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Thesis DESARROLLO DE UNA TÉCNICA DE MODULACIÓN VECTORIAL PWM PARA INVERSORES DE POTENCIA TRIFÁSICOS(1990) GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; RODRÍGUEZ PÉREZ, JOSÉ RAMÓN; PONTT OLIVARES, JORGE ANTONIOThesis ESTUDIO DE CONVERTIDORES AC/AC REGENERATIVOS(Universidad Técnica Federico Santa María, 1994) GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; RODRÍGUEZ PÉREZ, JOSÉ RAMÓN; PONTT OLIVARES, JORGE ANTONIO; Universidad Técnica Federico Santa María. UTFSM. Casa CentralThesis ESTUDIO DE CONVERTIDORES AC/AC REGENERATIVOS(Universidad Técnica Federico Santa María, 1994) GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; RODRÍGUEZ PÉREZ, JOSÉ RAMÓN; PONTT OLIVARES, JORGE ANTONIO; Universidad Técnica Federico Santa María. UTFSM. Casa CentralThesis ESTUDIO DE EFICIENCIA E INTEGRIDAD DE HORNOS DE PLANTA DE HIDROCRAKING(Universidad Técnica Federico Santa María, 2006) ARIAS MENDEZ, MICHAEL DARWIN; ARIAS MENDEZ, MICHAEL DARWIN; SÁEZ CARREÑO, ALEJANDRO; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOLa Planta de Hidrocraking, presente en Enap Refinería Aconcagua (ERA), fue diseada para una carga de gas oil de vacío de 3.200 [m3/día]. Esta planta cuenta con 2 hornos de proceso, uno para el sistema de reacción (81201) y otro para el sistema de fraccionamiento (8-1202). La carga a la planta de hidrocraking se ha situado como carga típica en torno a los 3.600 [m3/d, ía] 12 % por sobre su diseo, operando en esta condición mas del 70% del tiempo. De esta condición de operación se desprende como objetivo estudiar la eficiencia de los hornos en función las demás variables que involucran el buen desempeo de estos, además de la integridad relacionada directamente con la vida útil de operación. La planta entró en operaciones en septiembre del ao 1999 y hasta mayo del 2006, acumula aproximadamente 60.000 horas sin haber sufrido modificaciones, pero si inspecciones de mantención. Los parámetros de diseo indican que la alimentación de combustible a los hornos es en base de gas natural, situación efectiva hasta el 2004, fecha en la que se cambio la alimentación de combustible a fuel gas homogenizado. Se observa un mayor aporte de porcentaje de oxigeno en ambos hornos, lo que implica operar a una temperatura de humos mayor a la de diseo. Para esto se recomienda establecer una rutina de control de excesos de aire periódica y sistemática lo que resulta en un aumento de la eficiencia y un ahorro operacional. Los valores de temperaturas de metales observados, para el caso del horno 8-1202, están por debajo de su limite máximo admitido (6110C), por lo que se estima que las condiciones de proceso permiten pronosticar una buena respuesta hasta cumplirse las 100.000 horas de operación que establece el diseo. El horno 8-1201 registra temperatura de metales que han sobrepasado, en determinados periodos, el máximo permitido (6110C), lo que afecta directamente la vida útil de éste. En vista de que las condiciones actuales de operación son similares pero no idénticas, se recomienda la incorporación de termocuplas adicionales con tal de mantener registro de un espectro de perfil de temperaturas más extenso, dentro de la zona radiativa de los hornos, supliendo posibles falencias de puntos de interés no controlados. Los quemadores de los hornos muestran una operación, en ocasiones fuera de las prácticas óptimas, considerando el caso de más interés el horno 8-1201 debido a su compleja configuración de localización, además de algunas salvedades en el montaje de estos. Se recomienda realizar inspecciones minuciosas tanto de los tubos como del montaje de los quemadores, en el próximo paro programado (2007) con tal de establecer el reemplazo de los tubos en forma inmediata, o prolongar su vida útil hasta el 2009 donde cumplirá cerca de 88.000 horas de operación.Thesis ESTUDIO DE FACTIBILIDAD TÉCNICA PARA OPERACIÓN DE COMPRESORES CENTRÍFUGOS EN PLANTAS DE HIDROTRATAMIENTO PARA CONCENTRACIONES DE HIDROGENO VARIABLES(Universidad Técnica Federico Santa María, 2007) AGUILERA CARDEMIL, LUÍS GONZALO; AGUILERA CARDEMIL, LUÍS GONZALO; ESPINOZA SILVA, JAIME; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOEl hidrógeno (H2) es muy importante en plantas de hidrotratamiento en refinerías para el craqueo y desulfurización de los combustibles, las que poseen compresores centrífugos que recirculan una mezcla cuyo principal elemento es el H2. La empresa en la que se desarrolló este trabajo es ''Enap