ES2961728T3 - Instalación móvil de flujo inverso - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una instalación de retroalimentación (30), que comprende: - módulos (31 a 35 y 37) que tienen las siguientes funciones: al menos un compresor para comprimir gas, un autómata para controlar el funcionamiento de al menos un compresor, al menos un sensor para comprobar el cumplimiento de la calidad del gas que circula en el compresor, al menos un contador para contar el flujo de gas que circula en el compresor y al menos un filtro para filtrar el gas que circula en el compresor; y - un módulo de interconexión (36A, 36B) entre los otros módulos y con una red de gas (15) a una primera presión y una red de gas (10) a una segunda presión superior a la primera presión. Al menos uno de dichos módulos es móvil y está configurado para ser transportado en un único vehículo de manera integral y en estado operativo mediante conexión removible al módulo de interconexión y a una fuente de energía. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Instalación móvil de flujo inverso

Campo técnico

La presente invención se refiere a una instalación móvil de flujo inverso. Se aplica, en particular, a las redes de transporte de gas para exportar los excedentes de gas renovable de una red de distribución a una red de transporte, que tiene una capacidad de almacenamiento mucho más elevada.

Estado de la técnica

La producción de biogás experimenta un fuerte crecimiento en Europa y su aprovechamiento condiciona la creación de un sector de metanización sostenible. A continuación, el “ biometano” define el gas producido a partir del biogás bruto obtenido de la metanización anaeróbica de residuos orgánicos (la biomasa) o por gasificación a alta temperatura (seguida de una síntesis por metanación); depurado y tratado de modo que sea intercambiable con el gas natural de red.

Si el método de aprovechamiento más común es la producción de calor y/o de electricidad, el aprovechamiento en forma de combustible y la inyección de biometano en la red de gas natural, también se está desarrollando.

La inyección de biometano en la red de gas natural ya se lleva a cabo en Europa. En un contexto de fuerte desarrollo del biometano, los distribuidores de gas natural se enfrentan a situaciones de falta de salida. En efecto, los consumos de los clientes domésticos varían en promedio de 1 a 10 veces entre el invierno y el verano en las distribuciones públicas. La inyección de biometano es posible inicialmente, únicamente si se hace con un caudal inferior al caudal mínimo observado durante los periodos de menor consumo, o si el biometano se produce muy cerca de los consumos. Cuando la producción supera las cantidades consumidas, esto tiende a saturar las redes de distribución durante las estaciones cálidas. Esta situación limita el desarrollo del sector de producción de biometano por la congestión de las redes de distribución de gas natural. Se han identificado varias soluciones para resolver este problema: el entramado de las redes de distribución para aumentar las capacidades de consumo del biometano producido por la multiplicación de los consumidores conectados, la modulación de la producción de biometano según la temporada y las necesidades de consumo, la micro licuefacción y compresión para almacenar las producciones de biometano durante las temporadas de escaso consumo, el desarrollo de usos del gas (para la movilidad, principalmente), así como la realización de estaciones de flujo inverso entre las redes de distribución y de transporte de gas natural.

Las instalaciones de flujo inverso son, por lo tanto, una de las soluciones identificadas para desarrollar las capacidades de inyección de biometano. Estas instalaciones permiten exportar los excedentes de biometano desde una red de distribución a la red de transporte, comprimiéndolo y reinyectándolo en esta red de transporte para, de este modo, beneficiarse de su mayor capacidad de almacenamiento de gas. Por lo tanto, los productores no tendrían que limitar su producción, y la rentabilidad de sus proyectos se aseguraría con mayor facilidad. La estación de flujo inverso es una infraestructura del operador de transporte que permite la transferencia de gas desde la red de distribución a la red de transporte, que dispone de una gran capacidad de almacenamiento, por medio de una estación de compresión de gas. La estación de flujo inverso puede localizarse cerca de la estación de reducción de presión, o en otro lugar donde se crucen las redes de transporte y de distribución.

