GUÍA TÉCNICA PARA EL DISEÑO DE UNA RED DE GAS …

1 GU A T CNICA PARA EL DISE O DE UNA RED DE GAS NATURAL PARA USO INDUSTRIAL, APLICANDO LA NORMA T CNICA COLOMBIANA YAZUHAKIN ERNESTO CUESTA GARC A UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIER AS FISICOQU MICAS ESCUELA DE INGENIER A DE PETR LEOS ESPECIALIZACI N EN INGENIER A DEL GAS BUCARAMANGA 2018 GU A T CNICA PARA EL DISE O DE UNA RED DE GAS NATURAL PARA USO INDUSTRIAL, APLICANDO LA NORMA T CNICA COLOMBIANA YAZUHAKIN ERNESTO CUESTA GARC A Monograf a presentada para optar el t tulo de: ESPECIALISTA EN INGENIER A DEL GAS Director: ERNESTO CALDER N CARRILLO Ingeniero Civil Especialista en Ingenier a del Gas UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER FACULTAD DE INGENIER AS FISICOQU MICAS ESCUELA DE INGENIER A DE PETR LEOS ESPECIALIZACI N EN INGENIER A DEL GAS BUCARAMANGA 2018 3 4 5 DEDICATORIA A Dios, creador de todo y art fice de cada uno de mis logros.

2 A mi esposa Elvia, por su paciencia y apoyo incondicional. A mis hijos Melis, Aura y Yojhan, mi fuerza para emprender nuevos retos. A mis abuelos y mi madre, por su apoyo incondicional en cada paso de mi vida. 6 AGRADECIMIENTOS A la Universidad Industrial de Santander y mi director, por su orientaci n y gu a en la elaboraci n de la presente monograf a. A mis familiares, amigos y compa eros por su apoyo incondicional. A todos los profesores, y cada una de las personas que contribuyeron al logro de esta meta. 7 TABLA DE CONTENIDO P g. INTRODUCCI N .. 24 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.. 24 JUSTIFICACI N.. 25 1. OBJETIVOS .. 26 OBJETIVO GENERAL.

3 26 OBJETIVOS ESPEC FICOS.. 26 2. MARCO DE REFERENCIA .. 27 MARCO LEGAL.. 27 Resoluci n 90902, 24 octubre .. 28 MARCO TE RICO.. 28 NTC 4282 Instalaciones para el suministro de gas destinadas a usos .. 29 NTC 3838 Gasoductos. Presiones de operaci n permisibles para el transporte, distribuci n y suministro de gases .. 29 NTC 3949 Gasoductos. Estaciones de regulaci n de presi n para l neas de transporte de y redes de distribuci n de gas combustible.. 30 NTC 3728 Gasoductos. L neas de transporte y redes de distribuci n de gas .. 30 NTC 2505. Instalaciones para el suministro de gas combustible destinadas a usos residenciales y comerciales.

4 30 8 NTC 1746 pl stico. tubos y accesorios termopl sticos para conducci n de gases a presi .. 31 3. PAR METROS DE DISE O, CRITERIOS DE DISE O, ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA RED.. 32 PAR METROS DE DISE O DE LA RED.. 35 Ecuaciones o f rmulas para el c lculo de redes de gas.. 36 CRITERIOS DE DISE O DE LA RED.. 43 ELEMENTOS QUE CONFORMAN LA RED.. 46 La tuber a.. 46 Accesorios.. 50 V lvulas.. 54 .. 57 Reguladores presi n.. 59 Medici n del caudal de .. 62 Instrumentaci n.. 68 4. GU A PARA EL DISE O DE UNA RED INDUSTRIAL, C LCULOS Y SELECCI N DE EQUIPOS.. 74 PAR METROS DE DISE O.. 74 C LCULO DE LA TUBER A DE ACOMETIDA Y LA RED INTERNA.

5 76 C LCULO DE LA PRESI N A LA SALIDA DEL TRAMO (P2).. 85 C LCULO DE PERDIDAS DE PRESI N EN LA RED.. 86 VELOCIDAD DEL GAS EN LA RED.. 86 C LCULO RED DE ACOMETIDA Y RED INTERNA.. 87 9 LA ESTACI N DE REGULACI N Y MEDICI N (ERM).. 90 Selecci n del .. 92 Selecci n del 93 Selecci n del medidor.: .. 95 Filosof a de operaci n de la estaci .. 97 5. CONCLUSIONES .. 99 6. RECOMENDACIONES .. 100 BIBLIOGRAF A .. 101 10 LISTA DE TABLAS P g. Tabla 1. Marco legal para el dise o de redes de gas de uso industrial.. 28 Tabla para el dise o de redes de gas de uso industrial.. 31 Tabla 3. Especificaciones CREG gas natural entrada a sistema de transporte nacional.