Refinerías Aconcagua'' (ERA), la cual con la instalación de una planta llamada ''PSA'' verá incrementado el nivel de concentración de H2 en sus plantas de hidrotratamiento, lo cual altera el comportamiento de los compresores. El presente estudio generó un modelo a partir del análisis dimensional aplicado a compresores, capaz de simular las nuevas curvas características que presentarían los compresores si operasen con un nuevo gas. Este modelo le permitirá a la empresa visualizar los nuevos puntos de operación y ver si técnicamente el compresor es capaz de operar y hasta qué punto con una mayor pureza de H2. En la actualidad ya los compresores J-301 (Mildhidrocracking), J-1201 (Hidrocracking) y J-1701 (Hidrodesulfurización de Gasolina) presentan baja presión de descarga respecto a la de diseo pues se encuentran trabajando a menor velocidad y con un gas cuya composición posee mayor H2 respecto al diseo. La Baja de presión de descarga debido a la caída en peso molecular debiera ser suplida aumentando la velocidad hasta la máxima permitida en el J-301 y J-1201 (ambos movidos por turbina a vapor) o aumentando la presión de succión en el J-1701 (movido por motor eléctrico). Estos elementos motrices serían capaces de satisfacer las nuevas demandas de potencia pronosticadas como límites. Se determinó que la condición límite de concentración de H2 admisible para mantener la presión de descarga de diseo es aproximadamente: J-301: No sobrepasar un 78% concentración molar de H2 y 13100 RPM. J-1201: No sobrepasar un 87% concentración molar de H2 y 15000 RPM. J-1701: No sobrepasar un 87% concentración molar de H2. Los compresores serán incapaces de trabajar con mayor H2 al sealado a menos que se acepte una disminución en la presión de descarga. Se comprobó y verificó validez del modelo desarrollado a través de la aplicación del software para simulación de procesos ''HYSYS''. La sección de operaciones de refinería decidirá finalmente si conviene para la planta un aumento de H2 a expensas de una baja en la presión de descarga. De lo contrario, se deberá analizar la modificación o reemplazo de los existentes.Thesis ESTUDIO DE OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA DE HORNOS DE UNIDAD HDT DE ENAP REFINERÍAS ACONCAGUA, A TRAVÉS DE UN SISTEMA PRECALENTADOR DE AIRE DE COMBUSTIÓN(Universidad Técnica Federico Santa María, 2008) SEVERINO LÓPEZ, GONZALO FELIPE; ESPINOZA SILVA, JAIME; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOEl ao 2008 se construirá un tren de producción paralelo al existente actualmente en la Unidad HDT de Enap Refinerías Aconcagua, implicando la existencia futura de dos Hornos de procesos operando en forma conjunta.El presente informe entrega un análisis técnico y económico que determina a nivel de ingeniería conceptual la factibilidad de la instalación de un sistema de precalentamiento de aire de combustión de tipo recuperativo, empleando para ello la energía remanente en los humos de dichos Hornos. Este proyecto aumentaría la eficiencia del conjunto y en consecuencia, traería beneficios económicos para ERA producto del ahorro en combustible.Se recomienda un sistema de tiro balanceado, con un VTF y un VTI, de tipo recuperativo, tubular y vertical. Un diseo preliminar y simple del equipo muestra que el sistema de precalentamiento propuesto tiene cabida dentro del espacio físico disponible en HDT.El caso base del proyecto, sin contabilizar incentivos por aumento de carga, requiere una inversión aproximada de US$ 1.100.000, y presenta un VAN de US$ 1.320.981 y una TIR de 28%, para un horizonte de evaluación de 15 aos y una tasa de descuento de 10%, demostrando así su rentabilidad en forma preliminar al momento de decidir si se realiza un estudio profesional y acabado por parte de ERA.Thesis INGENIERÍA BÁSICA DE PLANTA DE COMPRESIÓN DE GASES ÁCIDOS PARA SEGREGACIÓN DE SUS COMPONENTES(Universidad Técnica Federico Santa María, 2007) HIDALGO VILLEGAS, ALBERTO JAVIER; HIDALGO VILLEGAS, ALBERTO JAVIER; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; ESPINOZA SILVA, JAIMEEste informe entrega un desarrollo de ingeniería básica para una planta de compresión de gases ácidos provenientes de las unidades de Sour Water Stripper (SWS) que se proyectan construir en Enap Refinería Aconcagua. Actualmente ERA cuenta con una planta SWS la cual tiene la misión de eliminar los contenidos ácidos presentes en el agua utilizada por la refinería. A la unidad SWS llegan todas las aguas utilizadas en los distintos procesos