Propuesta de rediseño lógico-funcional de sistema de bombeo de combustible en proceso hidro-cracking para mejorar el desempeño de parámetros RAM

Abstract

El sistema de bombeo de gasoil de la unidad de hidrocracking de ENAP Refinería Bío-Bío, configurado lógicamente en serie, presenta problemas de indisponibilidad e incumplimiento de función debido a detenciones no planificadas, lo que genera altos costos operacionales asociados. El objetivo de este trabajo es proponer un rediseño del sistema orientado a mejorar el desempeño de los parámetros RAM (confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad). Para ello, se realizan simulaciones, una evaluación económica y se proponen recomendaciones de acciones de mantenimiento para los equipos involucrados. Estas propuestas se desarrollan bajo ciertas suposiciones y consideraciones en la modelación, por lo que no existe certeza absoluta de que representen el comportamiento real futuro del sistema. Se proponen dos alternativas de configuración denominadas Sistema Propuesto 1 y Sistema Propuesto 2, las cuales se comparan con el sistema actual mediante simulaciones con un horizonte de cuatro años, basadas en Diagramas de Bloques de Confiabilidad. En dicho periodo, el Sistema Propuesto 1 alcanza incrementos de 70,91; 11,54 y 20,91 puntos porcentuales en confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad, respectivamente. Por su parte, el Sistema Propuesto 2 presenta incrementos de 5,90; 10,67 y 22,33 puntos porcentuales en los mismos indicadores. La evaluación económica considera dos escenarios según el tipo de incumplimiento de función. En ambos casos, el Sistema Propuesto 1 presenta los menores costos al cuarto año, siendo hasta un 90,03 % y un 42,16 % inferiores con respecto al sistema actual y al Sistema Propuesto 2, respectivamente, dependiendo del escenario analizado. El Sistema Propuesto 2, en cambio, alcanza antes su periodo de retorno de inversión, pudiendo adelantarse hasta 0,14 años respecto al Sistema Propuesto 1 según el escenario considerado. Finalmente, se recomiendan acciones orientadas a mejorar la calidad de los registros de detenciones del sistema de bombeo de gasoil actual, junto con la implementación de tareas de mantenimiento basadas en condición para el modo de falla asociado a fugas en sellos mecánicos.

The gasoil pumping system of the hydrocracking unit at ENAP Refinería Bío-Bío, logically configured in series, has problems with unavailability and functional failures due to unplanned shutdowns, generating high associated costs. The objective of this work is to propose a redesign of this system to improve the performance of RAM parameters (reliability, availability and maintainability), through simulations, economic evaluation, and recommendations for maintenance actions for the equipment involved, under modeling assumptions and considerations, without absolute certainty of representing the system’s real future behavior. Two configuration alternatives are proposed: Sistema Propuesto 1 and Sistema Propuesto 2. They are compared with the current system using four-year simulations based on Reliability Block Diagrams. Over this period, Sistema Propuesto 1 achieves increases of 70.91, 11.54 and 20.91 percentage points in reliability, availability and maintainability, respectively, while Sistema Propuesto 2 shows increase of 5.90, 10.67 and 22.33 percentage points in the same indicators, respectively. The economic evaluation considers two scenarios depending on the type of functional failure. In both, Sistema Propuesto 1 has the lowest cost in the fourth year, being up 90.03% and 42.16% lower than the current system and Sistema Propuesto 2, respectively, depending on the scenario. Sistema Propuesto 2, on the other hand, always reaches its payback sooner. Depending on the scenario, it can be up to 0,14 years earlier than Sistema Propuesto 1. Finally, actions are recommended to improve the quality of the downtime records for the current gasoil pumping system, along with condition-based maintenance tasks for the “mechanical seal leakage” failure mode.