6 43 Tabla 4. Presiones de operaci n permisibles en colombia, gas natural .. 44 Tabla 5. Velocidades permisibles para el gas natural .. 45 Tabla 6. Caudales m ximos y m nimos medidores de flujo.. 66 Tabla 7. Resumen c lculo de caudales de la red.. 76 Tabla 8. Factor de eficiencia longitudinal de las juntas soldadas.. 81 Tabla 9. Factores de dise o b sicos seg n la clase de 82 Tabla 10. Factor de degradaci n por temperatura.. 82 Tabla 11. Calculo de la red.. 89 Tabla 12. Selecci n elemento filtrante filtro de part culas.. 93 Tabla 13. Coeficiente de regulaci n. Diferentes tipos de reguladores.. 95 Tabla 14. Caudales de medici n medidores Itron.. 96 11 LISTA DE FIGURAS Figura 1.

7 Acometida en polietileno red de gas .. 33 Figura 2. Estaci n de regulaci n y medici n (ERM).. 34 Figura 3. Red interna de gas .. 35 Figura 4. Tuber a met lica para gas.. 49 Figura 5. Tuber a en polietileno para gas.. 49 Figura 6. Accesorios soldables para tuber as en acero.. 51 Figura 7. Accesorios roscados y Socket-Welding, para tuber as en acero.. 51 Figura 8. Accesorios para tuber as en polietileno.. 52 Figura 9. Elevadores o transitomas para tuber as roscadas.. 53 Figura 10. Elevadores o transitomas para tuber as bridadas.. 53 Figura 11. Junta monol tica.. 54 Figura 12. V lvula de bola.. 55 Figura 13. V lvula mariposa.. 56 Figura 14. Poliv lvula para tuber as en polietileno.

8 56 Figura 15. Filtro de part culas .. 58 Figura 16. Filtro Coalescente.. 59 Figura 17. Curva de comportamiento del regulador a presi n.. 60 Figura 18. Regulador auto operado.. 61 Figura 19. Regulador pilotado .. 62 Figura 20. Medidor tipo diafragma.. 63 Figura 21. Ciclos del medidor tipo rotativo.. 64 12 Figura 22. Medidor tipo rotativo.. 65 Figura 23. Medidor tipo turbina.. 66 Figura 24. Placa acondicionadora de flujo.. 67 Figura 25. Placa restrictora de flujo y esquema de instalaci n.. 68 Figura 26. Man metro de presi n.. 69 Figura 27. Man metro de presi n diferencial.. 69 Figura 28. V lvula de alivio.. 70 Figura 29. Indicador de temperatura.

9 70 Figura 30. Corrector de volumen.. 70 Figura 31. Transmisor de presi n.. 71 Figura 32. Transmisor de presi n.. 71 Figura 33. Diagrama de instrumentaci n.. 72 Figura 34. Trazado tuber a de acometida.. 77 Figura 35. Trazado tuber a red interna.. 78 13 LISTA DE ANEXOS ANEXO A TABLAS ANEXO B - CATALOGOS ANEXO C - MEMORIAS DE CALCULO ANEXO D - PLANOS Los anexos est n adjuntos en el CD y puede visualizarlos en base de datos de la biblioteca UIS 14 GLOSARIO ACCESORIOS: elemento utilizado para empalmar las tuber as para conducci n de gas. Forman parte de ellos los usados para hacer cambios de direcci n, nivel, ramificaciones, reducciones o acoples de tramos de tuber a.

10 REAS DE SERVICIO: zonas de la edificaci n que no forman parte de las reas destinadas a los procesos industriales tales como cafeter as, laboratorios y oficinas. ARTEFACTO A GAS: aquellos que desarrollan la reacci n de combusti n, utilizando la energ a qu mica de los combustibles gaseosos que es transformada en calor, luz u otra forma de energ a. CABEZA DE ENSAYO: elemento conformado por un instrumento de medici n (man metro) y por accesorios que permiten el registro y verificaci n de la presi n suministrada a una instalaci n en un instante determinado. CAPACIDAD INSTALADA: m xima potencia expresada en Kilovatios (BTU/h) que puede suministrar una instalaci n, la cual depende de las especificaciones de dise o de esta.