para ser tratadas. Para el ao 2012 se proyecta la segregación de aguas en fenólicas que ingresarán a las unidades SWS 1 y SWS 2, proveniente de tratamientos térmicos, y no fenólicas que ingresarán a las unidades SWS 3 y SWS 4. El objetivo es maximizar el funcionamiento de los stripper y separar los componentes del gas ácido obtenido del proceso. Para separar los componentes de los gases ácidos H2S y NH3 se requiere una planta de compresión de gases para, con esto, poder asegurar la presión de trabajo de SWS 3 que es la unidad que trabaja a mayor presión y es la destinada a separar el H2S. De acuerdo a los resultados se requieren 2 compresores, del tipo anillo liquido con recirculación total, trabajando en paralelo, un intercambiador de calor para enfriar el gas y así aumentar la eficiencia del sistema, un intercambiador de calor para enfriar el agua de recirculación, 2 motores (uno para cada compresor), 2 bombas y 2 motores para suministrar el agua de refrigeración. Los compresores dimensionados son para una relación de compresión de 6:1, y un flujo máximo de 1000 [m3/h] cada uno; el motor eléctrico que mueve cada compresor es de una potencia de 200 [kW] cada uno. El intercambiador que enfría el gas previo al compresor se dimensionó con 49 [rn2] de área de intercambio de calor. El intercambiador de calor que enfría el agua-de servicio del compresor se dimensionó con un área de 9 [m2]; las bombas de los intercambiadores son para una presión de 500[kPa] y una potencia de 1,5 [kW] y 6[kW] respectivamente. El costo de inversión estimado para este sistema es del orden de Us$ 2.840.000. El costo de operación anual sería de Us$/ao 143.000 incluido el costo de energía (60 [rnillsUs$/kWh]) y mantención, el consumo de agua se desprecia por ser marginal. La energía total consumida anual seria de alrededor de 2 [GW-h] cada ao. La eficiencia termodinámica del sistema se estima en un 43%. Para que la inversión realizada en el sistema se recupere se requiere que este mismo (el sistema) genere un beneficio (ahorro) de a lo menos 516.000 Us$ por cada ao, considerando un horizonte de 15 aos y una tasa de descuento de 10%. Para obtener un proyecto rentable (considerando una TIR de 40%) se requiere un beneficio máximo de 1.275.000 Us$, teniendo en cuenta el mismo horizonte. Estos beneficios deberán ser justificados en ERA considerando el sistema completo.Thesis OPTIMIZACIÓN ENERGÉTICA DE LINEA DE VAPOR DE ENAP REFINERÍAS ACONCAGUA(Universidad Técnica Federico Santa María, 2009) SÁNCHEZ ACUÑA, RODRIGO ANTONIO; SÁNCHEZ ACUÑA, RODRIGO ANTONIO; ESPINOZA SILVA, JAIME; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOEl vapor es un insumo primordial dentro del proceso de refinamiento del petróleo, es usado además como fuente de energía en turbinas a vapor, las cuales mueven equipos rotatorios. Su generación en Enap Refinerías Aconcagua (ERA), se hace en una presión de 600 [psig], debiendo ser reducida para su uso en los consumidores del proceso. El presente estudio corresponde a un análisis técnico-económico de posibilidad de mejora en la eficiencia en la reducción de presión de vapor, desde el nivel de los generadores hasta el de los consumidores. Se presentan alternativas al uso de una estación reductora de presión, como lo es el uso de turbinas a vapor de contrapresión, un acumulador de vapor y el uso de una caldera que genere directamente vapor de media presión. De acuerdo a las condiciones presentadas en ERA se concluye que la mejor opción es el uso de turbinas de contrapresión. Se plantean diferentes situaciones, según las cuáles se concluye que lo más rentable, de ser encontrado un desequilibrio entre consumo y generación de vapor de media presión, es el reemplazo de turbinas de condensación por equipos de contrapresión de mejor eficiencia. Esto presenta un periodo de recuperación de inversión menor a 2 aos. También presenta buena rentabilidad el reemplazo de motores eléctricos por turbinas de contrapresión, en las cuáles se recomienda la instalación de atemperadores en la descarga del vapor para aprovechar el sobrecalentamiento del vapor. La recuperación de la inversión en este caso es entre 3 y 4 aos, con los siguientes parámetros de operación: flujo de vapor mayor a 13 [Ton/h], precio de electricidad mayor a 84 [US$/MWh] y un factor de operación anual mayor a 58%.Thesis OPTIMIZACIÓN TÉCNICO-ECONÓMICA DE AEROENFRIADORES (AIR COOLERS) USADOS EN ENAP REFINERÍAS ACONCAGUA(Universidad Técnica Federico Santa María, 2005) LILLO AGUIAR, ALVARO