Estudio Economico De Una Planta De Gnl.pdf

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

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.

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Índice Índice General CAPITULO 1 INTRODUCCION 1.1 Objetivo 1.1.1 Objetivo General 1.1.2 Objetivos Específicos 1.2 Problemática 1.3 Método CAPITULO 2 TECNOLOGIAS 2.1 Almacenamiento de GNL y equipo de vaporización 2.1.1 Brazos de descarga 2.1.2 Tipos de tanques de almacenamiento 2.1.3 Tanque de tipo contención completa 2.1.4 Tanque de tipo contención completa enterrados. 2.1.5 Recondensador de gas evaporado (boil-off) 2.1.6 Vaporizadores 2.1.7 Intercambiador de calor de placas 2.1.8 Calentadores de agua / glicol de reserva 2.1.9 Las bombas de agua 2.1.10 Vaporizador de Rejilla Abierta (Open Rack Vaporaizer ORV) 2.1.11 Vaporizador de Combustión Sumergido (Submerged Combustion Vaporizer) CAPITULO 3 UBICACIÓN. CAPITULO 4 MUELLE DE ATRAQUE Y BRAZO DE DESCARGA 4.1 Muelle 4.2 Brazo de descarga 4.3 Bombas 4.3.1 Bombas reforzadoras de descarga 4.4 Aislamiento de cañería. 4.4.1 Aislamiento de cañería 4.4.2 Balance de energía para la aislación de cañería. 4.5 Característica del Sistema 4.6 Sistema de recirculación del Gas Natural Licuado CAPITULO 5 ESTANQUE DE ALMACENAMIENTO 5.1 Materiales de construcción 5.1.1 Propiedades del Acero inoxidable al cromo níquel 18-8 5.2 Espesor estanque interno 5.2.1 Formulas para el espesor 5.3 Aislamiento

1 1 1 1 1 2 4 4 4 6 8 9 10 10 12 14 15 16 18 20 26 27 30 33 33 34 35 36 36 40 41 42 43 44 44 47

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5.3.1 Manta Elástica 5.3.2 Aislante Perlitas expandidas 5.3.3 Aislamiento en la loza 5.4 Estructura Externa (Cemento) 5.4.1 Hormigón pretensado 5.5 Techo de aluminio. 5.5.1 Soldadura en techo de aluminio 5.5.2 Pesos muertos. 5.6 Aislación del fondo 5.7 Cimentación. 5.7.1 Principios Generales. 5.7.2 Tipologías de Terrenos 5.8 Balance de energía del sistema 5.9 Seguridad de la loza. CAPITULO 6 VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR 6.1 Introducción 6.2 Calor de Vaporización 6.3 Diseño 6.3.1 Datos de diseño 6.3.2 Especificaciones de los flujos 6.3.3 Diseño de los tubos. 6.4 Curva característica para las bombas. 6.4.1 Curva característica para las bombas de agua de mar. 6.4.2 Curva característica para las bombas de Gas Natural Licuado. 6.5 Piscinas de agua de mar. 6.5.1 curva del sistema de agua de mar 6.5.2 Dimensiones de la piscina de agua de mar 6.5.3 Dimensiones de canalización de evacuación de agua de mar. CAPITULO 7 SEGURIDAD 7.1 Aspectos de Seguridad en las Operaciones de Gas Natural Licuado 7.1.1 Contención Primaria. 7.1.2 Contención Secundaria. 7.1.3 Sistemas de Seguridad. 7.1.4 Normas de la Industria/Apego al Reglamento. 7.2 Propiedades de Gas Natural Licuado y Riesgos Potenciales. 7.2.1 Propiedades de Gas Natural Licuado 7.2.2 Tipos de Riesgos Asociados con el Gas Natural Licuado 7.3 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado 7.4 Protección en el estanque de almacenamiento de Gas Natural licuado. 7.4.1 Aumento de presión dentro del estanque de almacenamiento de

48 49 51 53 53 54 54 55 56 58 58 60 62 63 64 64 66 68 68 68 69 76 76 77 79 79 79 80 82 82 82 82 83 83 84 84 89 92 93 93

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Gas Natural Licuado. 7.4.2 Disminución de presión dentro del estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 7.4.3 Principales causas del cambio de presión 7.5 Zonas de planificación de emergencias. 7.5.1 Zona de intervención. 7.5.2 Zona de alerta CAPITULO 8 EVALUACION ECONOMICA 8.1 Capital de inversión. 8.1.1 Vaporizador 8.1.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. 8.1.3 Muelle de descarga 8.1.4 Cañerías. 8.1.5 Bombas 8.1.6 Capital fijo indirecto. 8.1.7 Imprevistos Construcción 8.1.8 Total Capital de inversión 8.2 Costo de producción. 8.2.1 Suministros de operación y Servicios generales. 8.2.2 Sueldos 8.2.3 Gastos Laboratorio 8.2.4 Costos indirectos. 8.2.5 Total Costos de producción 8.3 Ingresos. 8.4 Evaluación Económica. 8.4.1 Tasa de impuesto. 8.4.2 Flujo de caja. CONCLUSIÓN RECOMENDACIONES REFERENCIA BIBLIOGRAFICA ANEXOS Anexo A A.1 Cálculos línea de descarga A.2 Cálculos de recirculación para enfriamiento de cañería. A.3 Bombas A.3.1 Bombas reforzadoras de descarga A.3.2 Bombas internas en los tanques A.3.3 Bombas reforzadoras de vaporización A.4 Calculo Balance de energía. A.4.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque. ANEXO B

93 94 95 95 95 96 97 97 103 108 110 115 118 120 121 122 122 123 123 123 124 125 126 126 128 133 134 135 139 140 140 148 150 150 151 151 151 152 155

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B.1 Diseño del estanque interior B.1.1 Datos: B.1.2 Cálculo de los esfuerzos: B.1.3 Esfuerzos por viento. B.1.4 esfuerzos por sismo. B.2 Diseño del estanque externo. B.2.1 Datos: B.2.2 Cálculo de los esfuerzos: B.2.3 Esfuerzos por viento. B.2.4 Esfuerzos por sismo. B.3 Cables Tensores para el Techo de aluminio. B.4 Cálculo del Cimentación B.4.1 Datos de entrada B.4.2 Calculo del área de la zapata (Tabla B.13) (Figura B.6) B.4.3 Presión de contacto del estanque con el cimiento ( Tabla B.15 ). B.4.4 Cálculo del peralte preliminar (Tabla B.16). B.4.5 Revisión del Peralte B.4.6 Diseño por flexión. (Tabla B.20) B.4.7 Resumen de Zapata con carga Axial. (Tabla B.21) (Figura B.7) B.5 Cálculos Balance de energía de Estanque. B.5.1 Calor perdido por las paredes laterales del estanque. B.5.2 Calor perdido por el techo del estanque. B.5.3 Calor perdido por las paredes del piso del estanque. B.6 Materiales de construcción. B.7 Aislación. ANEXO C VAPORIZADOR Y PISCINA DE AGUA DE MAR C.1 Cálculo del Calor latente de vaporización C.2 Calor especifico del Gas Natural Licuado. C.3 Cálculo del Calor para calentar 642.833 lbs/ hr de Gas Natural Licuado. C.3.1 Alaska C.3.2 Argelia C.3.3 Baltimore G&E C.3.4 Nueva York C.3.5 San Diego G&E C.4 Requerimiento de agua de mar por tubo. C.5 Diseño del vaporizador de rejilla abierta. C.5.2 Diseño del tubo. C.5.3 Diseño interior del tubo. C.5.4 Diseño lado Gas Natural Licuado C.5.6 Diseño lado exterior (aletas).

155 155 159 164 164 165 165 169 173 173 173 175 175 179 180 180 180 182 183 184 184 186 188 189 190 192 192 197 202 203 203 204 204 205 208 209 209 213 216 219

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C.5.7 Coeficiente total limpio C.5.8 Factor de Obstrucción (Rd) C.5.9 Caída de presión C.6 Sistema para agua de mar para el vaporizador D.6.1 Ecuación de Bernoulli C.7 Bombas de Gas Natural Licuado para el vaporizador C.7.1 Ecuación de Bernoulli C.8 Sistema de agua de mar hacia la piscina C.8.1 Ecuación de Bernoulli ANEXO D EVALUACION ECONÓMICA D.1 Intercambiador de Calor D.1.1 Tubos con aleta D.1.2 Rejilla tipo colador para agua de mar. D.1.3 Estructura de hormigón para el vaporizador D.1.4 Piscina de agua de mar. D.1.5 Canalización para agua de mar D.2 Estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. D.2.1 Excavación y movimiento de tierra D.2.2 Estanque de hormigón pretensado. D.2.3 Estanque de acero (estanque externo) D.2.4 Estanque de acero 18% cromo 8% níquel (estanque interno) D.2.5 Aislamiento de perlita expandida. D.2.6 Aislamiento de Lana mineral. D.2.7 Techo de aluminio D.2.8 Cabezal elíptico de acero D.3 Muelle de descarga D.3.1 Muelle D.3.2 Brazo de descarga. D.4 Cañerías. D.4.1 Cañería de descarga de Gas Natural Licuado D.4.2 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. D.4.3 Cañería de salida de Gas Natural D.4.4 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina D.4.5 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores D.4.6 Cañería de Alivio a la antorcha D.4.7 Cañería de Alivio a la atmosfera D.4.8 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural D.4.9 Cañería de para el nitrógeno seco. D.5 Bombas

222 223 224 225 225 228 229 2334 234 238 238 238 241 241 242 243 244 244 245 247 249 251 252 253 253 255 255 256 256 256 257 257 258 258 259 259 260 260 262

