Gasificación de instalaciones industriales: opciones y normas de gasificación de empresas productivas

¿Qué provoca la necesidad de instalar un sistema de suministro de gas en una fábrica, planta, complejo industrial o central eléctrica? En primer lugar, la gasificación de instalaciones industriales garantiza una calefacción ininterrumpida.

En segundo lugar, es la posibilidad de suministro continuo de agua caliente. En tercer lugar, el gas puede utilizarse en diversos procesos tecnológicos como combustible, y algunas empresas necesitan suministro de vapor.

Hablaremos sobre cómo se organizan los sistemas de suministro de agua en las empresas productivas. En el artículo que presentamos se describen detalladamente las opciones de disposición de los sistemas de suministro de gas y sus variedades más demandadas. Se analizan los costos destinados a la construcción de circuitos de suministro de gas principal.

Opciones de combustible gaseoso

Los principales consumidores de gas son las fábricas y las centrales eléctricas. Utilizan el gas como combustible eficiente. Las empresas de las industrias química, metalúrgica y de maquinaria también emplean gas en sus procesos tecnológicos. En las ciudades, la industria alimentaria está adoptando activamente el uso del gas.

El suministro de gas de una empresa industrial puede realizarse de diversas formas según las fuentes de combustible. Las grandes empresas industriales utilizan sus propias fuentes de gas. En la mayoría de los casos, se trata de gas de generador, gas de coque o gas de alto horno. En el procesamiento del carbón mineral se liberan gases artificiales: gas de alumbrado, gas de coque y otros.

La interacción de elementos químicos en los procesos de producción provoca la liberación de gas como subproducto. Si se detecta insuficiencia o escasez del recurso, las empresas industriales a menudo se conectan al gasoducto principal, donde se suministra gas natural: estándar o asociado al petróleo.

La coquización o pirólisis del carbón mineral se realiza calentándolo a temperaturas muy altas. Los hornos en los que se lleva a cabo este proceso no permiten la entrada de oxígeno. Como resultado, además de una serie de subproductos, también se obtienen compuestos gaseosos.

La mejor opción de combustible para el suministro de gas es el gas natural.

Esto se debe a las siguientes ventajas:

• bajo precio del gas natural;
• alto poder calorífico;
• posibilidad de transporte rápido y económico;
• bajo nivel de emisiones nocivas a la atmósfera durante la combustión;
• automatización completa de la combustión.

El gas resulta ventajoso frente a otros tipos de combustible porque su suministro se realiza principalmente a través de tuberías.

Esto permite a los propietarios de empresas industriales liberar el espacio destinado a combustibles sólidos y sus residuos. También desaparece la necesidad de disponer de vehículos para el transporte constante de grandes volúmenes de combustible.

Tipos de sistemas de suministro de gas

Las empresas industriales pueden gasificarse mediante varios esquemas, que se diferencian según las condiciones de diseño de cada objeto en particular.

La aplicación de un esquema específico de suministro de gas o la combinación y mezcla de varios esquemas se determina por las condiciones individuales de diseño. La combinación de esquemas suele diseñarse en casos donde la demanda de gas en los talleres de la empresa varía considerablemente.

Los sistemas de suministro de gas de una sola etapa se diseñan en los casos en que:

• se planifica la conexión de la empresa a la red principal de gas urbana de baja presión;
• se contempla la conexión de la empresa industrial a la red de gas urbana mediante un punto central de regulación de gas cuando sea necesario asegurar baja presión en el gasoducto del objeto;
• se desarrolla la conexión del objeto industrial a las redes urbanas mediante la conexión al sistema central a través de un punto de distribución de gas con un nivel futuro de presión media de gas en las tuberías.