El flujo inverso integra, por tanto, una función de compresión del gas para adaptarlo a las limitaciones impuestas aguas abajo de este compresor, es decir, la red de transporte. Las instalaciones de flujo inverso actuales son instalaciones fijas en las que los compresores se sitúan en edificios. Cada compresor es accionado por un motor eléctrico conectado a la red eléctrica.

Por motivos económicos, algunas instalaciones de flujo inverso están provistas únicamente de un compresor que asegura el 100 % del caudal. Estas instalaciones de flujo inverso no garantizan, por tanto, un funcionamiento normal en caso de avería del único compresor. Sin embargo, la instalación de un segundo compresor que garantice un 100 % del caudal para garantizar el respaldo en caso de avería en una instalación fija de flujo inverso, es una solución costosa. En caso de avería de una estación de flujo inverso, los productores de biometano no pueden, por tanto, seguir suministrando su producción de biometano. De igual modo, en caso de conexión de un nuevo proveedor de biometano sin la instalación previa de una estación de flujo inverso que se vuelva necesaria, los productores de biometano son penalizados. De igual modo, la necesidad de una estación de flujo inverso puede ser puntual o una inversión en tal estación de flujo inverso puede retrasarse, sobre todo a la espera de otras conexiones de productores de biometano, con las mismas consecuencias para este sector.

Por otra parte, las configuraciones de las redes de distribución evolucionan, concretamente cuando interviene un proveedor de biogás e inyecta biogás, o se desconecta. Paralelamente, el consumo de gas en esta red de distribución puede aumentar o disminuir, por ejemplo, en la instalación de una fábrica o de una gran superficie de consumo, o cuando se detenga. La capacidad del flujo inverso puede resultar, por tanto, transitoria o permanente, excesiva o insuficiente.

De forma más general, las instalaciones de flujo inverso existentes no permiten una evolución de su dimensionamiento en función de las necesidades.

Las instalaciones de flujo inverso actuales son instalaciones fijas, donde los compresores se sitúan en edificios. Las instalaciones de flujo inverso actuales no permiten, por tanto, una rapidez y una flexibilidad de intervención en las redes.

Se conoce el documento DE 10.2009.038.128. que describe una instalación de flujo inverso situada entre dos redes de gas de presión diferentes.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere a resolver total o parcialmente estos inconvenientes. La presente invención se refiere a una instalación de flujo inverso. que incluye:

- módulos que incluyen las siguientes funciones:

o al menos un compresor para comprimir gas.

o un dispositivo de control de funcionamiento de al menos un compresor.

o al menos un sensor de conformidad de la calidad del gas que circule en el compresor.

o al menos un contador para contar un caudal de gas que circule en el compresor. y

o al menos un filtro para filtrar el gas que circule en el compresor; y

- un módulo de interconexión entre los otros módulos y con una red de gas a una primera presión y una red de gas a una segunda presión superior a la primera presión;

en donde al menos uno de estos módulos sea móvil. configurado para transportarse. íntegramente y en estado de funcionamiento mediante conexión amovible al módulo de interconexión y a una fuente de energía. en un solo vehículo.

Gracias a estas disposiciones. una instalación fija de flujo inverso puede completarse fácilmente mediante un módulo móvil para aumentar sus capacidades de compresión. o para sustituir a un elemento fijo averiado. o durante el mantenimiento o una actualización. De este modo. durante un aumento temporal de las necesidades de capacidad de la instalación de flujo inverso (sobrecapacidad transitoria de los productores de biogás. bajada transitoria del consumo por los consumidores de gas). se añade a la instalación de flujo inverso un módulo compresor suplementario móvil. Una vez finalizado este aumento temporal. se retira.

La instalación móvil de flujo inverso objeto de la invención tiene por objetivo abordar concretamente las tres finalidades siguientes:

- garantizar una asistencia móvil y una mayor tasa de disponibilidad en caso de avería de una instalación móvil de flujo inverso ya existente.