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Índice Tablas Tabla 4.1 perdidas por accesorio Tabla 4.2 datos para el calculo de la curva característica del sistema. Tabla 4.3 Resultados de cálculos Tabla 5.1 Espesores de pared de estanque. Tabla 5.2 Resistencia de cada material (espesor promedio). Tabla 5.3 pesos muertos para cables tensores del techo de aluminio. Tabla 5.4 Datos del cimiento del estanque. Tabla 6.1 Calor especifico de cada compuesto en BTU/h Tabla 6.2 componentes en lb de Gas Natural Licuado de cada centro de distribución. Tabla 6.3 Cañerías de aluminio para equipo de vaporización. Tabla 6.4 Caída de presión Total. Tabla 7.1 Comparación de las Propiedades de los Combustibles Líquidos Tabla 7.2 Temperaturas de Auto Ignición de Combustibles Líquidos Tabla 8.1 Precio asociado a cada tubo y en total de intercambiador Tabla 8.2 Tubos con aleta de aluminio Tabla 8.3 Rejilla tipo colador de agua de mar. Tabla 8.4 Estructura de hormigón armado para vaporizador. Tabla 8.5 Piscina de agua de mar Tabla 8.6 Canal de evacuación de agua de mar Tabla 8.7 Sumario Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar. Tabla 8.8 Sumario de tiempos de Vaporizador, piscina y canaleta de agua de mar. Tabla 8.9 excavación y movimientos de tierra Tabla 8.10 tratamiento de la tierra en el fondo de la excavación Tabla 8.12 Estanque de exterior de acero. Tabla 8.14 Aislamiento perlita expandida. Tabla 8.16 Techo de aluminio. Tabla 8.18 Sumario Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado. Tabla 8.19 Sumario de tiempos de Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado. Tabla 8.20 Muelle de descarga. Tabla 8.22 Sumario Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos Tabla 8.23 Sumario de tiempos de Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos. Tabla 8.25 Cañería de envío de Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. Tabla 8.26 Cañería de salida de Gas. Tabla 8.27 Cañería de Agua de Mar hacia la piscina. Tabla 8.28 Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores Tabla 8.29 Cañería de Alivio a la antorcha

38 40 40 46 47 56 60 66 67 70 73 87 88 99 99 100 101 101 102 102 103 104 104 105 106 107 107 108 109 110 110 111 111 112 112 113

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Tabla 8.30 Cañería de Alivio a la atmosfera. Tabla 8.31 Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural Tabla 8.32 Cañería de para el nitrógeno seco. Tabla 8.33 Sumario para Cañerías. Tabla 8.34 Sumario para tiempos de cañería Tabla 8.35 Bomba de Recirculación de Gas Natural Licuado. Tabla 8.36 Bomba de envío de Gas Natural Licuado a los Vaporizadores. Tabla 8.37 Bombas de Agua de Mar a piscinas Tabla 8.38 Bombas de piscina a vaporizadores. Tabla 8.39 Sumario Bombas Tabla 8.40 Sumario de Tiempo para Bombas Tabla 8.41 Edificaciones menores. Tabla 8.42 Total edificaciones. Tabla 8.43 Permisos Tabla 8.44 Obras civiles. Tabla 8.45 Suministros y servicios. Tabla 8.46 Ingeniería, administración, construcción, Gestión de compras. Tabla 8.47 Imprevistos Construcción. Tabla 8.48 Total Capital de inversión Tabla8.49 Suministros de operaciones y servicios generales. Tabla 8.50 Sueldos Tabla 8.51 Gastos Laboratorio Tabla 8.52 Costos indirectos. Tabla 8.53 Costos de producción Tabla 8.54 Promedio venta Gas Natural Metrogas. Tabla 8.55 Precio Ingresos. Tabla 8.56 Proyecto de ley para impuestos específicos para el Gas Natural Licuado. Tabla 8.57 Flujo de Caja inversión Tabla 8.58 Indicadores Económicos para inversión ( 0,6 dólares) Tabla 8.59 Indicador económico para inversión (menor precio) Tabla A.1 Caudales Tabla A.2 datos de las cañerías Tabla A.3 datos de las cañerías Tabla A.4 Conductividad térmica. Tabla B.1 Presión interna. Tabla B.2 Espesor del estanque interno. Tabla B.3 Esfuerzos por peso muerto de carcasa. Tabla B.4 Esfuerzo debido a pesos muertos de aislación. Tabla B.5 Esfuerzos totales estanque interno. Tabla B.6 Presión interna.

113 114 114 115 115 116 116 116 117 117 117 118 118 118 119 119 120 120 121 123 123 123 124 124 125 125 126 128 129 129 142 142 149 152 156 157 161 162 163 165

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Tabla B.7 Espesor del estanque externo. Tabla B.8 esfuerzo axial debido a la carcasa. Tabla B.9 Esfuerzo total debido a la carcasa y al cabezal. Tabla B.10 Números de Cables. Tabla B.11 Peso del estanque completo. Tabla B.12 Datos de entrada, Programa Cálculo de Cimientos. Tabla B.13 Calculo del área de la Zapata. Tabla B.14 Valores de B y L redondeados. Tabla B.15 Presión de contacto. Tabla B.16 Peralte preliminar. Tabla B.17 Cortante perimetral. Tabla B.18 Cortante elemento ancho Tabla B.19 Cumplimiento de las condiciones del Peralte. Tabla B.20 Diseño por flexión. Tabla B.21 Resumen de la zapata. Tabla B.22 Conductividad térmica. Tabla B.23 Datos del techo del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor. Tabla B.24 Datos del piso del estanque para el cálculo de las pérdidas de calor. Tabla B.25 Materiales de construcción de los estanques. Tabla B.26 Aislantes comunes. Tabla C.1 Composición en masa de del Gas Natural Licuado, dependiendo del lugar de procedencia. Tabla C.2 Calculo de entalpia de Vaporización con el grafico de Calor Latente de Vaporización. (Figura C.1) Tabla C.3 Cálculo de Entalpia de referencia para calcular la entalpia real de vaporización por medio de la Figura C.1. Tabla C.5 Resultados de los calores sentibles para el liquido y para el gas en Tabla C.5 calor especifico del fluido Btu/lb Tabla C.6 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Alaska Tabla C.7 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Argelia. Tabla C.8 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Baltimore G&E Tabla C.9 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Nueva York. Tabla C.10 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. San Diego G&E. Tabla C.16 Diferencias de temperatura en °C Tabla C.17 Diferencias de temperatura en °F Tabla C.20 Viscosidad promedio en centipoise. Tabla C.21 Viscosidad liquida y del vapor del Gas Natural licuado en

166 172 173 174 176 178 179 179 180 180 181 181 182 182 183 184 187 188 189 191 194 194 196 201 202 203 203 204 204 205 212 212 215 216

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Centipoise. Tabla C.35 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. Tabla C.36 datos de las cañerías Tabla C.37 Velocidad Tabla C.38 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. Tabla C.39 datos de las cañerías Tabla C.40 Velocidad Tabla C.41 Número de Reynold Tabla C.42 Largo Equivalente Tabla C.43 Cambio de unidades para flujo de agua de mar. Tabla C.44 datos de las cañerías Tabla C.45 Velocidad Tabla D.1 Precio para soldadura TIG Tabla D.2 Precios de tubo con aleta y de tubos totales por intercambiador. Tabla D.3 Dimensiones y volumen de hormigón pretensado a ocupar. Tabla D.4 Volumen de acero para estanque de acero externo. Tabla D.5 Costos soldadura para estanque exterior. Tabla D.6 Volumen de acero 18% cromo 8% níquel para estanque de acero interno. Tabla D.7 Costos soldadura para estanque exterior. Tabla D.8 Volumen aislamiento de perlita expandida. Tabla D.9 Volumen aislamiento de perlita expandida. Tabla D.10 Soldadura para techo de aluminio. Tabla D.11 soldadura para cabezal de acero. Tabla D.12 Soldadura Cañería de descarga de Gas Natural Licuado. Tabla D.13 Soldadura Cañería de envío del Gas Natural Licuado desde el estanque hasta el vaporizador. Tabla D.14 Soldadura Cañería de Salida del Gas Natural Tabla D.15 Soldadura de Cañería de Agua de Mar hacia piscina Tabla D.16 Soldadura de Cañería de Agua de Mar desde la piscina hacia los vaporizadores Tabla D.17 Soldadura de Cañería de Alivio a la antorcha Tabla D.18 Soldadura para Cañería de Alivio a la atmosfera Tabla D.19 Soldadura para Cañería de Alivio a la salida de Gas Natural Tabla D.20 Soldadura para Cañería de para el nitrógeno seco

225 227 227 228 230 231 232 233 234 236 236 239 240 245 247 248 249 250 251 252 253 254 257 257 258 258 259 259 260 260 261

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Índice Figuras Figura 1.1 Flowsheet de la planta Figura 2.1 Certificación del diseño del brazo de descarga de GNL Figura 2.2 Características del brazo de descarga de GNL Figura 2.3 Tipos de estanques de almacenamiento. Figura 2.4 Tanque de tipo contención completa enterrados. Figura 2.5 Típico Vaporizador de GNL (intercambiador de calor vertical) Figura 2.6 Arreglo típico de un intercambiador de calor de placas. Figura 2.7 Conjunto del intercambiador de calor de placas de Alfa Laval Figura 2.8 Caldera de cuatro pasos de diseño de la empresa Johnston Boiler Company Figura 2.9 Vaporizador de Rejilla Abierta Figura 2.10 Vaporizador de Combustión Sumergida Típico Figura 3.1 Quintero. Figura 3.2 Ubicación. Figura 3.3 Distancia de lugar poblado 3 km. Figura 3.4 Vistas Figura 3.5 Dimensiones del terreno. Figura 3.6 Cortes Figura 3.7 Layout básico de la planta Figura 4.1. El muelle de atraque Figura 4.2 Dimensiones del muelle de descarga Figura 4.3 Elevación del terreno para el cálculo de las cañerías y las bombas Figura 4.4 Muelle Figura 4.5 corte transversal del muelle. Figura 4.6 Dimensiones del muelle Figura 4.7 Brazo de descarga Figura 4.8. Brazo de descarga Schwelm Verladetechnik GmbH Figura 4.9a Brazo de descarga. Figura 4.9b. Brazo de descarga. Figura 4.10 muelle Figura 4.11 Aislamiento de cañería Figura 4.12 Circuito de impulsión Figura 4.13 accesorios de la línea de descarga. Figura 4.14 Alturas. Figura 5.1 disposición de los materiales del estanque de almacenamiento de gas natural licuado. Figura 5.2 Diámetro promedios del estanque. Figura 5.3 Perlita expandida Figura 5.4 vidrio celular.

