Lecciones Aprendidas De los participantes de Natural Gas STAR NaturalGasf EPA POLLUTION PREVENTER OPCIONES PARA REDUCIR LAS EMISIONES DE METANO DE LOS DISPOSITIVOS NEUMATICOS EN LA INDUSTRIA DE GAS NATURAL (Options for Reducing Methane Emissions from Pneumatic Devices in the Natural Gas Industry) Resumen gerencial Los dispositivos neumaticos activados por gas natural presurizado se usan ampliamente en la industria de gas natural, por ejemplo en aplicaciones de controladores de nivel de Kquido, reguladores de presion y controladores de valvulas. Las emisiones de metano de los dispositivos neumaticos, que segun calculos son del orden de los 31 mil millones de pies cubicos por aho en el sector de produccion, 16 mil millones de pies cubicos por aho en el sector de procesamiento y 14 mil millones de pies cubicos en el sector de transmisiones, son una de las fuentes mas importantes de emisiones de metano liberadas por la industria de gas natural. Puede ser rentable reducir estas emisiones reemplazando dispositivos que producen alto ven- teo con dispositivos de bajo venteo, readaptando los dispositivos de alto venteo y mejorando las practices de mantenimiento. Los participantes de Natural Gas STAR han logrado importantes ahorros y reducciones de las emisiones de metano medi- ante el reemplazo, la readaptacion y el mantenimiento de dispositivos neumaticos que producen alto venteo. Los partici- pantes han concluido que la mayoria de inversiones en readaptacion se recuperan en poco mas de un aho, y los reempla- zos en un plazo minimo de 6 meses. A la fecha, los participantes de Natural Gas STAR han logrado ahorros de 20.4 mil mil- lones de pies cubicos mediante la readaptacion o el reemplazo de dispositivos neumaticos de alto venteo por dispositivos de bajo venteo, lo cual representa ahorros de $61.2 millones. Los ahorros individuals variaran segun el diseho, condicion y aspectos de operacion especificos del controlador. Accion Reemplazo: Cambiar a un dispositive de bajo venteo al final de la vida util. Reemplazo anticipado de unidad de alto venteo. Readaptacion Mantenimiento Volumen de gas ahorrado (miles de pies cubicos/ano) 50 a 200 260 230 45 a 260 Valor del gas ahorrado ($/ano)1 150 a 600 780 690 135a780 Costo de implementation ($) 150a2502 1,350 500 Insignificantea 350 Perfodo de recuperation de inversion (meses) 5a12 21 9 Oa5 1Costo de gas $3.00/mil pies cubicos. 2Costo incremental del equipo de bajo venteo comparado con equipo de alto venteo. Esta publicacion es una de la serie de resumenes de Lecciones Aprendidas desarrollados por EPA en cooperacion con la industria de gas natural que tratan acerca de las aplicaciones superiores del Programa de Mejores Practicas Administrativas (BMP, siglas en ingles) de Natural Gas STAR y Oportunidades Identificadas por los Participantes (PRO, siglas en ingles). ------- Antecedentes tecnologicos La industria de gas natural utiliza una variedad de dispositivos de control para operar valvulas y controlar los niveles de presion, flujo, temperatura o Kquido. Los dispositivos de control pueden activarse mediante electricidad o aire comprimido, cuando este esta disponible y es economico. Sin embargo, en la mayoria de aplicaciones, la industria de gas usa dispositivos neumaticos que emplean energia proveniente del gas natural presurizado. Los dispositivos neumaticos activados por gas natural realizan una variedad de funciones en los tres sectores de la industria de gas natural. En el sector de produccion se utilizan aproximadamente 250,000 dispositivos neumaticos para controlar y monitorear los flujos y los niveles de gas y Kquidos en deshidratadores y separadores, la temperatura en regeneradores de deshidratadores y la presion en tanques de venteo. En el sector de procesamiento se utilizan aproximadamente 13,000 dispositivos de gas neumatico para control de deshidratacion de glicol y compresores en estaciones colectoras/impulsadoras y valvulas de aislamiento en plantas de procesamiento (el control de procesos en plantas de procesamiento de gas es predominantemente aire para instrumentacion). En el sector transmision, un estimado de entre 90,000 y 130,000 dispositivos neumaticos accionan valvulas de aislamiento y regulan el flujo de gas y la presion en las estaciones compresoras, gaseoductos e instalaciones de almacenamiento. Los dispositivos neumaticos tambien se encuentran en los medidores de las estaciones de compuerta de las companies de distribucion, donde regulan el flujo, la presion y la temperatura. Como parte de la operacion normal, los dispositivos neumaticos liberan o expelen gas a la atmosfera y, consecuentemente, son una fuente importante