La instalación de sistemas de dos etapas está prevista en los siguientes casos:

• al conectar las instalaciones de distribución de gas de los talleres del objeto industrial a la red principal de gas urbana a través de puntos de distribución de presión media y baja en los gasoductos de los talleres;
• al conectar las instalaciones de distribución de gas de los talleres de la empresa industrial a la red de gas urbana de presión media con un nivel medio de presión en los gasoductos de los talleres;
• al conectar las instalaciones de distribución de gas de los talleres al punto central de distribución de gas de las redes urbanas con un nivel medio de presión en los gasoductos entre talleres y un nivel bajo de presión en los gasoductos de los talleres;
• al conectar las instalaciones de distribución de gas de los talleres al punto central de distribución de gas de las redes urbanas, con un nivel medio de presión de gas en los gasoductos entre talleres y con un nivel medio de presión en los gasoductos de los talleres.

Al diseñar el sistema de suministro de gas para una empresa industrial en particular, los ingenieros a menudo se enfrentan a la necesidad de combinar esquemas básicos según las condiciones específicas del objeto a gasificar.

Gasificación centralizada de empresas industriales

Los sistemas industriales de suministro de gas incluyen una serie de elementos componentes.

Entre los componentes principales se incluyen:

• entradas de gasoductos al territorio de la organización;
• red de gasoductos intertaller;
• sistema interno de suministro de gas;
• puntos y unidades reguladores;
• instrumentos que miden el flujo de gas;
• gasoductos de conexión de equipos consumidores de gas.

La gasificación mediante conexión a un gasoducto principal es característica de las mayores plantas, los buques insignia de la producción industrial. La gran mayoría de las pequeñas y medianas industrias utilizan los servicios de suministro de gas urbano.

La instalación de la tubería se realiza estrictamente de acuerdo con la solución técnica del proyecto. Esta tiene en cuenta todas las características y condiciones particulares de tendido de tuberías. Como elemento de soporte se utilizan principalmente terraplenes o soportes.

El suministro de gas a las instalaciones industriales proviene de una red de distribución en anillo. Se distinguen tres niveles de presión: alta, media y baja. La mayoría de las fábricas y plantas se abastecen desde una red de distribución en anillo de alta y media presión. Solo un pequeño número de pequeñas instalaciones industriales urbanas tienen suficiente con baja presión.

A las grandes instalaciones industriales se conectan dos tuberías de entrada desde diferentes líneas principales, que luego se unen en el área del emplazamiento. Las tuberías que transportan gas al emplazamiento pueden ser aéreas o subterráneas.

Las tuberías aéreas son una opción más popular, ya que son más fáciles de inspeccionar y mantener. En caso de fugas de gas, estas tuberías no son tan peligrosas. Además, no están sujetas a un proceso constante de corrosión.

Se instalan sobre soportes o se tienden a lo largo de paredes exteriores resistentes al fuego y estructuras. La altura de tendido está regulada por documentos normativos.

Los gasoductos aéreos transportan combustible en condiciones de régimen térmico variable. Se permite instalarlos a lo largo de paredes exteriores de edificios que contengan locales de producción clasificados en las categorías G y D. También es posible tenderlos sobre revestimientos ignífugos de locales de primera y segunda clase de resistencia al fuego.

A lo largo de la tubería se instalan varias válvulas de paso o compuertas con compensador de lente: una fuera del área del edificio industrial y varias, según las necesidades de la empresa, directamente dentro del área del emplazamiento.

En las grandes plantas, cada gasoducto intertaller tiene su propio esquema diseñado individualmente, que se elabora en función del nivel de consumo de gas. Los esquemas de los gasoductos intertaller se diferencian principalmente por la cantidad, ubicación y tipo de puntos de regulación de gas.

En las pequeñas fábricas que se abastecen desde una red de distribución en anillo de baja presión, generalmente no se instalan puntos de regulación de gas, aunque se requiere la instalación de un punto de medición del caudal de gas.

Si el nivel de presión es superior al requerido, dentro del área de la instalación industrial se establece un punto central de distribución de gas. El dispositivo reduce la presión al nivel necesario en la planta.

En caso de que se requiera un valor de presión diferente en algún taller, se instala en el mismo una unidad de distribución de gas, mediante la cual se pueden ajustar los niveles de presión.