3 5 5 6 9 11 13 14 15 17 19 21 22 22 23 23 24 25 26 27 27 28 28 29 30 31 31 32 34 35 36 39 39 41 47 50 52

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Figura 5.5 Anillo de concreto Figura 5.60 Fundaciones y aislación de fondo. Figura 5.7 Estanque con cimientos. Figura 6.1 Piscina de agua de mar. Figura 6.2 Intercambiador rejilla abierta Figura 6.3 Espaciamiento entre tubos (figura de referencia) Figura 6.4 Embudo para el ingreso de agua de mar. Figura 6.5 Rejilla mas colador Figura 6.6 Dirección del embudo a las aletas. Figura 6.7 Circuito completo de agua de mar y gas natural Figura 6.8 Circuito de impulsión Figura 6.9 Circuito de impulsión Figura 6.10 Circuito de impulsión agua de mar a piscina Figura 6.11 Dimensiones de la piscina de agua de mar Figura 6.12 Canalización para evacuación de agua de mar desde los vaporizadores. Figura 6.13 Diámetro del canal para evacuación del agua de mar. Figura 7.1. Rango Inflamable del Metano (Gas Natural Licuado) Figura 7.2 Posibles problemas en la planta de Gas Natural Licuado Figura 7.3 Sistema de seguridad para estanque de almacenamiento de Gas Natural Licuado. Figura 7.4 Zonas de seguridad. Figura 8.1 Estanque por capas. Figura A.1 Diámetros promedios para el cálculo del Calor. Figura A.2 punto más cercano del centro de la cañería al borde del compartimiento de hormigón. Figura B.1 Movimientos sísmicos Figura B.2 cabezal elíptico Figura B.3 Estanque con cabezal. Figura B.4 Disposición de cables Figura B.5 Zapata con carga Axial. Figura B.6 Dimensiones de la base de la Zapata. Figura B.7 Dimensiones de la Zapata. Figura B.8 Diámetros promedios para el cálculo del Calor. Figura B.9 Calor atreves de una pared compuesta. Figura C.1 Calor latente de vaporización, (Chilton, Colburn, and Vernon) Figura C.2 Largo Equivalente vaporizador. Figura D.1 Volumen de las paredes de hormigón para el vaporizador Figura D.2 Estructura de fierro para el armado. 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

56 57 61 65 71 72 74 74 75 75 76 77 79 80 80 81 86 92 94 95 103 152 153 164 167 168 174 178 179 183 185 187 193 233 241 242 242 243

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mar. 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. Figura D.7 disposición de fierros para el pretensado. Figura D.8 disposición de fieros para la cimentación. Figura D.9 Elipsoide Figura D.10 Muelle de descarga. Figura D.11 Ubicación de fierros para el hormigón armado. Figura D.12 Brazo de descarga. Figura D.13 Bomba sumergible. Figura D.14 Bomba Sumergible.

243 244 246 246 254 255 255 256 262 263

Índice Gráficos Grafico 5.1 Coeficiente de Conductividad Térmica V/S Densidad Media Aparente (kg/m3) Lana Mineral Grafico 6.1 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL Grafico 8.1 Flujo de Caja Acumulado, Inversión. Grafico 8.2 sensibilidad del precio de venta (tir) Grafico 8.3 Sensibilidad del precio de venta (Van) Grafico 8.4 Sensibilidad de los costos de producción (Tir) Grafico 8.5 Sensibilidad de los costos de producción (Van) Grafico A.4 Grafico de Moody Grafico C.1 Presión entalpia del metano Grafico C.2 Capacidad calorífica estado liquido. Grafico C.3 Capacidad calorífica estado vapor. Grafico C.4 Calor requerido para calentar 1 lb cada 0,5°C de GNL Grafico C.5 Viscosidad liquida para el rango de -200°C a 140 °C Grafico C.6 Viscosidad de vapor a 14,7 psia y para el rango de -200°C y 200°C. Grafico C.7 diagrama de Moody. Grafico C.8 Transferencia de calor y caída de presión para aleta longitudinal.

49 66 129 130 130 131 131 147 197 198 200 202 214 215 217 221

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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)

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1

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

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2

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.

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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.

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Figura 2.1 Certificación del diseño del brazo de descarga de GNL

Figura 2.2 Características del brazo de descarga de GNL

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5

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.

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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”

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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

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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.

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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” 10

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” 11

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.

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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.

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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” 14

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.

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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” 16

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

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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)

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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.

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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.

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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 )

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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” 22

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” 23

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” 24

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.

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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.

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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” 27

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.

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Figura 4.6 Dimensiones del muelle

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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” 30

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” 31

Figura 4.9b. Brazo de descarga.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 32

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” 33

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” 34

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” 35

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

4.12

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 36

figura

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” 37

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)

aparato codo 90° codo 45° válvula válvulas Check aparato codo 90° codo 45° T T válvula aparato codo 45° T Válvulas check válvula Y

dentro del buque cantidad diámetro 6 24 6 24 3 24 3 24 brazos de descarga cantidad diámetro 5 24 6 24 1 24 2 30 7 24 línea de descarga cantidad diámetro 4 30 1 30 1 30 6 30 2 30 TOTAL

Leq 45 30 500 150

Total (pie) 270 180 1500 450

Leq 45 30 45 50 500

total 225 180 45 100 3500

Leq 35 50 200 800 50

total 140 50 200 4800 100 11740

Tabla 4.1 perdidas por accesorio

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 38

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.

D nominal 16 24 30

1 via D int Fc V real Re 15 568 GPM 48,4 pie/s 4050,9 23 1325 GPM 20,8 pie/s 2662,7 29,37 2110 GPM 13,0 pie/s 2135,1

2 via D nominal 16

D int 15

Fc 568

V real GPM 24,2 pie/s

Re 2025,4

e/D 0,00001 6,52174E-06 5,10725E-06

e/D 0,00001

f KQ^2 delta Z 0,0085 1,237 229,7 0,009 0,155 229,7 0,009 0,046 229,7

f 0,01

KQ^2 delta Z 1,455 229,7

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 39

24 30 3 vias D nominal 16 24 30

23 1325 GPM 29,37 2110 GPM

10,4 6,5

pie/s pie/s

1331,3 1067,6

6,52174E-06 5,10725E-06

0,01 0,03

0,172 0,152

229,7 229,7

D int Fc V real 15 568 GPM 16,1 pie/s 23 1325 GPM 6,9 pie/s 29,37 2110 GPM 4,3 pie/s

Re 1350,3 887,6 711,7

e/D 0,00001 6,52174E-06 5,10725E-06

f 0,01 0,065 0,065

KQ^2 delta Z 1,455 229,7 1,116 229,7 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 30

D int 29,37

Fc V real 2110 GPM 6,5

pie/s

Re 1057,9

e/D 5,10725E-06

f KQ^2 0,03 0,303

Tabla 4.3 Resultados de cálculos “Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 40

delta Z 196,8

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” 41

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” 42

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” 43

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” 44

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<<
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” 45

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 Altura

t mm

C

tf

t comercial

40

36,5 38,9 41,4 43,9 46,4 48,8 51,3 53,8 56,2 58,7 61,2 63,6 66,1 68,6 71,0 73,5 76,0 78,5 80,9 83,4 85,9

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

37,5 39,9 42,4 44,9 47,4 49,8 52,3 54,8 57,2 59,7 62,2 64,6 67,1 69,6 72,0 74,5 77,0 79,5 81,9 84,4 86,9

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Lamme t t comercial

36,5 39,0 41,4 43,9 46,4 48,9 51,3 53,8 56,3 58,8 61,2 63,7 66,2 68,6 71,1 73,6 76,1 78,5 81,0 83,5 86,0

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

ASME t

t comercial

36,5 39,0 41,4 43,9 46,4 48,9 51,3 53,8 56,3 58,8 61,2 63,7 66,2 68,7 71,1 73,6 76,1 78,6 81,0 83,5 86,0

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

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” 46

5.3 Aislamiento Área m2

K Acero Cromo 18% Níquel 8%

Espesor m Resistencia

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” 47

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” 48

-

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” 49

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” 50

• 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” 51

• 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” 52

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” 53

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 volumen

, su

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” 54

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” 55

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” 56

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” 57

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” 58

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” 59

•

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.

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Tabla 5.4 Datos del cimiento del estanque.

Figura 5.7 Estanque con cimientos.

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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” 62

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” 63

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” 64

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” 65

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” 66

Calor sensible calor latente Calor sensible Total

Metano

Etano

Propano

Butano

0,7 272,58

76,7 237,09

124,9 165

160,0 190

140,9 414,3

64,1 377,8

33,0 322,9

3,6 353,5

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 Alaska Argelia Baltimore G&E Nueva York San Diego

Metano

Etano

Propano

Butano

642190,167

642,833

0

0

563700,2577

60104,8855

14978,0089

4049,8479

606384,3689

29891,7345

5399,7972

1157,0994

630619,173

8999,662

2571,332

642,833

597834,69

38569,98

6428,33

0

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 67

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” 68

• 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” 69

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 plg 0,5 12 0,5 14 0,5 16 0,5 18 0,5 20 0,75 10 0,75 11 0,75 12 0,75 13 0,75 14 0,75 15 0,75 16 0,75 17 0,75 18 1 8 1 9 1 10 1 11 1 12 1 13 1 14 1 15 1 16 1 17

t de pared plg 0,109 0,083 0,065 0,049 0,035 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058

Di plg 0,282 0,334 0,370 0,402 0,430 0,482 0,510 0,532 0,560 0,584 0,606 0,620 0,634 0,652 0,670 0,704 0,732 0,760 0,782 0,810 0,834 0,856 0,870 0,884

Área de flujo plg2 0,062 0,088 0,108 0,127 0,145 0,182 0,204 0,222 0,246 0,268 0,288 0,302 0,316 0,334 0,353 0,389 0,421 0,454 0,480 0,515 0,546 0,575 0,594 0,614

Superficie por pie lineal Exterior interior 0,131 0,075 0,087 0,097 0,105 0,113 0,196 0,126 0,134 0,139 0,147 0,153 0,159 0,162 0,166 0,171 0,262 0,175 0,184 0,192 0,199 0,205 0,212 0,218 0,224 0,228 0,231

peso por pie lineal Lb 0,493 0,403 0,329 0,258 0,190 0,965 0,884 0,817 0,727 0,647 0,571 0,520 0,469 0,401 1,610 1,470 1,360 1,230 1,140 1,000 0,890 0,781 0,710 0,639

L m 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

pies 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68

at'

at

0,062 0,088 0,108 0,127 0,145 0,182 0,204 0,222 0,246 0,268 0,288 0,302 0,316 0,334 0,353 0,389 0,421 0,454 0,480 0,515 0,546 0,575 0,594 0,614

0,0004 0,0006 0,0007 0,0009 0,0010 0,0013 0,0014 0,0015 0,0017 0,0019 0,0020 0,0021 0,0022 0,0023 0,0024 0,0027 0,0029 0,0032 0,0033 0,0036 0,0038 0,0040 0,0041 0,0043

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 70

pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2

1 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049

0,902 0,920 0,954 0,982 1,010 1,032 1,060 1,084 1,106 1,120 1,134 1,152 1,170 1,204 1,232 1,260 1,282 1,310 1,334 1,356 1,370 1,384 1,402

0,639 0,665 0,715 0,757 0,801 0,836 0,882 0,923 0,961 0,985 1,010 1,042 1,075 1,139 1,192 1,247 1,291 1,348 1,398 1,444 1,474 1,504 1,544

0,327

0,393

0,236 0,241 0,250 0,257 0,264 0,270 0,278 0,284 0,290 0,293 0,297 0,302 0,306 0,315 0,323 0,330 0,336 0,343 0,349 0,356 0,359 0,362 0,367