de emisiones de metano de la industria de gas natural. La tasa de liberacion actual o niveles de emisiones depende en gran parte del diseho del dispositive. Definition de dispositive neumatico de alto venteo Cualquier dispositive neumatico que pierde mas de 6 pies cubicos estandar por hora (mas de 50 mil pies cubicos por ano) es considerado dispositive de alto venteo por el Programa de Natural Gas STAR. El Cuadro 1 muestra un esquema de un sistema de control neumatico de gas. El gas natural limpio, seco y presurizado se regula a una presion constante, generalmente alrededor de 20 psig (libras por pulgada cuadrada leidas en el manometro). Este suministro de gas se usa como suministro de alimentacion y sehal. Se envia un pequeho flujo a un dispositive que mide una condicion del proceso (nivel de Kquido, presion de gas, flujo, temperatura). Este dispositive regula la presion de este pequeho flujo de gas (de 3 a 15 psig) en proporcion a la condicion del proceso. El flujo fluye al controlador de valvulas neumaticas, donde su presion variable se usa para regular el accionador de la valvula. Para cerrar la valvula mostrada en el Cuadro 1, se dirige gas presurizado a 20 psig al accionador, empujando asi el diafragma hacia abajo contra el resorte, el cual, a ------- traves del vastago de la valvula empuja y cierra el tapon de la valvula. Cuando el gas es purgado del accionador, el resorte empuja y abre la valvula. La sehal debil indica venteo (liberacion) continua a la atmosfera. Los dispositivos electroneumaticos usan una corriente electrica baja en lugar del bajo flujo de gas para indicar el accionamiento de la valvula neumatica. Cuadro 1: Esquema de dispositivo neumatico 100 + por pi cuadr Ga ibras Regulador Igada I 3da 9 r-h Suministro de gas regulado s 1 20 libras por pulgada cuadrada Medicion del proceso Presion de nivel de I'quido Flujo de temperatura Sehal neumatica debil (3-1 5 libras por pulgada cuadre i ^. Serial de venteo Controlador debil (continua) neumatico *• Senal de venteo da) i ^j Flujo del proceso ^ Sehal neumatica fuerte &- Accionador de la valvula ~M Valvula de control VI En general, los controladores de diseho similar utilizan velocidades de purga de estado estable similares, independientemente de la marca. Los dispositivos neumaticos vienen en tres disehos basicos: * Los dispositivos de venteo continua se usan para modular el flujo, el nivel de Kquido o la presion, y generalmente liberan gas a una velocidad estable; * Los dispositivos de venteo por accionamiento o intermitente realizan un control de accion instantanea y liberan gas solo cuando abren o cierran una valvula o a medida que regulan el flujo de gas; y * Los dispositivos autonomos liberan el gas en el gaseoducto corriente abajo, no en la atmosfera. Para reducir las emisiones de los dispositivos neumaticos pueden emplearse las siguientes opciones, ya sea independientemente o en combinacion: 1. Reemplazar dispositivos de alto venteo con dispositivos de bajo venteo que tienen capacidades de rendimiento similares. 2. Instalar kits de readaptacion de bajo venteo en los dispositivos de operacion. 3. Mejorar el mantenimiento, limpieza y ajuste, reparar o reemplazar empaque- taduras que producen fugas, tubos y sellos. ------- Beneficios economicos y para el medio ambiente La experiencia de campo muestra que hasta un 80 por ciento de todos los dispositivos de alto venteo pueden reemplazarse con equipos de bajo venteo o readaptados. El Cuadro 2 lista las opciones generales aplicables para diferentes requisites de controlador. Cuadro 2: Opciones para reducir las emisiones de gas por tipo de controlador Accion Reemplazos Alto venteo con bajo venteo Readaptaciones Instalar kits de readaptacion Mantenimiento Suministro reducido de gas presion/reemplazo resortes/re-bench Reparation de fugas, limpiezay ajuste Cambiar ajuste de ganancia Extraer posicionadores innecesarios Tipos de dispositivos neumaticos Controladores de nivel X X X X X Controladores de presion X X X X X Posicionadores/ transductores X (electro-neumaticos) X X X X En general, la velocidad de venteo tambien varia con la presion del suministro de gas neumatico, la frecuencia de accionamiento y la antiguedad o condicion del equipo. Debido a la necesidad de precision, los Controladores de operacion rapida liberan mas gas que los dispositivos de operacion lenta. La condicion de un dispositive neumatico es un indicador de potencial de emisiones mas importante que la antiguedad; los dispositivos neumaticos bien mantenidos funcionan eficientemente por muchos ahos. La reduccion de emisiones de metano provenientes de dispositivos neumaticos de alto venteo