FERNANDO; LILLO AGUIAR, ALVARO FERNANDO; SÁEZ CARREÑO, ALEJANDRO; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOLa necesidad de realizar este estudio nace de la inquietud planteada por ENAP Refinerías Aconcagua (ERA), debido a que los equipos estudiados en este informe son de vital importancia en el proceso productivo. Con la información entregada por su ficha técnica y su correspondiente restricción conceptual (en cuanto al proceso), se elaboró una curva de comportamiento del equipo, la que sirvió para determinar las condiciones de operación bajo diferentes temperaturas ambiente. Conocidas entonces estas curvas, y sabiendo los requerimientos energéticos del proceso se evaluaron diferentes alternativas, como la posibilidad de incorporar cuerpos, cambiar motores, usar variadores de frecuencia o simplemente cambiar poleas. Finalmente la evaluación económica de las alternativas técnicamente posibles, fue la que permitió saber la solución más adecuada para cada equipo. De las alternativas expuestas, la gran mayoría resultó tener como solución la incorporación de cuerpos, alternativa que debe ser tratada cuidadosamente debido a la limitante física que éstos equipos poseen. Como visión general, se aprecia una gran deficiencia de los equipos estudiados, de los que solamente una pequea cantidad sigue cumpliendo, a pesar de las limitaciones ambientales, con los requerimientos dados por el proceso.Thesis REEMPLAZO DE TURBINA A CONDENSACIÓN POR MOTOR ELÉCTRICO EN PLANTA DE CRACKING CATALÍTICO(Universidad Técnica Federico Santa María, 2010) NEIRA ROJAS, PABLO ARMANDO; NEIRA ROJAS, PABLO ARMANDO; PONTT OLIVARES, JORGE ANTONIO; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Electrónica; GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELOTesis no incluye resumen.Thesis SISTEMA DE COGENERACIÓN CON TURBO EXPANDER EN ETAPA DE REGENERACIÓN DE PLANTA DE CRACKING CATALÍTICO(Universidad Técnica Federico Santa María, 2006) GALLEGUILLOS GUGGIANA, JORGE MARCELO; ESPINOZA SILVA, JAIME; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica; REINKE SCHULZ, GERDEste trabajo fue desarrollado sobre la base de nuevas tecnologías aplicadas a unidades de Cracking Catalítico, donde existen importantes oportunidades para recuperar energía, con la consiguiente reducción de pérdidas, a partir del uso de corrientes calientes de gases de combustión. En general, los diseos típicos en unidades de Cracking Catalítico consideran calderas de cola para reducir las pérdidas de energía en sistemas de regeneración de catalizador. Esta clase de aplicaciones está orientada a producir vapor, en diferentes niveles de presión y calidad. Compaías, como Dresser Rand y Elliot, de Estados Unidos ambas, han desarrollado nuevas tecnologías en relacion a reducir pérdidas de calor usando máquinas de turbo expansión, las cuales están instaladas después de la etapa de regeneración en unidades de Cracking Catalítico, entre la unidad de regeneración y caldera de cola, maximizando así la recuperación de energía. Estas máquinas de turbo expansión permiten también reducir pérdidas de energía desde las corrientes de gases de combustión calientes, tan bien como las calderas de cola, e incluso mejor, tomando este calor para producir electricidad, transformando en una primera etapa la energía térmica en potencia mecánica. En este caso, la unidad de Cracking Catalítico de esta Refinería de Petróleo en estudio cuenta con un potencial para producir 5,0 MW a través de una unidad de turbo expansión, usando un flujo nominal de gas de combustión equivalente a 3,0 [MMm3/d] a 7300C y 2,0 bar. Considerando el precio de la electricidad futuro, se estima que este proyecto puede ser rentable, pero sólo para precios de la electricidad por sobre los 55 [mills/Kwh], básicamente porque los costos de inversión en esta clase de proyectos es muy alta, cercano a 25 MMUS$, e incluso mayor. Básicamente, porque las unidades de turbo expansión necesitan usar un filtro TSS (Third Stage Separator) como parte de la confiabilidad y disponibilidad de operación de la máquina, filtro orientado básicamente a reducir finos y partículas presentes en el gas de combustión, así como también inversiones en sistemas de control sofisticados y metalurgia de alta calidad. La principal recomendación es desarrollar este proyecto durante el ao 2007, instalando un Turbo Expansor acoplado a un Generador Eléctrico, para producir 5,0 MW de potencia eléctrica, en 12 KV Y 50 Hz.
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