 7791,4 Kg/m3 por lo que el peso es de 8034546,22 Kg
La soldadura será TIG. En la que se utilizaran.
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 621,3 Kg 939.405 1.772,46 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 621 m3 6.233.598 11.761,51
hora soldador h 0,18 3.780 4380 h 16.556.400 31.238,49
hora ayudante h 0,08 1.680 4380 h 7.358.400 13.883,77 placa rX unidad 0,2 4.200 12426 unidad 52.189.200 98.470,19
Total 83.277.003 157.126,42
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 254
Tabla D.7 Costos soldadura para estanque exterior.
D.2.5 Aislamiento de perlita expandida.
Aislante 2 perlita expandida
Altura Diámetro interno Diámetro Externo espesor Volumen Metros Metros Metros milímetros Metros M3
0 70,476 72,6 1062 1,062 477,35 2 70,49 72,6 1055 1,055 474,25 4 70,49 72,6 1055 1,055 474,25 6 70,49 72,6 1055 1,055 474,25 8 70,5 72,6 1050 1,05 472,04 10 70,5 72,6 1050 1,05 472,04 12 70,526 72,6 1037 1,037 466,28 14 70,526 72,6 1037 1,037 466,28 16 70,526 72,6 1037 1,037 466,28
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 255
18 70,526 72,6 1037 1,037 466,28 20 70,526 72,6 1037 1,037 466,28 22 70,55 72,6 1025 1,025 460,96 24 70,55 72,6 1025 1,025 460,96 26 70,55 72,6 1025 1,025 460,96 28 70,55 72,6 1025 1,025 460,96 30 70,55 72,6 1025 1,025 460,96 32 70,6 72,6 1000 1 449,88 34 70,6 72,6 1000 1 449,88 36 70,6 72,6 1000 1 449,88 38 70,6 72,6 1000 1 449,88 40 70,6 72,6 1000 1 449,88 Total 9729,79
Tabla D.8 Volumen aislamiento de perlita expandida.
En el techo del estanque interno (aluminio) se ubica una capa de 1 metro de espesor.
El área del techo es de:
Por lo que el volumen de perlita expandida será 3848,45 m3
D.2.6 Aislamiento de Lana mineral.
Aislante 1 lana mineral
Altura Diámetro interno Diámetro Externo espesor Volumen Metros Metros Metros milímetros Metros M3
0 70,076 70,476 200 0,2 88,31 2 70,09 70,49 200 0,2 88,33 4 70,09 70,49 200 0,2 88,33 6 70,09 70,49 200 0,2 88,33 8 70,1 70,5 200 0,2 88,34 10 70,1 70,5 200 0,2 88,34 12 70,126 70,526 200 0,2 88,37 14 70,126 70,526 200 0,2 88,37 16 70,126 70,526 200 0,2 88,37 18 70,126 70,526 200 0,2 88,37
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 256
20 70,126 70,526 200 0,2 88,37 22 70,15 70,55 200 0,2 88,40 24 70,15 70,55 200 0,2 88,40 26 70,15 70,55 200 0,2 88,40 28 70,15 70,55 200 0,2 88,40 30 70,15 70,55 200 0,2 88,40 32 70,2 70,6 200 0,2 88,47 34 70,2 70,6 200 0,2 88,47 36 70,2 70,6 200 0,2 88,47 38 70,2 70,6 200 0,2 88,47 40 70,2 70,6 200 0,2 88,47 Total 1856,21
Tabla D.9 Volumen aislamiento de perlita expandida.
En el techo del estanque interno (aluminio) se ubica una capa de 0,2 metro de espesor.
