OBJETO

El presente documento describe las consideraciones que se debe tener para el sistema de seguridad en una estación de compresión de gas natural, en base a los estudios de riesgo realizados de las Estaciones de compresión (EC) de recolección de gas: EC 191 del lote IV, EC 166 del lote VII y EC “Pariñas” del lote VI.

DESCRIPCION DEL PROCESO.

La succión del (los) compresor (es) de 5 a 10 psi y la descarga de 300 a 500 psi, cuenta con scrubber (purificador) de gas en la succión y descarga.

Los compresores de gas son del tipo alternativo de 3 o 4 etapas accionados con motores de gas natural para aprovechar al máximo la disponibilidad del recurso natural.

En la entrada de gas, se cuenta con un sistema de cierre manual de las válvulas de ingreso a la estación y, desfogue automático al flare para enviar el gas en caso de falla o parada del compresor, válvulas de alivio de presión, etc. y el propio sistema de protección interna del compresor que reducen la posibilidad de fuga para ignición.

Los compresores cuentan con su propio sistema de seguridad: Una válvula de parada de emergencia ESD, con push buttom en el panel principal que acciona la válvula solenoide de gas combustible. Al accionar esta válvula, el motor para a los 5 segundos.

Como protección mecánica en caso de falla del sistema de control de proceso mencionado anteriormente, los manifold, separadores (scrubber), filtros y paquete moto compresor, contarán con un sistema de alivio de presión diseñado bajo norma ASME sección VIII y API 520 y 521. El cual estará integrado por válvulas de despresurización (PSV) auto balanceadas y calibradas para una apertura igual a la presión de diseño del equipo, las cuales descargan a un colector común hacia un stack de venteo común de válvulas de alivio

En la linea de descarga del scrubber de entrada se cuenta con una válvula de control de presión (PCV), la cual regula la presión de gas a la entrada del compresor.

Una válvula de control de presión (PCV) detecta la presión de ingreso de gas al Flare, la cual abre en forma automática cuando la presión de gas alcanza la presión regulada para quema de emergencia, esto ocurriría cada vez que el compresor no toma gas o toma poco gas debido a alguna falla.

Drenajes; se deben tener 2 drenajes, uno para drenajes sin presión (atmosféricos) y otra para drenajes a presión que colectan los condensados de los scrubber de succión y descarga, del compresor, en la línea de entrada al Flare, estos drenajes se almacenan en pequeños tanques de condensado para posterior recuperación.

Protección pasiva

Se debe considerar vías de acceso anchas y señalizadas, muros de la sala de control resistente al fuego con rating de 1 hora, cerco de malla galvanizada para evitar el ingreso de personal ajeno y cualquier animal a la operación

Sistema de Detección contra Incendio

De acuerdo al ASME B31.8-2016, numeral 843.3.8, literal a) puede prescindirse del sistema de detección si la nave del compresor esta adecuadamente ventilada forzada o natural o cuando los motores que accionan los compresores de gas son de 1000 HP o menos.

“843.3.8 Gas Detection and Alarm Systems

(a) Each compressor building in a compressor station where hazardous concentrations of gas may acumulate shall have a fixed gas detection alarm system unless the building is:

(1) Constructed so that at least 50% of its upright side area is permanently open the atmosphere or adequately ventilated by forced or natural ventilation…”

(2) in an unattended field compressor station location of 1,000 hp (746 kW) or less and adequately ventilated

Agua Contra Incendio:

Para la planta no se requiere agua de enfriamiento, porque los eventos de incendio son de poca duración debido a que el gas combustiona rápidamente y además en caso de incendio; la válvula ESDV del compresor cierra en forma automática el ingreso de gas combustible al motor apagándolo en 5 segundos por baja presión de gas de entrada o de descarga.

Además el código NFPA 30, “Flammable and Combustible Liquids Code” 22.8.1 indica “Se debe proveer un sistema de extinción de incendio para tanques atmosféricos verticales de techo fijo de más de 190 m3 (1190 bbl)

De acuerdo al resultado del árbol de eventos, los escenarios de mayor riesgo se dan la descarga del compresor; con incendio tipo jet fire en la tubería de descarga de 4” y en el scrubber de descarga, ambos con un radio de alcance de 10 a 12 m y probabilidad de 2×10^-6, (segúnárbol de fallas) que resulta extremadamente improbable de acuerdo al SFPE:

Extintores

Teniendo en cuenta la norma NTP 350.021 la clase B cada 9 m de acuerdo al NFPA 10 y NTP 350.043

Técnicas de evaluación de riesgos

Los métodos de evaluación de riesgos usados en cada estación de compresión fueron el HAZID, HAZOP y Árbol de Eventos.

Para la etapa constructiva se analiza con el método HAZID donde se analizan las actividades de la etapa de construcción y pruebas, separando por especialidad y actividades específicas en una matriz de riesgo, se evalua cada riesgo en una matriz de riesgo. Las actividades que tengan riesgo medio o alto deben tomarse acción para bajar el riesgo quitando el peligro o protegiendo al personal mientras desarrolla dicha actividad.

Para analizar los riesgos del proceso de la EC usamos el método HAZOP, donde se identifica y evalúa los riesgos en los equipos de procesos, básicamente para analizar la operatividad del proceso, que, a pesar de no ser peligrosos, podrían comprometer la capacidad de producción de la instalación (cantidad, calidad y tiempo). En este análisis se revisa la operatividad de la plata y los instrumentos de control como control de nivel, válvulas de control, etc, etc. Las actividades resultantes con riesgo medio o alto deben ser reforzadas con instrumentos adicionales o procedimientos de inspección o programas de mantenimientos periódicos para garantizar la correcta operación del proceso.

La metodología del Árbol de Eventos (FTA) en este estudio cuantifica los posibles resultados de un evento iniciante a través de eventos de propagación.

Análisis de Consecuencias. Para el método de Árbol de eventos se deben simulan plantear y simular los escenarios de incendio.

El árbol de eventos para el caso  de fuga de gas natural tenemos el siguiente árbol de eventos para equipos como el scrubber de gas.:

Probabilidad de fuga por agujero: Pf = 10^(-5). Manual Bevi Tabla 1 Probabilidad de ignicion: 0.2. Manual Bevi

Jet Fire  Pf = 0.00001*0.2 = 0.000002 = 2*10^(-6).

Árbol de eventos para el caso de una tubería de gas natural

table 75.4 del SFPE Handbook:

En ambos casos tenemos riesgos extremadamente improbable (EU) según la tabla 75.4 del SFPE Handbook.