Análisis de una red de transporte de gas

Gas transport network analysis

La creciente demanda de gas natural hace necesario el aumento de la capacidad de las redes de transporte. Esto puede lograrse ampliando la capacidad instalada y optimizando las condiciones de operación. En ambos casos es necesario contar con un conocimiento profundo del proceso involucrado. Tal conocimiento puede alcanzarse aplicando el método que se describe en el presente trabajo. El método propuesto está diseñado para analizar una red de gas utilizando herramientas de simulación, y fue utilizado para estudiar una red de transporte de gas existente en Argentina. Las etapas que componen el método propuesto son: 1) análisis del sistema (identificación de parámetros, perturbaciones, variables manipulables, variables de estado y variables de salida); 2) simulación estacionaria; 3) simulación dinámica; 4) estudio de casos (análisis de sensibilidad, estabilidad, controlabilidad, etc.). Una vez identificadas las variables críticas del sistema, la simulación estacionaria permite determinar, para distintos escenarios posibles, la cantidad y la presión del gas entregado a cada destino. Estos resultados pueden ser utilizados para diseñar procedimientos de operación adecuados para cada caso. Por otra parte, la simulación dinámica no se limita a describir los estados estacionarios del sistema sino que también describe cómo evoluciona el estado del proceso. Esta información adicional permite refinar los procedimientos anteriormente diseñados, y hace que un simulador dinámico sea una excelente herramienta para capacitar a operadores de planta. Para la simulación estacionaria se analizaron dos alternativas; en la primera se empleó el simulador HYSYS, mientras que en la segunda se utilizó un método tradicional de cálculo implementado en una planilla Excel. Los estados estacionarios predichos por ambos medios fueron similares. Luego se hizo un estudio de sensibilidad para las variables más relevantes del sistema. Este estudio fue completado mediante la realización de simulaciones dinámicas, para lo cual se usó exclusivamente el simulador HYSYS. Como resultado, se lograron determinar tanto la sensibilidad como la dinámica del sistema, información que es de suma utilidad para plantear mejoras a las instalaciones y a los procedimientos de operación de la red, demostrando de esta forma la utilidad del método propuesto.

Introducción

Con la creciente participación del gas natural en la matriz energética de los países con un promisorio sistema de reservas y posibilidades de explotación, se hace necesario el aumento de redes para el transporte del gas natural (Kuramoto et al., 1982; Maia et al., 2003). Tal es el caso de Tarija en Bolivia, de Santos en Brasil y del extremo norte en Argentina. El transporte de gas natural usando un sistema de tuberías representa uno de los más grandes y complejos sistemas mecánicos en el mundo. El gas natural entra en la tubería proveniente de la fuente de suministro, y de allí es transportado a uno o más puntos de entrega. A lo largo de la cañería se ubican estratégicamente estaciones compresoras equipadas con turbinas a gas, compresores y equipos de servicios.