Los avances modernos en ingeniería permiten implementar nuevos equipos. La gestión del suministro de gas y su distribución a través de las tuberías del sistema se simplifica considerablemente, lo que permite evitar consecuencias adversas en caso de fugas y accidentes imprevistos.

Si en cada taller de la empresa se necesita un nivel de presión individual, se prevé la posibilidad de llevar un gasoducto a cada taller por separado. Para ello, previamente debe instalarse una unidad de distribución de gas.

El consumo de gas en diferentes empresas es desigual y depende de muchos factores. Normalmente, el consumo intensificado del recurso ocurre durante el día, cuando se llevan a cabo los principales procesos tecnológicos en fábricas y plantas.

Entre semana, en la mayoría de las empresas industriales, el consumo de gas es mayor que los fines de semana. Sin embargo, algunas fábricas operan sin paradas tecnológicas.

Para calcular el consumo de gas es importante tener en cuenta la estacionalidad. En invierno, en las regiones frías, el consumo del recurso es varias veces mayor que en verano. Debido a la desigualdad del consumo de gas, surgen varios problemas.

En verano, los gasoductos remotos no funcionan a plena capacidad, y en invierno surge la necesidad de reducir o detener por completo el suministro de gas a ciertas secciones.

Gracias a la posibilidad de elegir un gasómetro del volumen adecuado, las empresas industriales han tenido la oportunidad de organizar un suministro de gas eficiente e ininterrumpido. Al comprar un gasómetro, se debe prestar atención a su conformidad con los estándares europeos de calidad.

En la instalación de redes autónomas de suministro de gas para empresas ubicadas en áreas inaccesibles para la instalación de gasoductos, se utilizan tanques especiales: gasómetros diseñados para objetos industriales. Esta opción también se aplica si la organización de un gasoducto estándar no es rentable.

Para aprovechar al máximo el recurso en el período de verano, se instalan consumidores tampón que pueden funcionar con varios tipos de combustible. Están diseñados para una rápida transición de la unidad del consumo de un recurso a otro.

Suministro autónomo de gas para organizaciones

Si un empresario se pregunta cómo gasificar su empresa, una de las posibles soluciones es conectarse al suministro centralizado de gas. Sin embargo, la legislación también contempla la posibilidad de utilizar fuentes autónomas de gas.

Entre las ventajas de la gasificación autónoma se incluye la reducción del nivel de consumo de gas de la red general. Los costos de instalación de un almacenamiento de gas autónomo, así como el costo de instalación de un gasómetro en un terreno suburbano, son significativamente más bajos que los gastos de tendido de tuberías y conexión a la red centralizada.

Estos sistemas se utilizan para los siguientes fines:

• suministro del combustible necesario a las instalaciones de cogeneración para la producción eficiente de energía eléctrica y térmica;
• suministro de combustible a los calentadores infrarrojos de gas;
• aseguramiento del funcionamiento continuo de los generadores de gas;
• suministro del recurso necesario a las calderas que funcionan con gas.

En las empresas industriales, el gas puede utilizarse como portador de energía principal o como recurso para asegurar el funcionamiento de un esquema de respaldo de suministro energético. En el segundo caso, se adquieren gasómetros, que deben instalarse estrictamente de acuerdo con las normas GOST y SNiP.

Los cuerpos de los gasómetros están recubiertos con una capa protectora que previene los procesos de corrosión electroquímica.

La mayoría de los tipos de gasómetros están diseñados para ser colocados bajo tierra. Esta solución ventajosa permite ahorrar espacio de producción y utilizar el terreno superficial para otras necesidades. Las instalaciones subterráneas se recubren con una capa protectora prevista en la etapa de fabricación.