a traves de las opciones presentadas anteriormente producira beneficios importantes, entre ellos: * Rendimiento financiero como resultado de la reduccion de emisiones de gas. Suponiendo que el precio del gas natural es $3.00 por mil pies cubicos, los ahorros resultantes de menores emisiones pueden ser entre $135 y $780 o mas por aho por dispositive. En muchos casos, el costo de la implementacion se recupera en menos de un aho. * Mayor eficiencia de operacion. La readaptacion o reemplazo total de las unidades usadas puede proporcionar un mejor rendimiento y confiabilidad a nivel de todo el sistema y mejorar el monitoreo de parametros tales como flujo de gas, presion o nivel de Kquido. ------- Menores emisiones de metano. Las reducciones en las emisiones de metano pueden ser de 45 a 260 mil pies cubicos por dispositive por aho, dependiendo del dispositive y de la aplicacion especifica. Proceso de decision Los operadores pueden determinar la opcion de reduccion de emisiones de gas mas apropiada para su situacion siguiendo el proceso de decision indicado a continuacion. Dependiendo de los tipos de dispositivos implicados, es posible que sea apropiado usar una o mas opciones de reduccion de emisiones de gas neumatico. Cinco pasos para reducir las emisiones de metano provenientes de los dispositivos neumaticos: 1. Ubicar y describir los dispositivos de alto venteo; 2. Establecer la factibilidad tecnica y costo de alternativas; 3. Calcular los ahorros; 4. Evaluar los aspectos economicos; y 5. Desarrollar un plan de implementation. Paso 1: Ubicar y describir los dispositivos de alto venteo. Primero los partici- pantes deben identificar los dispositivos de alto venteo que son candidates para reemplazo, readaptacion o reparacion. El proceso de identificacion y descripcion puede ocurrir durante el mantenimiento normal o durante una evaluacion de los dis- positivos neumaticos a nivel de toda la planta o especificos de la instalacion. Anote, por cada dispositive neumatico, la ubicacion, funcion, marca y modelo, condicion, antiguedad, vida util restante estimaday caractensticas de velocidad de venteo (volumen y si es intermitente o continue). La velocidad de venteo del dispositive neumatico puede determinarse mediante medicion directa o a traves de los datos proporcionados por el fabricante. La velocidad directa puede incluir estudios sobre embolsado en instrumentos seleccionados, mediciones de muestreo de alto volumen (vea "Inspeccion directa y mantenimiento en estaciones de compresor", Lecciones Aprendidas), o el metodo de medicion de fugas estandar del operador. Los operadores determinaran que no es necesario medir las velocidades de venteo en cada dispositive. En la mayoria de cases, es suficiente obtener muestreos de medicion de algunos dispositivos. La experiencia indica que las tasas de venteo de los fabricantes se subestiman, por lo tanto deben obtenerse datos de medicion cuando sea posible. El Apendice A contiene informacion relacionada a marcas, modelos y emisiones de gas - segun datos proporcionados por los fabricantes - para varies dispositivos neumaticos. Esta no es una lista completa pero cubre los dispositivos usados mas comunmente. Tambien incluye datos reales de campo sobre volumenes de venteo, si estan disponibles. Paso 2: Establecer la factibilidad tecnica y costo de alternativas. Casi todos los dispositivos neumaticos de alto venteo pueden reemplazarse o readaptarse con equipos de bajo ven- teo. Consulte con su distribuidor de dispositivos neumaticos o con un especialista en instrumentacion para obtener informacion sobre disponibilidad, especificaciones y costo de dispositivos Sin embargo, algunos dispositivos de alto venteo no deben reemplazarse con dispositivos de bajo venteo. El control de valvulas de gran tamano que requiere respuesta rapida y/o precisa a cambios del proceso a menudo requiere contro- ladores de alto venteo. Estos se encuen- tran con mayor frecuencia en contro- ladores de presion de descarga y desvio de compresores grandes. EPA recomienda contactar a los distribuidores para obtener informacion sobre nuevos dispositivos de bajo venteo y accion rapida. ------- apropiados. Los dispositivos de bajo venteo pueden solicitarse especificando volumenes de venteo menores de 6 pies cubicos estandar por hora (scfh, siglas en ingles). Es importante anotar que no todos los fabricantes reportan volumenes de venteo de la misma manera, y las companies deben tomar precauciones al hacer compras de dispositivos de bajo venteo. El Apendice B lista datos de costos de muchos dispositivos neumaticos de bajo venteo, y resume la compatibilidad de los kits de readaptacion con