El área del techo es de:
Por lo que el volumen de perlita expandida será 769,69 m3
D.2.7 Techo de aluminio
Techo de aluminio, tiene un diámetro de 35 metros, su superficie es de , su
volumen con un espesor de 3 mm. La densidad del aluminio es de 2698,4
Kg/m3. lo que da un peso final de 31,153 Toneladas. (Anexo D.1.1)
La soldadura tipo TIG
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 37 Kg 55.944 105,55 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 37 m3 371.406 700,77
hora soldador h 0,18 3.780 720 h 2.721.600 5.135,09
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 257
hora ayudante h 0,08 1.680 720 h 1.209.600 2.282,26 placa rX unidad 0,2 4.200 726 unidad 3.049.200 5.753,21
Total 7.407.750,00 13.976,89
Tabla D.10 Soldadura para techo de aluminio.
D.2.8 Cabezal elíptico de acero
El espesor es de 75 mm (Anexo D.2.1)
La formula para volumen de una esfera elíptica (Figura D.9)
Por lo tanto el peso es de 2059985,68 Kg
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 258
Figura D.9 Elipsoide
Para la soldadura se ocuparan aproximadamente 100 kg de soldadura
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 100 Kg 151.200 285,28 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 100 m3 1.003.800 1.893,96
hora soldador h 0,18 3.780 2880 h 10.886.400 20.540,38
hora ayudante h 0,08 1.680 2880 h 4.838.400 9.129,06 placa rX unidad 0,2 4.200 900 unidad 3.780.000 7.132,08
Total 20.659.800 38.980,75
Tabla D.11 soldadura para cabezal de acero.
D.3 Muelle de descarga
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 259
D.3.1 Muelle
El muelle tiene una dimensión de 900 metros, la losa tiene un ancho de 13 metros y un
espesor de 0,3 metros. (Figura D.10)
Figura D.10 Muelle de descarga.
Se colocaran fierros de para el armado cada 9 metros (ubicados donde se instalan los
pilares) (Figura D.11)
Figura D.11 Ubicación de fierros para el hormigón armado.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 260
D.3.2 Brazo de descarga.
El brazo de descarga posee una tubería de 30 pulgadas de diámetro.
Figura D.12 Brazo de descarga.
Valores de internet para Brazo hidráulico (tipo pistón axial) es de 25000 dólares. A este
valor se le multiplica por un factor de seguridad 3 por lo que el precio de compra seria de
75000 dólares
D.4 Cañerías.
D.4.1 Cañería de descarga de Gas Natural Licuado
Se ocupan 2 cañerías, cada cañería tiene 1800 metros de distancia. El diámetro de cañería
es de 30 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente tabla. (Tabla D.12)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 2827 m 4.275.079 8.066,19
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 261
aporte Inox kg 0,587 12.327 0,00 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 2827 m3 28.381.776 53.550,52
hora soldador h 0,18 3.780 2880 h 10.886.400 20.540,38
hora ayudante h 0,08 1.680 2880 h 4.838.400 9.129,06 placa rX unidad 0,2 4.200 600 unidad 2.520.000 4.754,72
Total 50.901.655 96.040,86
Tabla D.12 Soldadura Cañería de descarga de Gas Natural Licuado.
D.4.2 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador.
Se ocupan 2 cañerías, una para cada estanque, cada cañería tiene 100 metros de distancia.
El diámetro de cañería es de 8 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la
siguiente tabla. (Tabla D.13)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 67,74 m 102.423 193,25 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 67,74 m3 679.980 1.282,98
hora soldador h 0,18 3.780 480,00 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480,00 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 50,00 unidad 210.000 396,23
Total 3.613.203 6.817,37
Tabla D.13 Soldadura Cañería de envío del Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el
vaporizador.