Entre el equipo necesario para implementar un sistema de gas autónomo en el lugar se destacan:

• Evaporadores de líquido o eléctricos, que se complementan adicionalmente con un grupo regulador. Aumentan el rendimiento de diseño.
• Mezcladores instalados en las tuberías de empresas conectadas a la red central;
• Nodo de drenaje que permite eliminar el condensado;
• Gasoductos para diferentes fases de mezclas de gas;
• Recolectores de condensado que recogen y desvían el condensado de la tubería hacia los evaporadores o dispositivos de eliminación;
• Sistema de control destinado a automatizar la supervisión del funcionamiento del parque de tanques.

Las instalaciones de tanques tienen el siguiente esquema de trabajo:

• Llenado con gas licuado;
• Almacenamiento de combustible líquido a presión en el tanque;
• Suministro de la fase líquida al evaporador;
• Conversión de la fase líquida en fase de vapor;
• Suministro de la fase de vapor al equipo y a los quemadores.

El suministro de gas al evaporador se realiza mediante bombas. El complejo de tanques debe estar equipado obligatoriamente con un sistema automático de control.

Entre las desventajas de los gasómetros subterráneos se destacan el alto costo de su instalación y los posibles riesgos. Si el sistema no está suficientemente aislado, puede congelarse. También hay proveedores deshonestos que suministran gas sin purificar. Trabajar con gas siempre requiere una atención cuidadosa.

El procedimiento para realizar la gasificación de una empresa industrial no depende de si el gas se utiliza como fuente de energía principal o como combustible para el suministro de energía de reserva. Para la gasificación de la organización, es necesario llevar a cabo una serie de medidas consecutivas.

Ya en la etapa de diseño se aclara y especifica el concepto de «gasificación de la empresa». De esta manera, en la documentación se indican sucesivamente los elementos a gasificar: equipos, sistemas de comunicación, taller y empresa.

En primer lugar, se debe presentar una solicitud al instituto de diseño. Allí se realizan los cálculos termotécnicos y se determina la necesidad de combustible del objeto a gasificar en función de las condiciones tecnológicas de la empresa.

El siguiente paso es enviar una carta a la organización de distribución de gas de la región. Debe contener una solicitud de emisión de un certificado que confirme la disponibilidad técnica para conectar la instalación industrial a las redes de gas regionales.

Al conjunto de documentos mencionados se debe adjuntar un plano de situación y el cálculo termotécnico realizado en el instituto de diseño.

Una condición obligatoria al implementar el sistema de suministro de gas es la instalación de un punto de medición del consumo de gas. El consumo de combustible mostrado no solo permitirá rastrear y calcular los indicadores y los gastos futuros, sino que también ayudará a detectar fugas en lugares no visibles.

En la organización regional de distribución de gas también se obtiene un certificado sobre la posibilidad técnica de conectar la empresa a las redes de distribución de gas.

Para obtener las condiciones técnicas para la gasificación en el departamento técnico de proyectos de la organización de diseño que elabora el proyecto y el presupuesto, es necesario obtener un permiso para utilizar gas natural como combustible.

También se firma un contrato tripartito entre el proveedor de gas, el consumidor y la organización de distribución de gas. Después de obtener todos los documentos y permisos, se realiza la instalación y montaje de todos los sistemas y equipos, y se procede directamente a la puesta en marcha del gas.

Costos del servicio de gasificación

El uso del gas natural se caracteriza por su economía, suministro ininterrumpido y alto respeto al medio ambiente. Cuando los propietarios y los responsables de las empresas industriales, fábricas y plantas toman conciencia de las futuras ventajas de la gasificación, se preguntan sobre el costo de los servicios de instalación de gasoductos.

Preguntas similares también hacen los propietarios de viviendas particulares, a quienes el costo de conexión les preocupa no menos que a los directivos y al consejo de administración de las empresas. En esencia, las partidas de gastos para los consumidores particulares y comerciales son similares; la diferencia radica principalmente en las tarifas.

La realización del gasoducto solo es posible si se cuenta con la confirmación de la viabilidad técnica por parte de la organización distribuidora de gas. Tras el dictamen sobre la admisibilidad de la conexión a la tubería principal de gas, se elabora un presupuesto para la ejecución de los trabajos.