0,545 2,090 1,910 1,750 1,580 1,450 1,280 1,130 0,991 0,900 0,808 0,688 2,570 2,340 2,140 1,980 1,770 1,560 1,370 1,200 1,090 0,978 0,831

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68 19,68

0,639 0,665 0,715 0,757 0,801 0,836 0,882 0,923 0,961 0,985 1,010 1,042 1,075 1,139 1,192 1,247 1,291 1,348 1,398 1,444 1,474 1,504 1,544

0,0044 0,0046 0,0050 0,0053 0,0056 0,0058 0,0061 0,0064 0,0067 0,0068 0,0070 0,0072 0,0075 0,0079 0,0083 0,0087 0,0090 0,0094 0,0097 0,0100 0,0102 0,0104 0,0107

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” 71

pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2 pies2

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” 72

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 plg 0,5 12 0,5 14 0,5 16 0,5 18 0,5 20 0,75 10 0,75 11 0,75 12 0,75 13 0,75 14

t de pared plg 0,109 0,083 0,065 0,049 0,035 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083

Di plg 0,282 0,334 0,370 0,402 0,430 0,482 0,510 0,532 0,560 0,584

Delta P total 1 2 1,12E-01 3,40E-01 4,99E-02 1,52E-01 2,99E-02 9,47E-02 2,05E-02 6,53E-02 1,51E-02 4,67E-02 1,34E-02 3,78E-02 1,00E-01 2,85E-02 8,44E-03 2,31E-02 6,53E-03 1,78E-02 5,47E-03 1,45E-02

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 73

0,75 0,75 0,75 0,75 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,25 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

15 16 17 18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0,072 0,065 0,058 0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049 0,165 0,148 0,134 0,120 0,109 0,095 0,083 0,072 0,065 0,058 0,049

0,606 0,620 0,634 0,652 0,670 0,704 0,732 0,760 0,782 0,810 0,834 0,856 0,870 0,884 0,902 0,920 0,954 0,982 1,010 1,032 1,060 1,084 1,106 1,120 1,134 1,152 1,170 1,204 1,232 1,260 1,282 1,310 1,334 1,356 1,370 1,384 1,402

4,55E-03 4,06E-03 3,63E-03 3,15E-03 4,05E-03 3,16E-03 2,60E-03 2,23E-03 1,93E-03 1,67E-03 1,45E-03 1,27E-03 1,17E-03 1,08E-03 9,77E-04 1,24E-03 1,04E-03 9,26E-04 8,05E-04 7,23E-04 6,32E-04 5,65E-04 5,11E-04 4,95E-04 4,65E-04 4,43E-04 5,35E-04 4,64E-04 4,13E-04 3,70E-04 3,39E-04 3,14E-04 2,87E-04 2,72E-04 2,59E-04 2,46E-04 2,37E-04

1,20E-02 1,11E-02 9,97E-03 8,66E-03 1,00E-02 7,82E-03 6,68E-03 5,54E-03 4,80E-03 4,03E-03 3,48E-03 3,17E-03 2,92E-03 2,70E-03 2,44E-03 2,89E-03 2,41E-03 2,17E-03 1,88E-03 1,69E-03 1,53E-03 1,37E-03 1,24E-03 1,16E-03 1,09E-03 1,01E-03 1,18E-03 1,02E-03 9,44E-04 8,44E-04 7,74E-04 6,95E-04 6,34E-04 5,85E-04 5,55E-04 5,28E-04 4,95E-04

Tabla 6.4 Caída de presión Total. “Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 74

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” 75

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” 76

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” 77

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” 78

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” 79

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” 80

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” 81

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” 82

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” 83

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” 84

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” 85

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” 86

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” 87

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” 88

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” 89

(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” 90

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” 91

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” 92

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” 93

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” 94

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” 95

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” 96

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” 97

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 plg

tubo c/ aleta 1

2

$ intercambiador 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” 98

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” 99

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)

Tema tubos con aleta instalación

tubos con aleta Observación Volumen Valor unitario tiempo Valor 3 3 8715 m 105,64 $US/m 2 años 920.652,60 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” 100

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

acero inox

81 planchas

5708,07 m3

6,6 $US/Kg

perforación

8715

1 $US

1 mes

8715

instalación

81

5 $US

1 mes

405

Sub total

tiempo

Valor

1 mes 37.673,3

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” 101

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

136

1,89 $US

1 mes

257,04

acero 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 Sub total

200000 m3 11,13 $US/m3 5 meses 2.226.000 2.626.792,4

Tabla 8.5 Piscina de agua de mar “Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 102

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

hormigón

Volumen

Valor unitario

tiempo

Valor

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

3

3

5 meses

870.091

excavación

90729 m

9,59 $US/m

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).

Total vaporizador Total piscina y canaleta

TOTAL

dólares 2.968.437,18 3.712.002,38 dólares pesos 6.680.439,56 3.540.632.966,8

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 103

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” 104

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 excavación 273554 11,13

tiempo 9 meses

Sub total

Valor 3.044.656,02 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 Valor Tema Observación Volumen unitario Tratamiento de tierra 6361,73 4,32

Tiempo 1 meses

Sub total

Valor 27.482,67 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” 105

Tema hormigón Fierro pretensado

Estanque exterior (Concreto) Observación Volumen Valor unitario 12553,2 59,05 592 1,89 19909 5,66

Sub total

Tiempo 1 año 1 mes 1 año

Valor 741.266,46 1.118,88 112.684,94 855.070,28

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)

Tema Placas de acero Soldadura

Estanque exterior (Acero) Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor 8861211 6,60 1 año 58.483.992,6 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” 106

Estanque interior (Acero 18% cromo 8% níquel) Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Placas de acero 8034546 7,00 1 año Soldadura 1 157.126,42 1 año Sub total

Valor 56.241.822 157126,42 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

Tema Perlita

Observación

Aislante Perlita Volumen Valor unitario 13578,2 20

tiempo 1 año

Sub total

Valor 271564 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

Tema Lana mineral

Aislante Lana Mineral Observación Volumen Valor unitario 2625,9 75,47

Sub total

Tiempo 1 año

Valor 198176,67 198176,67

Tabla 8.15 Aislamiento Lana mineral

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 107

Techo de aluminio (Anexo D.2.7) El valor del aluminio es 1753 pesos el Kg.

Tema Aluminio soldadura

Techo de aluminio Volumen Valor unitario 31153 3,31 1 13.976,89

Observación

Tiempo 1 mes 1 mes

Sub total

Valor 103.116,43 13.976,89 117.093,32

Tabla 8.16 Techo de aluminio.

Cabezal elíptico de acero

Tema acero soldadura

Observación

cabezal Volumen Valor unitario 2059986 6,60 1 38.980,75

Tiempo 4 meses 4 meses

Sub total

Valor 13.595.907,6 38.980,75 13.634.888,35

Tabla 8.17 Cabezal elíptico de acero.

Sumario Estanques de almacenamiento de Gas Natural Licuado.

Total Total los dos estanques

Dólares $ 133.188.998,75 $ 266.377.997,5

pesos $ 70.590.169.337,5 $ 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” 108

tema excavación Tratamiento de tierra hormigón Fierro pretensado Placas de acero Soldadura Placas de acero Soldadura Perlita Lana mineral Aluminio soldadura acero soldadura

tiempo 1 año 1 mes 1 año 1 mes 1 año 1 año 1 año 1 año 1 año 1 año 1 año 1 mes 1 mes 4 meses 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” 109

muelle Tema Observación Volumen Valor unitario pilares prefabricados 300 1.811,32 hormigón 3510 59,05 Fierro 3100 1,89

Tiempo Valor 2 años 543.396 5 meses 207.265,5 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)

Tema cañerías brazo hidráulico

brazo de descarga Observación Volumen Valor unitario Tiempo 3656,466 6,60 1 mes 1 75.000 1 mes

Sub total

Valor 24.132,68 75.000 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” 110

Muelle de descarga

Dólares $ 1.053.918,54

Pesos $ 558.576.826,2

Tabla 8.22 Sumario Muelle de descarga mas Brazos hidráulicos

Tema pilares prefabricados hormigón Fierro cañerías brazo hidráulico

Tiempo 2 años 5 meses 1 mes 1 mes 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” 111

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)

Tema cañería soldadura

Observación

cañería envío Volumen Valor unitario Tiempo Valor 13222,55 6,60 1 mes 87.268,83 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)

Tema cañería soldadura

cañería salida GNL Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor 44991,67 6,60 1 mes 296.945,02 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” 112

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)

Tema

Observación

cañería agua de mar Valor Volumen unitario

cañería

863.840,0991

6,60

soldadura

1

198.340,70

Tiempo 1 año 1,5 años

Valor $ 5.701.344,65 $ 198.340,70 $ 5.899.685,35

Sub total

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)

Tema

Observación

cañería piscina Valor Volumen unitario

cañería

21.596,00248

6,60

soldadura

1

92.946,93

Sub total

Tiempo 1 año 1,5 años

Valor $ 142.533,62 $ 92.946,93 $ 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” 113

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)

Tema Observación cañería soldadura

alivio a antorcha Valor Volumen unitario 132225,52 6,60 1 23.669,51

Sub total

Tiempo Valor 1 mes 872.688,43 1 mes 23.669,51 896.357,94

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)

Tema cañería soldadura Sub total

Observación

alivio a atmosfera Volumen Valor unitario Tiempo Valor 881,50 6,60 1 mes 5.817,9 1 5.069,74 1 mes 5.069,74 10.887,64

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 114

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)

Tema cañería soldadura

Observación

alivio a envió GN Volumen Valor unitario Tiempo Valor 8815,03 6,60 1 mes 58.179,2 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)

Tema cañería soldadura

entrada de nitrógeno seco Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor 1763,01 6,60 1 mes 11.635,87 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” 115

Para la instalación se ocuparan 10 obreros

Sumario para Cañerías. Dólares Total

$ 11.190.643,27

Pesos $ 5.931.040.930,49

Tabla 8.33 Sumario para Cañerías. Tema cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura cañería soldadura

Tiempo 3 meses 6 meses 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 año 1,5 años 1 año 1,5 años 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes

Tabla 8.34 Sumario para tiempos de cañería

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 116

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.

Tema bomba

bomba recirculación Valor Observación Volumen unitario 2 15.000

Tiempo Valor 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.

Tema bomba

bomba envío de GNL Valor Observación Volumen unitario 2 15.000

Tiempo Valor 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” 117

Bombas de Agua de Mar a piscinas bomba de agua de mar Tema Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor 6 meses 40000 bomba 4 10000 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 Observación Volumen Valor unitario Tiempo Valor 6 bomba 3 10000 meses 30000 Tema

Sub total

30000

Tabla 8.38 Bombas de piscina a vaporizadores. Para la instalación se ocuparan 20 obreros

Sumario Bombas.