- ofrecer la posibilidad de retrasar una inversión en una instalación fija de flujo inverso.

- ofrecer una solución temporal en caso de emergencia (necesidad o retraso). y

- responder a necesidades puntuales o que sean demasiado pequeñas para justificar una inversión en una instalación fija de flujo inverso. Esto permite. por tanto. reforzar el desarrollo de las capacidades de inyección ya iniciadas por las instalaciones de flujo inverso fijas y. por tanto. maximizar la acogida de proyectos de inyección de biometano.

En algunas realizaciones. todos los módulos de la instalación de flujo inverso son móviles. configurados para transportarse. íntegramente y en estado de funcionamiento por conexión amovible al módulo de interconexión y a una fuente de energía. en un solo vehículo.

Gracias a estas disposiciones. pueden satisfacerse estas necesidades temporales de flujo inverso. por ejemplo. mientras se espera la puesta en servicio de una instalación fija de flujo inverso. con una instalación móvil de flujo inverso.

En algunas realizaciones. la instalación de flujo inverso incluye una fuente de alimentación eléctrica autónoma móvil.

Gracias a estas disposiciones, la instalación móvil de flujo inverso no necesita, para funcionar, conectarse a la red eléctrica.

En algunas realizaciones, la fuente de alimentación eléctrica móvil es un generador puesto en funcionamiento por un motor de vehículo.

Gracias a estas disposiciones, puede utilizarse un mismo motor para accionar distintos módulos y para poner el vehículo en marcha.

En algunas realizaciones, la fuente de alimentación eléctrica es un motor alimentado con gas a la primera presión. Gracias a estas disposiciones, la fuente de energía primaria es el gas a comprimir, lo que evita tener que transportar esta energía primaria.

En algunas realizaciones, al menos un módulo incluye un detector de gas y/o un detector de incendios.

Gracias a estas disposiciones, la seguridad de la instalación móvil de flujo inverso está garantizada por al menos uno de los módulos que incluye.

En algunas realizaciones, al menos un compresor se acciona mecánicamente por un motor de vehículo.

Gracias a estas disposiciones, puede utilizarse un mismo motor para accionar el compresor y para poner el vehículo en marcha.

En algunas realizaciones, el módulo de interconexión incluye, además:

- una unidad móvil de distribución, para distribuir el gas procedente de una red de gas a una primera presión a varios módulos mediante una interfaz, y

- una unidad móvil de recogida para recoger el gas procedente de cada módulo mencionado a una segunda interfaz.

Gracias a estas disposiciones, se establecen fácilmente flujos de gas entre los distintos módulos para la explotación de una instalación de flujo inverso.

En algunas realizaciones, el controlador se configura para controlar el funcionamiento de una pluralidad de compresores en función de la capacidad de compresión de los compresores operativos.

Gracias a estas disposiciones, se facilita la evolución de las capacidades de compresión de la instalación de flujo inverso. De hecho, un módulo compresor puede fácilmente ponerse en servicio o retirarse de esta instalación.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye, además, al menos un circuito de reciclaje provisto de una válvula, configurado para reducir la presión del gas de salida de un compresor e inyectarlo corriente arriba o a la entrada de dicho compresor, configurándose el controlador para controlar el funcionamiento de la válvula del circuito de reciclaje dependiendo de la capacidad de compresión de los compresores operativos puestos en funcionamiento conjuntamente.

Gracias a estas disposiciones, la estabilidad de la red de distribución está garantizada, independientemente de la capacidad de compresión operativa de los compresores puestos en funcionamiento conjuntamente, es decir, de forma simultánea o con una diferencia temporal reducida.

En algunas realizaciones, al menos un módulo de la instalación de flujo inverso se integra en un contenedor estándar. En algunas realizaciones, al menos un módulo de la instalación de flujo inverso se monta sobre un vehículo.

Gracias a cada una de estas disposiciones, se facilita el transporte de este módulo.

En algunas realizaciones, al menos un compresor se acciona mecánicamente por un motor de vehículo.