Por un lado, la documentación necesaria se puede recopilar personalmente. Sin embargo, uno se enfrentará a problemas de tramitación documental, perderá tiempo personal, dinero y tendrá que entender todos los procesos. El montaje de los sistemas de gas debe realizarse de acuerdo con las normas y reglamentos aprobados por los organismos estatales.

Estos trabajos solo pueden realizarlos empresas especializadas en la instalación de redes de gasoductos. Se puede recurrir a los servicios de pequeños equipos, contratistas o equipos de grandes servicios.

Por otro lado, en el mercado operan varias empresas que ofrecen servicios integrales para la instalación del suministro de gas en empresas industriales y comerciales. Dichas organizaciones, por una suma acordada previamente, realizarán todo el conjunto de trabajos, incluida la tramitación documental, la compra de equipos y el montaje de todos los sistemas.

Servicios integrales de calidad para la instalación de gasoductos con acompañamiento por etapas desde el diseño hasta la puesta en marcha de todos los sistemas solo los ofrecen empresas certificadas. Al acudir a especialistas incompetentes, el avance de los trabajos puede estancarse ya en la fase inicial.

Por supuesto, los servicios de estas empresas no serán baratos. Sin embargo, garantizan una alta calidad de trabajo y realizan los pedidos en el menor tiempo posible.

El costo de los servicios de las empresas especializadas varía en función de varios factores:

• la potencia del equipo a instalar, medida en kW;
• el número de objetos en el territorio de la empresa que se gasificarán;
• la presencia y cantidad de dispositivos tecnológicos consumidores de gas;
• la longitud proyectada del gasoducto, medida en metros;
• las condiciones geológicas de la ruta por la que se tenderá el gasoducto.

Para ahorrar en la gasificación, se recomienda seguir los siguientes consejos:

• el aislamiento térmico de las estructuras de conducción de gas reduce las pérdidas de calor de los objetos calefaccionados y la potencia necesaria del equipo;
• la instalación de sistemas de calefacción modernos se amortiza en poco tiempo gracias a su alta eficiencia energética;
• si hay objetos industriales cerca, vale la pena considerar el diseño conjunto de las vías de suministro de gas;
• calcular la ruta más óptima y el método de tendido de las vías de gas.

En promedio, la realización de todas las etapas, desde el diseño hasta la puesta en marcha de los sistemas de suministro de gas, toma de 12 a 15 meses.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Cómo elegir e instalar un gasómetro:

Tendido del gasoducto subterráneo:

La instalación del gasoducto y los sistemas de gas adyacentes en instalaciones industriales es un proceso complejo y de múltiples etapas. Para su implementación exitosa, se deben considerar muchos matices y particularidades. También se requerirán importantes inversiones económicas para la compra de equipos y el pago de los trabajos de instalación.

Sin embargo, los fondos invertidos se recuperan en un futuro cercano. Esto se debe al bajo costo del gas natural, a la buena relación calidad-precio y a la alta ecología. La empresa no necesitará adquirir costosos equipos de filtración para no contaminar el medio ambiente.

Se destacan varios problemas posibles que la empresa deberá enfrentar. Pueden surgir dificultades para obtener acuerdos y licencias. También es necesario obtener el consentimiento de los propietarios del terreno por donde se tenderá el gasoducto. Todos los problemas se resuelven fácilmente si se elige el enfoque correcto.

Dado que trabajar con gas es ante todo responsabilidad y calificación, es importante elegir un buen contratista. Se recomienda cooperar con empresas que tengan experiencia positiva en el tendido de redes de gas. La empresa debe conocer todos los detalles del trabajo y ser consciente de su responsabilidad.

En situaciones complejas, es necesario colaborar con los organismos de supervisión estatal y cumplir con sus requisitos y recomendaciones. También es posible realizar ajustes durante el proceso de tendido e instalación.