diversos controladores. Esta no es una lista completa pero cubre la mayoria de dispositivos mas comunmente usados. El mantenimiento de dispositivos neumaticos es un metodo economico de reducir emisiones. Todas las companies deben considerar el mantenimiento como parte importante de su plan de implementacion. La limpieza, ajuste y reparacion de empaquetaduras, tubos y sellos que producen fugas puede ahorrar entre 5 y 10 pies cubicos estandar por hora por dispositive. El ajuste para una operacion sobre un mayor rango de banda proporcional a menudo reduce los volumenes de venteo en un valor de hasta 10 pies cubicos estandar por hora por dispositive. La eliminacion de posicionadores de valvula innecesarios puede ahorrar hasta 18 pies cubicos estandar por hora por dispositive. Paso 3: Calcular los ahorros. Determine la cantidad de gas que puede ahorrarse con un controlador de bajo venteo, usando la medicion de campo del controlador de alto venteo y un dispositive similar de bajo venteo en servicio. Si estos volumenes reales de venteo no estan disponibles, use las especificaciones de ven- teo proporcionadas por los fabricantes. Los ahorros de gas pueden convertirse en valores monetarios de ahorros anuales usando el calculo de $3.00 por mil pies cubicos y multiplicando la reduccion de ven- teo, normalmente especificada en pies cubicos estandar por hora, por 8,670 horas por aho. Ahorros de gas = (Alto venteo, pies cubicos estandar por hora) - (Bajo venteo, pies cubicos estandar por hora) Ahorros anuales de gas = Ahorros de gas (pies cubicos estandar por hora) * 8,760 horas/aho * Mil pies cubicos/1000 pies cubicos estandar * $3.00/mil pies cubicos Paso 4: Evaluar los aspectos economicos. Se puede evaluar la rentabilidad de reemplazar, readaptar o mantener dispositivos neumaticos de alto venteo mediante un analisis economico sencillo. Es pertinente realizar un analisis de costo-beneficio del reemplazo o readaptacion, a menos que se requieran caractensticas de alto ven- teo por razones de operacion. El Cuadro 3 ilustra un analisis de costo-beneficio para el reemplazo de un controla- dor de nivel de Kquido de alto venteo. Se analiza el flujo de efectivo en un periodo de cinco ahos, el cual muestra la magnitud y cronograma de los costos (mostrados en parentesis) y los beneficios. En este ejemplo, con una inversion inicial de $380 se compra un controlador de nivel que ahorra 19 pies cubicos estandar por hora de ------- Cuadro 3: Calculo de rentabilidad del reemplazo Tipo de costos Costos de implementation, $ (costos de capital)1 Ahorros anuales, $ (nuevo comparado con antiguo)2 Costos de mantenimiento, $ (controlador nuevo)3 Mantenimiento que se evita, $ (controlador reemplazado)3 Beneficio neto Aho 0 (380) (380) Aho 1 498 (24) 50 524 Aho 2 498 (24) 50 524 Aho 3 498 (24) 50 524 Aho 4 498 (24) 50 524 Aho 5 498 (24) 50 524 Valor presente neto4 = $1,606 Rendimiento de la inversion = 138% Notas: 1 Costo de cotizacion de un dispositive Fisher 2680. Vea el Apendice B. 2 Ahorro anual por dispositive calculado como el cambio en volumen de venteo de 19 pies cubicos estandar por hora x 8,760 horas/ano = 167 mil pies cubicos/ano a $3/mil pies cubicos. 3 Los costos de mantenimiento son estimados. 4 Valor presente neto (NPV, siglas en ingles) basado en una tasa de descuento de 10% por 5 anos. gas. A $3.00 por mil pies cubicos, el dispositive de bajo venteo ahorra $498 por aho. Se muestran los costos anuales de mantenimiento de los dispositivos nuevo y antiguo. El costo de mantenimiento del dispositive antiguo de alto venteo se mues- tra como beneficio porque es un costo que se evita. El valor presente neto (NPV, siglas en ingles) es igual a los beneficios menos los costos acumulados en cinco ahos y con una tasa de descuento de 10% cada aho. El rendimiento de la inversion (ROI, siglas en ingles) es la tasa de descuento a la cual el valor presente neto (NPV) generado por la inversion es igual a cero. El Cuadro 4 ilustra el rango de ahorros ofrecido por metodos probados para la reduccion de emisiones de gas. Por razones de simplicidad se supone que el costo de mantenimiento del dispositive neumatico sera igual antes y despues del reemplazo, readaptacion o mantenimiento mejorado. Como se ve en el Cuadro 4, algunas veces es posible que mas de una opcion para reducir el venteo de gas sea apropiada y rentable para una aplicacion. Para las opciones listadas, tenga en cuenta que el periodo de recuperacion de la inversion con respecto al costo de implementacion puede variar entre menos de un mes hasta dos ahos. ------- Cuadro 4: Beneficios economicos de reducir las emisiones de dispositivos neumaticos Accion