Total

Dólares $ 130.000,00

Pesos $ 68.900.000,00

Tabla 8.39 Sumario Bombas Tema bomba

Tiempo 1 mes

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 118

bomba bomba bomba

1 mes 6 meses 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 portería oficinas administrativas servicios comedores Taller de mantención bodega Laboratorio

Tiempo 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes

TOTAL

Dólares $ 5.000 $ 400.000 $ 60.000 $ 100.000 $ 250.000 $ 200.000 $ 100.000

Pesos $ 2.650.000 $ 212.000.000 $ 31.800.000 $ 53.000.000 $ 132.500.000 $ 106.000.000 $ 53.000.000

$ 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 SUB TOTAL

Tiempo

Dólares

Pesos

$ 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” 119

nombre Permisos Permisos de construcción Permisos diversos servicios y organismos Permiso de operación

Tiempo 1 mes

Aprobado Dólares $ 20.000

Pesos $ 10.600.000

1 mes 1 mes

$ 20.000 $ 50.000

$ 10.600.000 $ 26.500.000

$ 90.000

$ 47.700.000

SUB TOTAL Tabla 8.43 Permisos

Algunas obras civiles como la compra del terreno se pueden observar en la Tabla 8.44

obra civil terreno movimiento de tierras pavimentación cierre perimetral canalización aguas lluvias

Tiempo 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes 1 mes

SUB TOTAL

Dólares $ 800.000 $ 100.000 $ 25.000 $ 75.000 $ 50.000

Pesos $ 424.000.000 $ 53.000.000 $ 13.250.000 $ 39.750.000 $ 26.500.000

$ 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 Red agua potable Sistema telefónico Sistema computacional Red agua servicio SUB TOTAL

Tiempo 1 mes 1 mes 6 meses 1 mes

Dólares $ 5.000 $ 1.000 $ 10.000.000 $ 10.000

Pesos $ 2.650.000 $ 530.000 $ 5.300.000.000 $ 5.300.000

$ 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” 120

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 Ingeniería detalle Costo obreros Administración construcción Estudio de Mercado fabricacion de Equipos Imprevistos y no considerados ( 15 % ) SUB TOTAL

Dolares US$ 600.000 21.660.000 720.000 60.000 109.500.000

Pesos $ 318.000.000 11.479.800.000 381.600.000 31.800.000 58.035.000.000

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” 121

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” 122

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” 123

Nitrógeno seco electricidad agua potable Cloro Gas Natural Licuado

volumen unidad 10.000 m3 25.000.000 KW/h 1.000 m3 1.000 m3 166.666,6

m3

Precio unitario $ 1.000,00 $ 0,20 $ 3,00 $ 400,00

Dólares $ 10.000.000,00 $ 5.000.000,00 $ 3.000,00 $ 400.000,00

$ 23,00

$ 63.847.970,58

Total

$ 79.250.970,58

Tabla8.49 Suministros de operaciones y servicios generales.

8.2.2 Sueldos Sueldos Operario Ayudantes Supervisor Laboratoritos Ingenieros otros Total

Numero Turnos 5 3 15 3 1 3 1 3 5 1 50 77

precios unitario $ 1.500,00 $ 800,00 $ 2.000,00 $ 1.200,00 $ 4.000,00 1200

Dólares $ 22.500,00 $ 36.000,00 $ 6.000,00 $ 3.600,00 $ 20.000,00 $ 60.000,00 $ 148.100,00

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 124

Tabla 8.50 Sueldos

8.2.3 Gastos Laboratorio Gastos Laboratorio

Dólares 50.000

Tabla 8.51 Gastos Laboratorio 8.2.4 Costos indirectos. Tema Impuestos locales Seguros Total

Dólares $ 100.000,00 $ 50.000,00 $ 150.000,00

Tabla 8.52 Costos indirectos. 8.2.5 Total Costos de producción Tema Suministros de operación y Servicios generales Sueldos Gastos Laboratorio Costos indirectos

Dólares $ 79.292.963,58 $ 148.100,00 $ 50.000,00 $ 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” 125

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 1 10 50 100 500 1.000 10.000 100.000

valor $ 1.207 $ 9.575 $ 38.985 $ 71.595 $ 357.995 $ 638.795 $ 6.398.795 $ 63.998.795 Promedio

valor por m3 $ 1.207 $ 958 $ 780 $ 716 $ 716 $ 639 $ 640 $ 640 $ 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” 126

Los ingresos totales del mes serán: M3/día 10.000.000

M3/mes 300.000.000

Precio peso/m3 318

pesos/mes $ 95.400.000.000

Dólares/mes $ 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” 127

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” 128

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” 129

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” 130

Precio Tasa de descuento TIR VAN

0,6 10% 34% 2.073.344.283

Tabla 8.58 Indicadores Económicos para inversión ( 0,6 dólares) Indicadores Precio Tasa de descuento TIR VAN

Valor 0,476 10% 10% 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” 131

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” 132

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” 133

CONCLUSIÓN

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 134

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” 135

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.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

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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” 140

ANEXOS

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 141

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” 142

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” 143

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 220687,5 110343,8 61,3 30,7 1650742,5 825371,3 27512,4 13756,2

3 vías 73562,5 20,4 550247,5 9170,8

pie3/h Pie3/s gal/h 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 16 24 30

D int 15 23 29,37

Fc 568 1325 2110

GPM GPM 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” 144

-

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” 145

-

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” 146

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” 147

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” 148

Grafico A.4 Grafico de Moody

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 149

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” 150

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 30

D int 29,37

Fc 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” 151

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” 152

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)

k espesor (m) 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” 153

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” 154

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” 155

/h

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 156

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: Pd = Patm + Pop

Donde: Pd : presión de diseño. Patm : presión atmosférica. Pop : presión de operación.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 157

Altura m 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

H m 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

P op Pa 0 8820 17640 26460 35280 44100 52920 61740 70560 79380 88200 97020 105840 114660 123480 132300 141120 149940 158760 167580 176400

P atmosfe. Pa 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325

presion int Pa atm 130325 1,3 139145 1,4 147965 1,5 156785 1,6 165605 1,7 174425 1,7 183245 1,8 192065 1,9 200885 2,0 209705 2,1 218525 2,2 227345 2,3 236165 2,4 244985 2,4 253805 2,5 262625 2,6 271445 2,7 280265 2,8 289085 2,9 297905 3,0 306725 3,1

Psi 18,9 20,2 21,5 22,7 24,0 25,3 26,6 27,8 29,1 30,4 31,7 33,0 34,2 35,5 36,8 38,1 39,4 40,6 41,9 43,2 44,5

Tabla B.1 Presión interna.

• -

Calculo del espesor:

Membrana:

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 158

Membrana Altura

t mm

C

tf

t comercial

40

36,5 38,9 41,4 43,9 46,4 48,8 51,3 53,8 56,2 58,7 61,2 63,6 66,1 68,6 71,0 73,5 76,0 78,5 80,9 83,4 85,9

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

37,5 39,9 42,4 44,9 47,4 49,8 52,3 54,8 57,2 59,7 62,2 64,6 67,1 69,6 72,0 74,5 77,0 79,5 81,9 84,4 86,9

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Lamme t t comercial

36,5 39,0 41,4 43,9 46,4 48,9 51,3 53,8 56,3 58,8 61,2 63,7 66,2 68,6 71,1 73,6 76,1 78,5 81,0 83,5 86,0

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

ASME t

t comercial

36,5 39,0 41,4 43,9 46,4 48,9 51,3 53,8 56,3 58,8 61,2 63,7 66,2 68,7 71,1 73,6 76,1 78,6 81,0 83,5 86,0

38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

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” 159

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” 160

B.1.2 Cálculo de los esfuerzos:

1.

esfuerzos por presión de operación.

fx =

P ⋅ do 4 ⋅ td

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:

fc = ρc ⋅ g ⋅ X

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 161

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.

Wc = π ⋅ (r02 − ri 2 ) ⋅ ρ cb ⋅ g r0 = ri + 2 ⋅ t

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” 162

Tabla B.3 Esfuerzos por peso muerto de carcasa. •

Debido a la aislación: Wa = π ⋅ d a ⋅ t a ⋅ ρ a ⋅ g ⋅ X d a = d0 + 2 ⋅ ta

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” 163

ta . espesor de la aislación.

fa =

ta ⋅ ρa ⋅ g ⋅X td

Donde: fa : esfuerzo debido a la aislación.

h 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

Pop 130325 139145 147965 156785 165605 174425 183245 192065 200885 209705 218525 227345 236165 244985 253805 262625 271445 280265 289085 297905 306725

Di m 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70

t mm 38 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100

Fa Peso N 138866,4 138894,0 138894,0 138894,0 138913,7 138913,7 138964,9 138964,9 138964,9 138964,9 138964,9 139012,2 139012,2 139012,2 139012,2 139012,2 139110,7 139110,7 139110,7 139110,7 139110,7

Fa 8252,6 6968,9 6968,9 6968,9 6272,0 6272,0 4977,8 4977,8 4977,8 4977,8 4977,8 4181,3 4181,3 4181,3 4181,3 4181,3 3136,0 3136,0 3136,0 3136,0 3136

Fa Peso N 593440,4 589528,8 589528,8 589528,8 586734,8 586734,8 579470,5 579470,5 579470,5 579470,5 579470,5 572765,0 572765,0 572765,0 572765,0 572765,0 558795,1 558795,1 558795,1 558795,1 558795,1

Fa 5466,2 5275,0 5275,0 5275,0 5145,0 5145,0 4830,1 4830,1 4830,1 4830,1 4830,1 4565,9 4565,9 4565,9 4565,9 4565,9 4083,3 4083,3 4083,3 4083,3 4083,3

Tabla B.4 Esfuerzo debido a pesos muertos de aislación.