D.4.3 Cañería de salida de Gas Natural
Se ocupan 3 cañerías, una para cada Vaporizador, cada cañería tiene 100 metros de
distancia. El diámetro de cañería es de 30 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver
en la siguiente tabla. (Tabla D.14)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 262
aporte AC kg 0,072 1.512 235,62 m 356.256 672,18 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 235,62 m3 2.365.148 4.462,54
hora soldador h 0,18 3.780 480,00 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480,00 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 50,00 unidad 210.000 396,23
Total 5.552.204 10.475,86
Tabla D.14 Soldadura Cañería de Salida del Gas Natural
D.4.4 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina
Se ocupan 4 cañerías, cada cañería tiene 1800 metros de distancia. El diámetro de cañería
es de 24 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente tabla. (Tabla D.15)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1512 4523,89 m 6.840.126,85 12.905,90 aporte Inox kg 0,587 12327 0,00 0,00 Gas argon m3 0,478 10038 4523,89 m3 45.410.842,16 85.680,83
hora soldador h 0,18 3780 8760,00 h 33.112.800,00 62.476,98
hora ayudante h 0,08 1680 8760,00 h 14.716.800,00 27.767,55 placa rX unidad 0,2 4200 1200,00 unidad 5.040.000,00 9.509,43
Total 105.120.569,01 198.340,70
Tabla D.15 Soldadura de Cañería de Agua de Mar hacia piscina
D.4.5 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores
Se ocupan 3 cañerías, cada cañería tiene 60 metros de distancia. El diámetro de cañería es
de 24 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente tabla. (Tabla D.16)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 263
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1512 113,10 m 171.003,17 322,65 aporte Inox kg 0,587 12327 0,00 0,00 Gas argon m3 0,478 10038 113,10 m3 1.135.271,05 2.142,02
hora soldador h 0,18 3780 8760,00 h 33.112.800,00 62.476,98
hora ayudante h 0,08 1680 8760,00 h 14.716.800,00 27.767,55placa rX unidad 0,2 4200 30,00 unidad 126.000,00 237,74
Total 49.261.874,23 92.946,93
Tabla D.16 Soldadura de Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores
D.4.6 Cañería de Alivio a la antorcha
Se ocupara 1 cañerías de 3 Km de distancia hasta la antorcha. El diámetro de cañería es de
8 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente tabla. (Tabla D.17)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 677,41 m 1.024.237 1.932,52 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 677,41 m3 6.799.800 12.829,81
hora soldador h 0,18 3.780 480 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 500,00 unidad 2.100.000 3.962,26
Total 12.544.838 23.669,51
Tabla D.17 Soldadura de Cañería de Alivio a la antorcha
D.4.7 Cañería de Alivio a la atmosfera
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 10 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente
tabla. (Tabla D.18)
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 264
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 4,52 m 6.828 12,88 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 4,52 m3 45.332 85,53
hora soldador h 0,18 3.780 480 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 3,33 unidad 14.000 26,42
Total 2.686.960 5.069,74
Tabla D.18 Soldadura para Cañería de Alivio a la atmosfera
D.4.8 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 100 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas. Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente
tabla. (Tabla D.19)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 4,52 m 6.828 12,88 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 4,52 m3 45.332 85,53
hora soldador h 0,18 3.780 480 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 3,33 unidad 14.000 26,42
Total 2.686.960 5.069,74
Tabla D.19 Soldadura para Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 265
D.4.9 Cañería de para el nitrógeno seco.
Se ocupara 2 cañerías, una para cada estanque, de 20 metros de distancia cada una. El
diámetro de cañería es de 8 pulgadas Los datos de soldadura se pueden ver en la siguiente
tabla. (Tabla D.20)
soldadura uf pesos cantidad Precio Dólares aporte AC kg 0,072 1.512 9,03 m 13.656 25,77 aporte Inox kg 0,587 12.327 0 0,00 Gas argón m3 0,478 10.038 9 m3 90.664 171,06
hora soldador h 0,18 3.780 480 h 1.814.400 3.423,40
hora ayudante h 0,08 1.680 480 h 806.400 1.521,51 placa rX unidad 0,2 4.200 6,67 unidad 28.000 52,83
Total 2.753.120 5.194,57
Tabla D.20 Soldadura para Cañería de para el nitrógeno seco
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 266
D.5 Bombas
Figura D.13 Bomba sumergible.
“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 267
Figura D.14 Bomba Sumergible.