Reemplazo Controladores de nivel Alto venteo a bajo venteo Controladores de presion Alto venteo a bajo venteo Airset metal to soft-seat Readaptacion Controladores de nivel Mizer Orificio grande a pequeno Boquilla grande a pequena Controladores de presion Orificio grande a pequeno Mantenimiento Todos los tipos Reduction de presion de suministro Reparation de fugas, reajuste Controladores de nivel Cambio de ajuste de ganancia Posicionadores Extraction de innecesarios Costo1 ($) 380 1,340 77 500 30 140 30 153 23 0 0 Reducciones de volumen de venteo2 (mil pies cubicos/ ano/dispositivo) 166 228 219 219 184 131 184 175 44 88 158 Ahorros anuales3 ($/aiio) 498 684 657 657 552 393 552 525 132 264 474 Perfodo de recuperation de la inversion (meses) 9 24 1.4 9 <1 4 <1 4 2 inmediato inmediato Rendimiento de la inversion" (porcentaje) 31 42 >800 131 >1,800 >250 >1,800 >300 >500 ___ ___ 1Los costos de implementation representan costos promedios de los instrumentos neumaticos marca Fisher instalados. Deduction de tasa de venteo = cambio en volumen de venteo, pies cubicos estandar/hora x 8,760 horas/ano. Wiorros basados en costo de gas de $3.00/mil pies cubicos. 4Rendimiento de la inversion (ROI, siglas en ingles) calculado por 5 anos. ------- Otras tecnologfas Cuadro 5: Casos de estudio sobre readaptaciones para reducir fugas de gas en instalaciones de socios de Natural Gas STAR Estudio Companfa 1 : Plataforma 1 Plataforma 2 Readaptacion de controladores de nivel de liquido Companfa 2: Por dispositive Costos de implementation ($) 6,405 9,900 3,885 500 Reduction de emisiones (mil pies cubicos/ano) 2,286 3,592 1,717 219 Ahorros anuales ($/ano) 6,858 10,776 5,151 $657 Perfodo de recuperation de la inversion (meses) 11 11 9 9 Rendimiento dela inversion (%) 104 106 131 129 Los casos de estudio del Cuadro 5 anterior presentan los analisis realizados y los ahorros logrados por dos participantes de Natural Gas STAR que instalaron kits de readaptacion en sus instalaciones de produccion de gas. Paso 5: Desarrollar un plan de implementacion. Despues de identificar los dispositivos neumaticos que de manera rentable pueden reemplazarse, readaptarse o someterse a servicio de mantenimiento, disehe un plan sistematico para imple- mentar los cambios requeridos. Este puede incluir modificar el programa actual de inspeccion y mantenimiento y priorizar el reemplazo o las readaptaciones. Puede ser mas economico reemplazar simultaneamente todos los dispositivos que cumplen con los criterios tecnicos y economicos de su analisis para minimizar los costos de mano de obra y la interrupcion de las operaciones. Cuando un dispositive neumatico esta al final de su vida util y se ha programado su reemplazo, siempre que sea posible debe reemplazarse con un modelo de bajo venteo, en lugar de un nuevo dispositive de alto venteo. Algunas alternativas implementadas por los participantes como alternativas a los dispositivos neumaticos activados por gas son sistemas de aire para instrumentacion, gas de nitrogeno, controladores de valvulas electricas y sistemas de control mecanico. * Aire para instrumentacion. Estos sistemas sustituyen el gas natural con aire seco comprimido en los dispositivos neumaticos, eliminando de esta manera por completo las emisiones de metano. Los sistemas de aire para instrumentacion normalmente se instalan en instalaciones que tienen una alta concentracion de valvulas de control neumatico y presencia de operador a tiempo completo (por ejemplo, la mayoria de plantas de procesamiento de gas usan aire para instrumentacion para dispositivos neumaticos). El mayor costo asociado con los sistemas de aire para instrumentacion son capital y energia. Los sistemas de aire para instrumentacion son activados por compresores electricos y requieren la instalacion de deshidratadores y tanques de volumen para filtrar, secary almacenar el aire para instrumentacion. En general, los par- ------- ticipantes han determinado que la implementacion rentable de sistemas de aire para instrumentacion esta limitada a instalaciones de campo con alimentacion electrica disponible a traves de compahias de servicio publico o autogenerada. El estudio de Lecciones Aprendidas, "Convierta los controles neumaticos de gas a aire comprimido para instrumentacion", proporciona una descripcion detallada del proceso de decision tecnico y economico requerido para evaluar la conversion de dispositivos neumaticos de gas a aire comprimido para instrumentacion. * Gas de nitrogeno. A diferencia de los sistemas de aire para instrumentacion que requieren gastos de capital y alimentacion electrica, estos sistemas solo requieren la instalacion de un cilindro