•

Suma de esfuerzos: f PM = ∑ f i

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 164

Donde: fPM : esfuerzo por pesos muertos. fi : esfuerzos por pesos muertos individuales. TOTAL Peso 2009153,5 2240629,3 2240629,3 2240629,3 2405997,9 2405997,9 2836068,6 2836068,6 2836068,6 2836068,6 2836068,6 3233200,8 3233200,8 3233200,8 3233200,8 3233200,8 4061003,4 4061003,4 4061003,4 4061003,4 4061003,4

Fi 90074,5 88599,6 88599,6 88599,6 87772,7 87772,7 86163,6 86163,6 86163,6 86163,6 86163,6 85103,0 85103,0 85103,0 85103,0 85103,0 83575,1 83575,1 83575,1 83575,1 83575,1

64194400,6 N 1805627,0

Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa Pa

Tabla B.5 Esfuerzos totales estanque interno.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 165

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” 166

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 m m 40 0 38 2 36 4 34 6 32 8 30 10 28 12 26 14 24 16 22 18 20 20 18 22 16 24 14 26 12 28 10 30 8 32 6 34 4 36 2 38 0 40 Tabla B.6 Presión interna. •

P op Pa 0 8820 17640 26460 35280 44100 52920 61740 70560 79380 88200 97020 105840 114660 123480 132300 141120 149940 158760 167580 176400

P atmosfe. Pa 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325 130325

presion int Pa atm 130325 1,3 139145 1,4 147965 1,5 156785 1,6 165605 1,7 174425 1,7 183245 1,8 192065 1,9 200885 2,0 209705 2,1 218525 2,2 227345 2,3 236165 2,4 244985 2,4 253805 2,5 262625 2,6 271445 2,7 280265 2,8 289085 2,9 297905 3,0 306725 3,1

Psi 18,9 20,2 21,5 22,7 24,0 25,3 26,6 27,8 29,1 30,4 31,7 33,0 34,2 35,5 36,8 38,1 39,4 40,6 41,9 43,2 44,5

Calculo del espesor:

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 167

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 37,8 40,4 43,0 45,5 48,1 50,6 53,2 55,8 58,3 60,9 63,4 66,0 68,6 71,1 73,7 76,2 78,8 81,4 83,9 86,5 89,0 89,9

1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

38,8 38,8 41,4 44,0 46,5 49,1 51,6 54,2 56,8 59,3 61,9 64,4 67,0 69,6 72,1 74,7 77,2 79,8 82,4 84,9 87,5 90,0 90,9

45 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100

360 360 360 360 400 400 504 504 504 504 504 600 600 600 600 600 800 800 800 800 800 800 800

37,9 37,9 40,4 43,0 45,5 48,1 50,7 53,2 55,8 58,4 60,9 63,5 66,1 68,6 71,2 73,8 76,3 78,9 81,5 84,0 86,6 89,2 90,1

45 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100

37,9 37,9 40,4 43,0 45,6 48,1 50,7 53,2 55,8 58,4 60,9 63,5 66,1 68,6 71,2 73,8 76,3 78,9 81,5 84,0 86,6 89,2 90,1

45 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100

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” 168

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)

m3 de acero para el piso. El cual tiene un peso de 800 kg/m2 por lo que

Se ocupan 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” 169

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” 170

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.

fx =

P ⋅ do 4 ⋅ td

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” 171

2.- esfuerzos por pesos muertos.

•

Debido a la carcasa:

fc = ρc ⋅ g ⋅ X

Donde: fc : esfuerzo debido a la carcasa. (Pa) ρc : densidad del material de la carcasa. X : distancia a lo largo de la carcasa.

Wc = π ⋅ (r02 − ri 2 ) ⋅ ρ cb ⋅ g r0 = ri + 2 ⋅ t

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” 172

icr = 150 [mm]

L = 72600 [mm]

SF1= 3 [pulg] (76 [mm])

L = 484 icr

Deq = d 0 +

wCAB =

d0 72750 2 2 + 2 * S F + * icr = 72750 + + 2 * 76 + * 150 42 3 42 3

π * Deq2 4

*t * ρ * g =

f CAB =

1

π * (74,7 )2 4

* (0,75) * 7830 * 9.8

WCAB 252220386,07 = π * d 0 * t π * 72750 * 0,75

Tabla 5.8 Brownell.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 173

h 41 40,7 38,7 36,7 34,7 32,7 30,7 28,7 26,7 24,7 22,7 20,7 18,7 16,7 14,7 12,7 10,7 8,7 6,7 4,7 2,7 0,7 0

Pop 130325 130325 139145 147965 156785 165605 174425 183245 192065 200885 209705 218525 227345 236165 244985 253805 262625 271445 280265 289085 297905 306725 309812

Di 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6

t 45 45 45 45 50 50 63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 100 100

F carcasa peso 236416,2 1576107,9 1576107,9 1576107,9 1751351,5 1751351,5 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2627931,3 2627931,3 2627931,3 2627931,3 2627931,3 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 1226789,8

fc 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0

Tabla B.8 esfuerzo axial debido a la carcasa.

•

Suma de esfuerzos: f PM = ∑ f i

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 174

Donde: fPM : esfuerzo por pesos muertos. fi : esfuerzos por pesos muertos individuales. TOTAL Peso 252456802,3 1576107,9 1576107,9 1576107,9 1751351,5 1751351,5 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2207097,8 2627931,3 2627931,3 2627931,3 2627931,3 2627931,3 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 3505113,8 1226789,8

FX 78205,4 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 76734,0 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” 175

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” 176

Diámetro(m) Perímetro(m) Distancia(m) 60 188,50 10,47 50 157,08 10,47 40 125,66 10,47 30 94,25 10,47 20 62,83 10,47 10 31,42 10,47 Numero de cables

numero 18 15 12 9 6 3 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” 177

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 estanque interno techo 11,55 lana mineral 769,69 perlitas 3848,45 lana mineral perlitas estanque externo pared hormigon 5672,59 anillo concreto 9,90 arena 1211,29 vidrio celular 1548,19 Liquido 150000,00 equipos

2698,4 150,6 125

2400 2400 2500 160 450

TOTAL

Peso

Fx

5018871,06 31153,03 115915,31 481056,25 297838,26 1233739,72 31338821,12 13614204,86 23767,20 3028225,00 247710,40 67500000,00 2

1603470,12

122931304,2

Ws

49184936,39 305299,67 1135970,08 4714351,25 103178,8538 2918814,99 98978,05399 12090649,26 1766353,42 307120447,02 133419207,64 232918,56 29676605,00 2427561,92 661500000,00 19,60

N N N N N N N N N N N N N

1204726781,39 N

Tabla B.11 Peso del estanque completo.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 178

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” 179

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” 180

Figura B.5 Zapata con carga Axial.

Magnitud de la carga P Grupo al que pertenece la estructura: Longitud de C1: Longitud de C2: Profundidad de desplante Df: Resistencia del concreto f'c: Clase del concreto: Resistencia del acero fy:

122931 a 7400 7400 0,1 1000 1 4200

Ton cm cm m Kg/cm2

Resistencia del terreno ftu:

30

Ton/m2

Kg/cm2

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” 181

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” 182

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” 183

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” 184

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” 185

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” 186

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 Acero Cromo níquel Lana mineral Perlita expandida Acero Hormigón Piso Vidrio celular Arena acero Acero Cromo níquel Hormigón Techo Aluminio Lana mineral Perlita expandida Aire Acero Pared

47 0,035 0,03 45 1,2 0,04 0,03 45 47 1,2 200 0,035 0,03 0,02 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” 187

Figura B.8 Diámetros promedios para el cálculo del Calor.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 188

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” 189

Figura B.9 Calor atreves de una pared compuesta.

Techo

Aluminio Lana mineral Perlita expandidad Aire Acero

K 200 0,035 0,03 0,02 45

Espesor (mm) 0,003 0,2 1,0 3,80 0,75

Area(mts^2) 3848,45 3848,45 3848,45 3848,45 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” 190

B.5.3 Calor perdido por las paredes del piso del estanque.

Piso

Vidrio celular Arena acero Acero Cromo níquel Hormigón

k 0,04 0,03 45

Espesor (mm) 0,70 0,30 0,10

47 1,2

0,10 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” 191

B.6 Materiales de construcción.

Nombre ρ Hormigón 2,4 Acero 7,83 Acero cromo 18% níquel 8% 7,7914 Lana mineral 0,1506 Perlita Expandida 0,125 Vidrio celular 0,16 Aluminio 2,6984 arena 2,5

ρ [kg/m3] 2400 7830

°F 32 32

°C 0 0

K 1,2 45

7791,4 150,6 125 160 2698,4 2500

32 32 32 32 32 32

0 0 0 0 0 0

47 0,035 0,03 0,04 200 0,03

Tabla B.25 Materiales de construcción de los estanques.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 192

B.7 Aislación.

nombre Aerogel aislante de tubería aislante de tubería algodón en rama Aluminio, hojas, 7 cavidades por 2,5 plg asbesto aserrín Batista, Barnizada ceniza de madera (32-212°F) carbón vegetal, escamas carbón vegetal, escamas corcho, molido corcho, placa corcho, re granulado cuero, suela Diatomácea natural paralelo al estrato Diatomácea natural paralelo al estrato Diatomácea, tierra, polvo, gruesa Diatomácea, tierra, polvo, gruesa escoria, alto horno escoria, lana fibra aislante , placa fieltro, lana fieltro, pelo perpendicular a la fibra Fina Fina Kapok Ladrillo refractario aislante, caolín Lana Animal Lana mineral Lino Madera pino blanco madera Abeto Madera Balsa

ρ [lb/pie3] 8,5 26 26 5 0,2 29,3 12

11,9 15 9,4 10 8,1 62,4 27,7 27,7 20 20 12 14,8 20,6 17 17,2 17,2 0,88 19 6,9 9,4 34 28,1 7,8

ρ [kg/m3] °F °C k 136,2 248 120 0,0202 416,5 399 204 0,0793 416,5 1600 871 0,1369 80,1 86 30 0,0373 3,2 100 38 0,0389 469,3 -328 200 0,0669 192,2 70 21 0,0467 100 38 0,14 32 0 0,0638 190,6 176 80 0,0669 240,3 176 80 0,0793 150,6 86 30 0,0389 160,2 86 30 0,0389 129,7 86 30 0,0404 999,6 -18 0,1493 443,7 399 204 0,126 443,7 1600 871 0,1649 320,4 100 38 0,056 320,4 1600 871 0,1276 0,0 75 24 0,0996 192,2 86 30 0,0342 237,1 70 21 0,0436 330,0 86 30 0,0467 272,3 86 30 0,0327 275,5 399 204 0,0622 275,5 1600 871 0,1151 14,1 68 20 0,0311 304,4 392 200 0,0778 110,5 86 30 0,0327 150,6 86 30 0,035 86 30 0,0778 544,6 59 15 0,1353 450,1 140 60 0,0964 124,9 86 30 0,0389

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 193

Magnesia, Carbonato ligero Negro de Humo opacificada Papel Papel tapiz cartoncillo Papel tapiz tipo aislante Perlitas expandidas Plástico, piroxilina Seda Seda Barnizada sílice Tierra diatomácea, natural perpendicular al estrato Tierra diatomácea, natural perpendicular al estrato Vidrio celular Viruta de madera

