Precalentadores De Gas Natural

El gas natural es uno de los combustibles fósiles más utilizados y una fuente de energía no renovable. Se compone principalmente de dos elementos, carbono e hidrógeno. El gas natural no puede utilizarse como combustible en su forma natural. Debe procesarse y sus impurezas deben ser eliminadas, para ser utilizado con fines domésticos e industriales.

Usos del gas natural

Siendo la tercera fuente de energía más grande, el gas natural se usa para una variedad de propósitos. El hecho de que sea un combustible respetuoso con el medio ambiente, lo convierte en una opción popular entre las aplicaciones industrias y domésticas por igual. A continuación describimos cómo se utiliza el gas natural para una multitud de propósitos:

  • Usos industriales: como ingrediente de pegamento, detergente, fertilizante y pintura.
  • Usos residenciales: para estufas, chimeneas, hornos, calefacción de hogares e iluminación exterior.
  • Usos de compañías eléctricas: para generar electricidad.
  • Usos comerciales: para cocinar y calentar.
  • Usos de transporte: como combustible para automóviles y otros vehículos

Transporte de gas natural a través de gasoductos

El transporte de gas natural no es una tarea fácil. La forma más segura de transportarlo es a través de gasoductos. Con una red eficiente de gasoductos, el gas natural se puede transportar fácilmente desde el área de origen al área de demanda.

El transporte por gasoducto de gas natural requiere que viaje bajo alta presión. Por lo general, se necesitan niveles de presión de 200 a 1.500 libras por pulgada cuadrada (psi) para transmitir gas natural. El gas natural debe estar a presiones tan altas por dos razones:

  1. Ayuda a reducir el volumen hasta 600 veces
  2. Ayuda a conducir el gas natural a lo largo de gasoductos distantes

Sin embargo, el gas natural no puede suministrarse a usuarios domésticos e industriales a través de la red de distribución de gas local a presiones tan altas. Las presiones del gas deben reducirse enormemente a 3 psi o 0,25 psi para poder utilizarlo localmente. Los reguladores, al inicio de las redes de distribución, controlan la presión del gas y aseguran que se mantenga un caudal óptimo para llegar a los clientes y alimentar sus electrodomésticos.

Precalentamiento de gas natural

La reducción de la presión del gas natural antes de distribuirlo a los consumidores también provoca una reducción de la temperatura. Por ejemplo, si la presión del gas natural se reduce en un 88%, la temperatura bajará en casi un 65%. En términos de física, esto se conoce como el efecto Joule Thomson. Esta caída de temperatura puede crear problemas operativos y de calidad de los materiales en las redes de distribución. El punto de rocío del vapor de agua cae y causa la formación de hielo dentro y fuera de los gasoductos.

Esto conlleva la necesidad de precalentar el gas natural antes de reducir la presión. Calentar el gas antes de su transmisión puede superar el efecto Joule Thomson. El precalentamiento del gas natural hace que la temperatura del gas suba lo suficiente como para que, después de la aceleración de la presión y la reducción de la temperatura, alcance la temperatura óptima requerida.

Precalentadores de gas natural

Calentadores eléctricos de proceso tipo bloque

Se pueden utilizar calentadores eléctricos de proceso para evitar el efecto Joule Thomson. Estos calentadores utilizan calefacción eléctrica indirecta para elevar la temperatura del gas natural. El calentador está compuesto por un haz calefactor y un serpentín tubular revestidos de aluminio. El gas fluye a través del serpentín y se calienta, a través de la transferencia de calor, por el revestimiento de aluminio. El bloque de aluminio está protegido por la carcasa de acero inoxidable o carbono.

Intercambiadores de calor

Los intercambiadores de calor, como los calentadores de circulación, son una de las mejores formas de calentar el gas natural antes de su transmisión. Estos intercambiadores de calor utilizan vapor o agua caliente como fluido caloportador. El diseño del intercambiador de calor es tal que el gas fluye a lo largo de una placa tubular donde se encuentra con el agua o vapor caliente a través de un conjunto de diafragmas para el intercambio de calor. El caloportador fluye desde la parte superior del intercambiador a través de los tubos hasta la parte inferior, desde donde sale a través de una salida. El diseño es tal que el gas natural está expuesto al caloportador durante el tiempo máximo posible para un intercambio de calor óptimo.

Los tipos de caloportadores utilizados dependen de las capacidades caloríficas requeridas.

  • Convección natural de agua caliente – para 45000 Kcal/h (máximo)
  • Convección forzada de agua caliente – para 750000 Kcal/h (máximo)
  • Vapor – para 750000 Kcal/h (máximo). Se debe tener cuidado de que la presión del vapor no exceda los 2 bares absolutos y 120 grados centígrados.

Los estudios sugieren que se requieren casi 22kJ para calentar un kilogramo de gas natural a 16,5 grados centígrados antes de reducir su presión, de modo que la temperatura del gas descienda a solo 10 grados centígrados.

El gas natural es un combustible fósil ampliamente utilizado, empleado para fines domésticos e industriales por igual. La forma más segura de transportarlo es a través de tuberías a valores de alta presión. Antes de transmitirlo por las redes de distribución locales, esta presión debe reducirse. Una caída severa en la presión puede ocasionar una caída igualmente severa en la temperatura. Esta reducción de la temperatura no es ideal y, por lo tanto, el gas natural debe calentarse antes de su transmisión para que su valor de temperatura no caiga por debajo de los niveles aceptables después de la regulación de la presión. Los calentadores eléctricos tipo bloque y los intercambiadores de calor son dos de los dispositivos de calefacción comúnmente utilizados para el precalentamiento del gas natural.

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