de nitrogeno Kquido criogenico, el cual se reemplaza periodicamente, y un vaporizador de nitrogeno Kquido. El sistema usa un regulador de presion para controlar la expansion del gas de nitrogeno (es decir, el gas presurizado) a medida que este ingresa al sistema de control. La principal desventaja de estos sistemas es el costo del nitrogeno Kquido y el potencial peligro de seguridad asociado con el uso de Kquidos criogenicos. * Controladores electricos de valvulas. Gracias a los avances tecnologicos, esta aumentando el uso de instrumentacion de control electronico. Estos sistemas utilizan pequehos motores electricos para operar las valvulas y por lo tanto no liberan metano en la atmosfera. Si bien requieren un suministro constante de electricidad y tienen un alto costo de operacion, tienen la ventaja de que no requieren el uso de gas natural ni un compresor para la operacion. * Sistemas de control mecanicos. Estos dispositivos se han usado ampliamente en la industria de gas natural y petroleo. Funcionan mediante el uso de una combinacion de resortes, palancas, canales de flujo y volantes de mano. Si bien tienen un diseho simple y no requieren gas natural ni suministro de alimentacion electrica para funcionar, su aplicacion es limitada por la necesidad de que la valvula de control este cerca del sistema de medicion del proceso. Ademas estos sistemas no pueden manejar grandes fluctuaciones de flujo y no tienen la sensibilidad que tienen los sistemas neumaticos. Cada una de estas opciones tiene ventajas y desventajas especificas. En los casos en que los participantes de Natural Gas STAR instalen estos sistemas para reem- plazar dispositivos neumaticos activados a gas, deben reporter las reducciones resultantes de emisiones y reconocer los ahorros. 10 ------- La experiencia de un socio Marathon Oil Company evaluo 158 dispositivos de control neumatico en 50 plantas de production usando el muestreador Hi Flow® para medir emisiones. La mitad de estos controladores se identifico como dispositivos sin venteo (por ej., valvulas de descarga ponderada, reguladores de accionamiento por resorte, controladores de temperatura capilar protegidos, interruptores de presion sin venteo). Se identifico como disposi- tivos de alto venteo a 35 de 67 controladores de nivel, 5 de 76 controladores de pre- sion y 1 de 15 controladores de temperatura. Las emisiones de gas medidas fueron 583 pies cubicos estandar por hora en total; 86 por ciento de las emisiones pro- cedieron de los controladores de nivel, con fugas de hasta 48 pies cubicos estandar por hora y en promedio 7.6 pies cubicos estandar por hora. Marathon concluyo que los "dispositivos de control con mayores emisiones pueden identificarse cualitativamente por sonido antes de la medicion de la fuga, lo cual hace innecesario medir cuantitativa- mente las emisiones de metano con equipo tecnologicamente avanzado". La experiencia de un socio Union Pacific Resources reemplazo 70 dispositivos neumaticos de alto venteo con dispositivos neumaticos de bajo venteo y readapto 330 dispositivos neumaticos de alto venteo. Como resultado, este participante calculo una reduccion total de emi- siones de metano de 49.6 millones de pies cubicos por ano. Suponiendo un precio de gas de $3 por mil pies cubicos, los ahorros corresponden al orden de $148,800. El costo de reemplazary readaptar todos los dispositivos, inclusive materialesy mano de obra, fue $118,500, lo cual resulta en un perfodo de recuperacion de la inversion de menos de un ano. Lecciones aprendidas Las lecciones aprendidas de los participantes de Natural Gas STAR son: * Si escucha o siente las emisiones, reemplace el dispositive. Si las emisiones pueden escucharse o sentirse, es una indicacion de que las emisiones son suficientemente significativas para requerir accion correctiva. * La frecuencia de ciclo de la valvula de control es una indicacion de emisiones excesivas. Cuando los dispositivos funcionan mas de una vez por minuto, pueden reemplazarse o readaptarse de manera rentable. * Las especificaciones de volumen de venteo indicadas por el fabricante no son necesariamente las que experimentaran los usuarios. Los volumenes reales de venteo generalmente excederan las especificaciones del fabricante debido a que las condiciones de operacion pueden ser diferentes a los supuestos del fabricante, y dependen tambien del ambiente de instalacion y del mantenimiento. * Combine la readaptacion o reemplazo de equipos con mejores actividades de mantenimiento. No pase por alto soluciones simples tales como reemplazar tubos o accesorios o cambiar la disposicion de los controladores. * Los orificios pequehos de los dispositivos de bajo venteo y de los kits de readaptacion pueden obstruirse debido a desechos y corrosion de los tubos. Por lo tanto, las tubenas y gasoductos de suministro neumatico deben lavarse antes de realizar una readaptacion con dispositivos de orificios mas pequehos, y los filtros de gas deben recibir un buen mantenimiento. 