19 10 8,5

304,4 160,2 136,2

43 14,8

688,8 237,1 125,0

6,3

100,9

8,5

136,2

70 21 0,0622 104 40 0,0591 248 120 0,0202 32 0 0,1167 86 30 0,0622 70 21 0,0436 32 0 0,03 32 0 0,1167 32 0 0,0404 100 38 0,1493 248 120 0,0202

27,7

443,7

399 204 0,0793

27,7 9,98 8,8

443,7 160,0 141,0

1600 871 0,1198 32 0 0,04 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” 194

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” 195

Figura C.1 Calor latente de vaporización, (Chilton, Colburn, and Vernon)

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 196

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

165

190

Hv cal BTU/lb

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” 197

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” 198

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” 199

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” 200

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” 201

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” 202

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” 203

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

QL QG

Metano 0,41 78,26

Etano 42,57 35,57

Propano 69,33 18,32

Butano 88,83 1,98

Unidades Cal/gr 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” 204

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)

Calor sensible calor latente Calor sensible Total

Metano

Etano

Propano

Butano

0,7 272,58

76,7 237,09

124,9 165

160,0 190

140,9 414,3

64,1 377,8

33,0 322,9

3,6 353,5

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” 205

C.3.1 Alaska

liquido calor latente Gas Total

Metano

Etano

Propano

Butano

474199,6 175048195,7 90514302,2

49285,1 152409,3 41180,9

0,0 0,0 0,0

0,0 0,0 0,0

266036697,5 242875,3 Total

0,0

0,0 266.279.572,8

Tabla C.6 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Alaska C.3.2 Argelia

liquido calor latente Gas Total

Metano

Etano

Propano

Butano

416241,9 153653416,2 79451443,1

4608155,6 14250267,3 3850413,3

1870204,1 2471371,5 494189,2

647906,1 769471,1 14441,7

233521101,2 22708836,2 Total

4835764,8

1431818,9 262.497.521,1

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” 206

C.3.3 Baltimore G&E

liquido calor latente Gas Total

Metano

Etano

Propano

Butano

447760,3 165288251,3 85467608,9

2291756,5 7087031,3 1914911,4

674236,7 890966,5 178162,6

185116,0 219848,9 4126,2

251203620,5 11293699,2 Total

1743365,8

409091,1 264.649.776,6

Tabla C.8 Total de Calor requerido para calentar 642833 lbs/hr de Gas Natural Licuado. Baltimore G&E

C.3.4 Nueva York

liquido calor latente Gas Total

Metano

Etano

Propano

Butano

465655,5 171894174,2 88883413,9

689991,2 2133729,9 576532,5

321065,1 424269,8 84839,4

102842,2 122138,3 2292,3

261243243,6 3400253,6 Total

830174,3

227272,8 265.700.944,3

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” 207

C.3.5 San Diego G&E

liquido calor latente Gas Total

Metano

Etano

Propano

Butano

441447,1 162957779,8 84262563,7

2957105,2 9144556,6 2470853,5

802662,7 1060674,5 212098,4

0,0 0,0 0,0

247661790,6 14572515,3 Total

2075435,6

0,0 264.309.741,5

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” 208

“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

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” 211

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” 212

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” 213

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” 214

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 15 10 5

Fluido frio Diferencia de T° Alta temp. Baja temp. Diferencias

5 -161,5 166,5

10 171,5 -161,5

Tabla C.16 Diferencias de temperatura en °C

Fluido caliente 59 50 9

Fluido frio Diferencia de T° Alta temp. Baja temp. Diferencias

41 -258,7 299,7

18 308,7 -290,7

Tabla C.17 Diferencias de temperatura en °F

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 215

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” 216

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” 217

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 liquido

Metano

Etano

Propano

Butano

0,14

0,55

2,3

4,8

Vapor promedio

0,01 0,075

0,0085 0,27925

0,0075 1,15375

0,007 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” 218

San Diego G&E liqido vapor

Metano

Etano

Propano

Butano

total

0,93 0,1302 0,0093

0,06 0,033 0,00051

0,01 0,023 0,000075

0 0 0

0,0980 0,1862 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” 219

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” 220

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” 221

. 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” 222

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” 223

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” 224

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” 225

•

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” 226

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” 227

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 138108,2 38,4 1033049,6 17217,5

2 cañerías 69054,1 19,2 516524,8 8608,7

3 cañerías 46036,1 pie3/h 12,8 Pie3/s 344349,9 gal/h 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” 228

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” 229

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 16 24 30

D int 15 23 29,37

Fc 568 1325 2110

GPM GPM 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 16 24 30

D int 15 23 29,37

Fc 568 1325 2110

GPM GPM GPM

V real 10,1 pie/s 4,3 pie/s 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” 230

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/s 61138,2 gal/h “Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 231

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” 232

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 5 6 8 10 12

D int 5,295 6,357 8,329 10,42 12,39

Fc 68,6 98,9 169,8 265,8 375,8

GPM GPM GPM GPM GPM

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 233

14 16 24 30

13,624 15 23 29,37

452 568 1325 2110

GPM GPM GPM 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 5 5,295 68,6 6 6,357 98,9 8 8,329 169,8 10 10,42 265,8 12 12,39 375,8 14 13,624 452 16 15 568 24 23 1325 30 29,37 2110

GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM

V real 14,9 10,3 6,0 3,8 2,7 2,3 1,8 0,8 0,5

pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s 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” 234

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 5 5,295 68,6 6 6,357 98,9 8 8,329 169,8 10 10,42 265,8 12 12,39 375,8 14 13,624 452 16 15 568 24 23 1325 30 29,37 2110

GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM GPM

V real 14,9 10,3 6,0 3,8 2,7 2,3 1,8 0,8 0,5

pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s pie/s

Re 608886,4 507049,5 386945,3 309248,2 260081,2 237771,9 208323,1 136932,4 109803,4

e/D 2,83286E-05 2,3596E-05 1,80094E-05 1,43954E-05 1,21065E-05 1,101E-05 0,00001 6,52174E-06 5,10725E-06

f KQ^2 0,017 35501,1 0,017 14233,4 0,017 3686,4 0,017 1202,9 0,017 506,1 0,015 277,8 0,015 171,7 0,015 20,3 0,015 6,0

delta Z 164 164 164 164 164 164 164 164 164

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” 235

Figura C.2 Largo Equivalente vaporizador.

aparato codo 90° T T

Largo equivalente cantidad diámetro 199 8 194 8 30578 8 Total

Leq total 13 2587 45 8730 45 1376010 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” 236

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 36,1 18,1 12,0 972876,3 486438,2 324292,1 16214,6 8107,3 5404,9

pie3/h Pie3/s gal/h 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” 237

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” 238

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 16 24 30

D int 15 23 29,37

Fc 568 1325 2110

GPM GPM 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 16 24 30

D int 15 23 29,37

Fc 568 1325 2110

GPM GPM GPM

V real 14,3 6,1 3,8

pie/s pie/s 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” 239

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” 240

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” 241

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 aporte AC aporte Inox Gas argon hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 1 1

Precio 1.512 0 10.038

Dólares 2,85 0,00 18,94

h

0,18

3.780

1

3.780

7,13

h unidad

0,08 0,2 Total

1.680 4.200

1 6

1.680 25.200 42.210

3,17 47,55 79,64

Tabla D.1 Precio para soldadura TIG

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 242

$ Tubo aluminio 1 2 4,62 4,62 3,75 3,75 3,07 3,07 2,40 2,40 1,77 1,77 8,96 8,96 8,20 8,20 7,58 7,58 6,75 6,75 6,01 6,01 5,30 5,30 4,83 4,83 4,35 4,35 3,73 3,73 14,95 14,95 13,68 13,68 12,59 12,59 11,46 11,46 10,54 10,54 9,33 9,33 8,26 8,26 7,25 7,25 6,59 6,59 5,93 5,93 5,06 5,06 19,42 19,42 17,69 17,69 16,22 16,22 14,71 14,71 13,49 13,49 11,90 11,90 10,51 10,51 9,20 9,20 8,36 8,36 7,50 7,50

$ aleta 1 2 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91 0,60 0,91

$ soldadura. 1 2 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8

tubo c/ aleta 1 2 96,51 102,55 95,64 101,69 94,95 101,00 94,28 100,33 93,65 99,70 100,84 106,89 100,09 106,13 99,47 105,51 98,64 104,68 97,89 103,94 97,18 103,23 96,72 102,76 96,24 102,28 95,61 101,66 106,83 112,88 105,57 111,61 104,48 110,52 103,34 109,39 102,42 108,47 101,21 107,26 100,14 106,19 99,14 105,18 98,48 104,52 97,81 103,86 96,94 102,99 111,31 117,35 109,58 115,62 108,11 114,15 106,60 112,64 105,38 111,42 103,79 109,83 102,40 108,44 101,09 107,13 100,24 106,29 99,39 105,43

$ intercambiador 1 2 2.969.819,84 1.671.832,34 2.943.085,46 1.657.669,34 2.921.932,99 1.646.463,45 2.901.314,67 1.635.540,54 2.881.871,49 1.625.240,18 2.438.962,85 1.456.205,14 2.420.742,19 1.445.941,42 2.405.704,38 1.437.470,61 2.385.646,97 1.426.172,24 2.367.636,23 1.416.026,77 2.350.462,52 1.406.352,81 2.339.203,19 1.400.010,41 2.327.686,71 1.393.523,17 2.312.501,95 1.384.969,58 2.096.616,18 1.311.182,77 2.071.750,20 1.296.464,64 2.050.348,30 1.283.796,90 2.028.111,78 1.270.635,15 2.010.054,72 1.259.947,21 1.986.327,82 1.245.903,30 1.965.326,20 1.233.472,48 1.945.536,04 1.221.758,72 1.932.674,03 1.214.145,72 1.919.603,37 1.206.409,23 1.902.491,65 1.196.280,83 1.814.561,98 1.169.769,94 1.786.389,85 1.152.543,85 1.762.421,70 1.137.888,31 1.737.760,26 1.122.808,86 1.717.897,04 1.110.663,32 1.691.997,58 1.094.826,87 1.669.246,23 1.080.915,36 1.647.943,37 1.067.889,54 1.634.164,16 1.059.464,12 1.620.211,62 1.050.932,72

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 243

6,38 23,90 21,71 19,86 17,97 16,45 14,48 12,76 11,15 10,12 9,07 7,71

6,38 23,90 21,71 19,86 17,97 16,45 14,48 12,76 11,15 10,12 9,07 7,71

0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60

0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91 0,91

79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8

79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8 79,8

98,27 115,78 113,60 111,75 109,85 108,34 106,37 104,65 103,04 102,01 100,96 99,60

104,31 121,83 119,64 117,79 115,90 114,38 112,41 110,69 109,08 108,05 107,00 105,64