11 ------- Al reemplazar sistemas de control neumatico activados por gas natural presurizado, ya sea con sistemas de aire para instrumentacion o de otro tipo, no olvide considerar los ahorros provenientes de la reduccion resultante de emisiones de metano. Incluya la reduccion de emisiones de metano provenientes de dispositivos neumaticos en los informes anuales presentados como parte del Programa de Natural Gas STAR. Nota: La informacion de costo provista en este documento se basa en calculos para Estados Unidos. Los costos de equipo, mano de obra y el valor del gas variaran dependiendo del lugar, y podrian ser mayores o menores que en los Estados Unidos. La informacion sobre costo presentada en este documento solamente debe usarse como guia al determinar si las tecnologias y las practicas son convenientes economicamente para sus operaciones. Burlage, Brian, Fisher Controls International, Inc., contacto personal. Referencias Colwell, Chris, Masoneilan, contacto personal. Fisher Controls International, Inc. Pneumatic Instrument Gas Bleed Reduction Strategy and Practical Application. Frese, Jack, Norriseal, contacto personal. Garvey, J. Michael, DFC Becker Operations, contacto personal. Hankel, Bill, Ametek - Division PMT, contacto personal. Henderson, Carolyn, U.S. EPA Natural Gas STAR Program, contacto personal. Husson, Frank, ITT Barton, contacto personal. Loupe, Bob, Control Systems Specialist Inc., contacto personal. Murphy, John, Bristol Babcock, contacto personal. Radian Corporation. Pneumatic Device Characterization. Draft Final Report, Gas Research Institute and U.S. Environmental Protection Agency, enero de 1996. Tingley, Kevin, U.S. EPA Natural Gas STAR Program, contacto personal. Wilmore, Martin R., Shafer Valve Company, contacto personal. Ulanski, Wayne. Valve and Actuator Technology. McGraw-Hill, 1991. 12 ------- Apendice A La siguiente tabla contiene los volumenes de venteo declarados por los fabricantes. Se incluyen, cuando es posible, los volumenes reales de venteo. Ocurriran discrepancias debido a una variedad de razones, entre ellas: * Mantenimiento. * Condiciones de operacion. * Diferencias entre los supuestos del fabricante y los de operacion. Es importante anotar que la informacion del fabricante no ha sido verificada por terceros y pueden existir grandes diferencias entre los volumenes de venteo declarados por los fabricantes y los hallados durante las operaciones. A menos que tengan informacion completa disponible, las companies deben tener cuidado al comparar los volumenes de venteo en unidades estandar (pies cubicos por hora) en las comparaciones de fabricantes y modelos. Durante este estudio hallamos que los fabricantes presentaron informacion sobre una amplia gama de unidades y supuestos de operacion diferentes. Volumen de venteo de diversos dispositivos neumaticos Modelo de controlador Tipo fndice de consumo (pies cubicos por hora) Datos del fabricante Datos de campo (si estan disponibles) Dispositivos neumaticos de alto venteo ** Fisher Serie 41 00 ** Fisher Serie 2500 *lnvalco AE-155 *Productos Moore - Modelo 750P *lnvalco Serie CT ** Fisher 41 50/41 60K ** Fisher 546 ** Fisher 3620J Foxboro 43AP **Fisher3582i ** Fisher Serie 41 00 ** Fisher DVC 6000 ** Fisher 846 **Fisher4160 ** Fisher 2506 ** Fisher DVC 5000 **Masoneilan 4700E ** Fisher 3661 Controlador de presion (orificio grande) 35 Controladores de nivel de liquido 1 0-34 (P.B. en rango medio) Controlador de nivel de liquido Posicionador 42 Controladores de nivel de liquido 40 Controlador de presion (P.B. 0610) Transductor Posicionador electro-neumatico Controlador de presion Posicionador electro-neumatico Controlador de presion (orificio pequeno) Posicionador electro-neumatico Transductor 2.5-29 21 18.2 18 17.2 15 14 12 44-72 44-63 34-87 Controlador de presion (P.B. 0.5) 1 0-34 Controlador de receptor (P.B. 0.5) 1 0 Posicionador electro-neumatico Posicionadores Posicionador electro-neumatico 10 9 8.8 13 ------- ** Fisher 646 ** Fisher 3660 **ITT Barton 335P *Ametek Serie 40 Transductor Posicionador neumatico Controlador de presion Controladores de presion 7.8 6 6 6 Dispositivos neumaticos de bajo venteo o sin venteo **Masoneilan SV ** Fisher Serie 41 95 **ITT Barton 273A **ITT Barton 274A **ITT Barton 284B **ITT Barton 285B ** Bristol Babcock Serie 5457-70F "Bristol Babcock Serie 5453-Modelo 624-II Posicionadores Controladores de presion Transmisor de presion Transmisor de presion Transmisor de presion Transmisor de presion Transmisor Controladores de nivel de liquido ** Bristol Babcock Controladores de presion Serie 5453-Modelo 1 0F "Bristol Babcock Serie 5455 Modelo 624-III **ITT Barton 358 **ITT Barton 359 ** Fisher 361 OJ ** Bristol Babcock Serie 502 A/D ** Fisher 4660 ** Bristol Babcock Serie 9110-OOA Fisher Serie 21 00 ** Fisher 2680 *l\lorriseal1001 (A) (snap) *Norriseal1001 (A) (Envirosave) *l\lorriseal1001 (A) (regulador) ** Becker VRP-B-CH ** Becker HPP-5 "Becker EFP-2.0 ** Becker VRP-SB Controladores de presion Controlador de presion Controlador de presion 1.8 Posicionador neumatico Controladores neumaticos de registro Piloto de baja/alta presion Tranductores Controladores de nivel de liquido Controladores de nivel de liquido Controlador de nivel de liquido Controlador de nivel de liquido Controlador de nivel de liquido Sistema de control de presion piloto de doble accion (reemplaza a los Controladores y posicionadores) Posicionador neumatico (doble accion) Posicionador electro-neumatico Sistema de control de presion piloto de accion simple (reemplaza a los Controladores y posicionadores) 4 3.5 3 3 3 3 3 3 3 3 1.8 1.8 16 <6 <5 0.42 1 <1 0.2 0.2 0 0 0.007 0.007 0-10 0-10 0 0 14 ------- **Controlador Becker Reemplaza a los controladores 0 VRP-SB GAP tipo "vacio" neumatico **Controlador Becker Sistema de control de presion piloto 0 VRP-SB-PID de accion simple disenado especificamente para alimentadores del tipo para planta generadora de energfa electrica (reemplaza a los controladores y posicionadores) ** Becker VRP-SB-CH Sistema de control de presion 0 piloto de accion simple (reemplaza a los controladores y posicionadores) **Becker HPP-SB Posicionador neumatico 0 (accion simple) Modelo de accionador *Shafer Serie RV Valvula de alabes giratorios Accionadores Modelo de accionador Tamario Datos del fabricante 33 pulg.x32 pulg. 1,084 36 pulg.x26pulg. 768 26 pulg. x 22 pulg. 469 25 pulg. x 16 pulg. 323 20 pulg. x 16 pulg. 201 16. 5 pulg. x 16 pulg. 128 14. 5 pulg. x 14 pulg. 86 12. 5 pulg. x 12 pulg. 49 12 pulg. x 9 pulg. 22 11 pulg. x 10 pulg. 32 9 pulg. x 7 pulg. 12 8 pulg. x 6.5 pulg. 8 6.5 pulg. x 3. 5 pulg. 6 5 pulg. x 3 pulg. 6 Tamario Numero de carreras de accion rapida por pie cubico **Accionadores de 20 21 valvula Fisher **Accionadores de 30 12 valvula Fisher **Accionadores de 34/40 6 valvula Fisher **Accionadores de 45/50 3 valvula Fisher **Accionadores de 46/50 2 valvula Fisher * Ultima actualization en 1996. ** Ultima actualization en 2001. Datos de campo Numero de carreras de regulation por pie cubico 39 22 10 5 3 15 ------- Apendice B Controladores compatibles con readaptaciones MIZER Tipo Marca/numero de modelo Controladores de nivel de liquido Controladores de presion C.E. lnvalco-215, 402, AE-155 Norriseal-1001,1001A Norriseal - 4300 Precios de venta minorista sugeridos para diversos dispositivos neumaticos de bajo venteo (calculos basados en la information disponible al momento de la publication) Marca/modelo Precio por dispositivo *ITT Barton 335P (controlador de presion) *ITT Barton 273A (transmisor de presion) *ITT Barton 274A (transmisor de presion) *ITT Barton 284B (transmisor de presion) *ITT Barton 285B (transmisor de presion) *ITT Barton 340E (controlador de registro de presion) *ITT Barton 338E (controlador de registro) *Ametek Serie 40 (Controladores de presion) * Becker VRP-B-CH * Becker HPP-5 * Becker VRP-SB * Becker VRP-SB-CH-PID * Becker VRP-SB-CH * Becker HPP-SB *Kits de readaptacion Mizer * Fisher 67AFR (reguladores airset) * Fisher 2680 (Controladores de nivel de liquido) * Fisher 4195 (Controladores de presion) *Bristol Babcock Serie 9110-OOA (transductores) * Bristol Babcock Serie 5453 (Controladores) * Bristol Babcock Serie 5453 40 G (Controladores de temperatura) * Bristol Babcock Serie 5457-624 II (Controladores) * Bristol Babcock Serie 502 A/D (Controladores de registro) * Bristol Babcock Serie 5455-624 III (Controladores de presion) * Bristol Babcock Serie 5453-624 II (Controladores de nivel de liquido) * Bristol Babcock Serie 5453-1 OF (Controladores de presion) $920 $1,010 $1,385 $1,605 $1,990 $1,400 $2,800 $1,100 (costo medio) $1,575 $1,675 $1,575-$2,000 $2,075 $1,575 $1,675 $400-$600 $80 $380 $1,340 $1,535-$1,550 $1,540 $3,500 $3,140 $3,000 $1,135 $2,345 $1,440 Ultima actualizacion en 1996. * Ultima actualizacion en 2001. 16 ------- &EPA Agenda de Proteccion del Medic Ambiente de los Estados Unidos Aire y Radiacion (6202J) 1200 Pennsylvania Ave., NW Washington, DC 20"™ ------- |