1.602.017,97 1.577.446,40 1.547.620,44 1.522.416,40 1.496.632,95 1.475.968,06 1.449.149,97 1.425.701,88 1.403.833,84 1.389.731,58 1.375.484,47 1.356.953,91

1.039.808,06 1.061.728,75 1.042.649,68 1.026.527,16 1.010.034,01 996.815,09 979.660,09 964.660,82 950.672,27 941.651,34 932.537,74 920.684,12

. 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” 244

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” 245

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” 246

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” 247

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 Metros 0,3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Diámetro interno Metros 72,69 72,69 72,69 72,69 72,7 72,7 72,726 72,726 72,726 72,726 72,726 72,75 72,75

Diámetro Externo Metros 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74 74

espesor milímetros Metros 655 0,655 655 0,655 655 0,655 655 0,655 650 0,65 650 0,65 637 0,637 637 0,637 637 0,637 637 0,637 637 0,637 625 0,625 625 0,625

Volumen M3 45,28 301,85 301,85 301,85 299,57 299,57 293,63 293,63 293,63 293,63 293,63 288,14 288,14

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 248

24 26 28 30 32 34 36 38 40 40,7

72,75 72,75 72,75 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8

74 74 74 74 74 74 74 74 74 74

625 625 625 600 600 600 600 600 600 600

0,625 0,625 0,625 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

288,14 288,14 288,14 276,71 276,71 276,71 276,71 276,71 276,71 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” 249

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” 250

Altura Metros 0,3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 40,7

Diámetro interno Metros 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6

Diámetro Externo Metros 72,69 72,69 72,69 72,69 72,7 72,7 72,726 72,726 72,726 72,726 72,726 72,75 72,75 72,75 72,75 72,75 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8 72,8

espesor milímetros Metros 45 0,045 45 0,045 45 0,045 45 0,045 50 0,05 50 0,05 63 0,063 63 0,063 63 0,063 63 0,063 63 0,063 75 0,075 75 0,075 75 0,075 75 0,075 75 0,075 100 0,1 100 0,1 100 0,1 100 0,1 100 0,1 100 0,1 100 0,1 total

Volumen m3 3,08 20,54 20,54 20,54 22,82 22,82 28,76 28,76 28,76 28,76 28,76 34,25 34,25 34,25 34,25 34,25 45,68 45,68 45,68 45,68 45,68 45,68 15,99 715,46

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” 251

soldadura aporte AC kg aporte Inox kg Gas argón m3 hora soldador h hora ayudante h placa rX unidad

uf 0,072 0,587 0,478

pesos cantidad 1.512 621,3 12.327 10.038 621

m3

Precio 939.405 0 6.233.598

Dólares 1.772,46 0,00 11.761,51

0,18

3.780

4380

h

16.556.400

31.238,49

0,08 0,2 Total

1.680 4.200

4380 12426

h unidad

7.358.400 52.189.200 83.277.003

13.883,77 98.470,19 157.126,42

Kg

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 Metros 0 2 4 6 8 10

Diámetro interno Metros 70 70 70 70 70 70

Diámetro Externo Metros 70,076 70,09 70,09 70,09 70,1 70,1

espesor milímetros Metros 38 0,038 45 0,045 45 0,045 45 0,045 50 0,05 50 0,05

Volumen m3 16,72 19,80 19,80 19,80 22,01 22,01

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 252

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70 70

70,126 70,126 70,126 70,126 70,126 70,15 70,15 70,15 70,15 70,15 70,2 70,2 70,2 70,2 70,2

63 63 63 63 63 75 75 75 75 75 100 100 100 100 100 total

0,063 0,063 0,063 0,063 0,063 0,075 0,075 0,075 0,075 0,075 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1

27,73 27,73 27,73 27,73 27,73 33,02 33,02 33,02 33,02 33,02 44,05 44,05 44,05 44,05 44,05 644,16

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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 621,3

m3

Precio 939.405 0 6.233.598

Dólares 1.772,46 0,00 11.761,51

Kg

621

h

0,18

3.780

4380

h

16.556.400

31.238,49

h unidad

0,08 0,2 Total

1.680 4.200

4380 12426

h unidad

7.358.400 52.189.200 83.277.003

13.883,77 98.470,19 157.126,42

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 253

Tabla D.7 Costos soldadura para estanque exterior.

D.2.5 Aislamiento de perlita expandida.

Aislante 2 perlita expandida Altura Metros 0 2 4 6 8 10 12 14 16

Diámetro interno Metros 70,476 70,49 70,49 70,49 70,5 70,5 70,526 70,526 70,526

Diámetro Externo Metros 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6

espesor milímetros Metros 1062 1,062 1055 1,055 1055 1,055 1055 1,055 1050 1,05 1050 1,05 1037 1,037 1037 1,037 1037 1,037

Volumen M3 477,35 474,25 474,25 474,25 472,04 472,04 466,28 466,28 466,28

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 254

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

70,526 70,526 70,55 70,55 70,55 70,55 70,55 70,6 70,6 70,6 70,6 70,6

72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6 72,6

1037 1037 1025 1025 1025 1025 1025 1000 1000 1000 1000 1000 Total

1,037 1,037 1,025 1,025 1,025 1,025 1,025 1 1 1 1 1

466,28 466,28 460,96 460,96 460,96 460,96 460,96 449,88 449,88 449,88 449,88 449,88 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 Metros 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Diámetro interno Metros 70,076 70,09 70,09 70,09 70,1 70,1 70,126 70,126 70,126 70,126

Diámetro Externo Metros 70,476 70,49 70,49 70,49 70,5 70,5 70,526 70,526 70,526 70,526

espesor Volumen milímetros Metros M3 200 0,2 88,31 200 0,2 88,33 200 0,2 88,33 200 0,2 88,33 200 0,2 88,34 200 0,2 88,34 200 0,2 88,37 200 0,2 88,37 200 0,2 88,37 200 0,2 88,37

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 255

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

70,126 70,15 70,15 70,15 70,15 70,15 70,2 70,2 70,2 70,2 70,2

70,526 70,55 70,55 70,55 70,55 70,55 70,6 70,6 70,6 70,6 70,6

200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 Total

0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

88,37 88,40 88,40 88,40 88,40 88,40 88,47 88,47 88,47 88,47 88,47 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

, su

Techo de aluminio, tiene un diámetro de 35 metros, su superficie es de 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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 37

m3

Precio 55.944 0 371.406

Dólares 105,55 0,00 700,77

Kg

37

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” 256

hora ayudante placa rX

h unidad

0,08 0,2 Total

1.680 4.200

720 726

h unidad

1.209.600 3.049.200 7.407.750,00

2.282,26 5.753,21 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” 257

Figura D.9 Elipsoide Para la soldadura se ocuparan aproximadamente 100 kg de soldadura soldadura aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 100

Kg

100

m3

h

0,18

3.780

2880

h

10.886.400 20.540,38

0,08 0,2 Total

1.680 4.200

2880 900

h unidad

4.838.400 9.129,06 3.780.000 7.132,08 20.659.800 38.980,75

h unidad

Precio 151.200 0 1.003.800

Dólares 285,28 0,00 1.893,96

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” 258

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” 259

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 aporte AC

kg

uf pesos 0,072 1.512

cantidad 2827

m

Precio 4.275.079

Dólares 8.066,19

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 260

aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg m3

0,587 12.327 0,478 10.038

2827

0,18

3.780

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

h

m3

0,00 28.381.776

0,00 53.550,52

2880

h

10.886.400

20.540,38

2880 600

h unidad

4.838.400 2.520.000 50.901.655

9.129,06 4.754,72 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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 67,74

m3

Precio 102.423 0 679.980

Dólares 193,25 0,00 1.282,98

m

67,74

h

0,18

3.780

480,00

h

1.814.400

3.423,40

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

480,00 50,00

h unidad

806.400 210.000 3.613.203

1.521,51 396,23 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” 261

aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

0,072 1.512 0,587 12.327 0,478 10.038

235,62

m

235,62

0,18

3.780

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

h

m3

356.256 0 2.365.148

672,18 0,00 4.462,54

480,00

h

1.814.400

3.423,40

480,00 50,00

h unidad

806.400 210.000 5.552.204

1.521,51 396,23 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 m

Dólares

6.840.126,85

12.905,90

0,00

0,00

aporte AC

kg

0,072 1512

aporte Inox

kg

0,587 12327

Gas argon hora soldador hora ayudante

m3

0,478 10038

4523,89

m3

45.410.842,16

85.680,83

h

0,18

3780

8760,00

h

33.112.800,00

62.476,98

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

4523,89

Precio

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” 262

soldadura

uf

pesos cantidad 113,10

m

Precio

Dólares

171.003,17

322,65

0,00

0,00

1.135.271,05

2.142,02

aporte AC

kg

0,072 1512

aporte Inox

kg

0,587 12327

Gas argon hora soldador hora ayudante

m3

0,478 10038

113,10

m3

h

0,18

3780

8760,00

h

33.112.800,00 62.476,98

h

0,08

1680

8760,00

h

14.716.800,00 27.767,55

placa rX

unidad

0,2

4200

30,00

unidad

Total

126.000,00

237,74

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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 677,41

m3

Precio 1.024.237 0 6.799.800

Dólares 1.932,52 0,00 12.829,81

m

677,41

h

0,18

3.780

480

h

1.814.400

3.423,40

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

480 500,00

h unidad

806.400 2.100.000 12.544.838

1.521,51 3.962,26 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” 263

soldadura aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 4,52

m3

Precio 6.828 0 45.332

Dólares 12,88 0,00 85,53

m

4,52

h

0,18

3.780

480

h

1.814.400

3.423,40

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

480 3,33

h unidad

806.400 14.000 2.686.960

1.521,51 26,42 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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 4,52

m3

Precio 6.828 0 45.332

Dólares 12,88 0,00 85,53

m

4,52

h

0,18

3.780

480

h

1.814.400

3.423,40

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

480 3,33

h unidad

806.400 14.000 2.686.960

1.521,51 26,42 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” 264

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 aporte AC aporte Inox Gas argón hora soldador hora ayudante placa rX

kg kg m3

uf 0,072 0,587 0,478

pesos 1.512 12.327 10.038

cantidad 9,03

m3

Precio 13.656 0 90.664

Dólares 25,77 0,00 171,06

m

9

h

0,18

3.780

480

h

1.814.400

3.423,40

h 0,08 unidad 0,2 Total

1.680 4.200

480 6,67

h unidad

806.400 28.000 2.753.120

1.521,51 52,83 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” 265

D.5 Bombas

Figura D.13 Bomba sumergible.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 266

Figura D.14 Bomba Sumergible.

“Estudio de pre factibilidad técnica económica de una planta regasificadora de LNG” 267