En algunas realizaciones, al menos un módulo de la instalación de flujo inverso se alimenta de energía eléctrica por un generador montado sobre el vehículo.

Gracias a cada una de estas disposiciones, el accionamiento del compresor no requiere un sobredimensionamiento de la alimentación eléctrica de la instalación de flujo inverso, en comparación con la alimentación de solamente compresores fijos.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un laboratorio de análisis móvil climatizado y protegido frente a golpes y vibraciones, laboratorio que incluye un cromatógrafo común para la medición del THT y la composición del gas.

Gracias a estas disposiciones, un mismo cromatógrafo permite varias mediciones.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un calorímetro de correlación que determina la composición del gas obtenido por un cromatógrafo.

De este modo, se mide indirectamente el poder calorífico del gas y a menor coste.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un higrómetro, por ejemplo, de cerámica.

Al ser este higrómetro menos sensible a las vibraciones que otros tipos de higrómetros, se facilita el diseño de la instalación móvil de flujo inverso.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un skid de deshidratación y un contador volumétrico. En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un medio de válvulas en serie aguas abajo de al menos un compresor.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un descargador en serie, aguas abajo de al menos un compresor.

El medio de válvula y el descargador facilitan el funcionamiento del compresor, concretamente en su puesta en marcha.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un sistema de almacenamiento de gas en bombonas y un medio de extracción de gas en distintos momentos, por ejemplo, con válvulas neumáticas.

Gracias a estas disposiciones, la composición del gas puede determinarse de forma diferida, lo que reduce el coste de producción de la instalación, en comparación con la incorporación de un cromatógrafo.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye una centralita de incendios, con detector y extintor, así como un medio de detección de gas.

En algunas realizaciones, la instalación de flujo inverso incluye un armario eléctrico aislado de cada compresor por una pared que incluye pasamuros estancos.

Gracias a cada una de estas disposiciones, se refuerza la seguridad de la instalación.

Breve descripción de las figuras

Otras ventajas, objetivos y características de la presente invención serán evidentes de la descripción que sigue, a título explicativo y en modo alguno limitativo, en relación con los dibujos adjuntos, en donde:

- la Figura 1 representa, en forma de diagrama de bloques, una instalación de flujo inverso conocida en la técnica anterior,

- la Figura 2 representa, en forma de diagrama de bloques, una instalación de flujo inverso objeto de la invención,

- la Figura 3 representa esquemáticamente el ensamblaje de distintos módulos de una instalación de flujo inverso objeto de la invención,

- la Figura 4 representa esquemáticamente módulos de una realización móvil de una instalación de flujo inverso,

- la Figura 5 representa esquemáticamente una instalación fija de flujo inverso que incluye un módulo móvil, - la Figura 6 representa, en forma de un diagrama de flujo, etapas de implementación y funcionamiento de una instalación de flujo inverso objeto de la invención,

- la Figura 7 representa una interfaz mecánica entre un vehículo y un compresor,

- la Figura 8 ilustra los componentes de un módulo de interconexión en una instalación móvil de flujo inverso completa,

- la Figura 9 representa la evolución del caudal y la presión en la regulación de caudal del funcionamiento de la instalación de flujo inverso,

- la Figura 10 representa la evolución del caudal y la presión en la regulación de presión del funcionamiento de la instalación de flujo inverso, y

- la Figura 11 representa una instalación de flujo inverso objeto de la invención, montada sobre un vehículo.

Descripción de realizaciones de la invención

La Figura 1 representa esquemáticamente el principio de una instalación de flujo inverso conocida en la técnica anterior. La instalación de flujo inverso dispone de un conjunto de funciones técnicas que permiten crear un flujo de gas, controlando las condiciones de explotación propias de una red 10 de transporte y de una red 15 de distribución. Estas funciones incluyen:

- el tratamiento y el control 19 de la conformidad de la calidad del gas con las especificaciones técnicas del operador de transporte,

- la medición 20 de las cantidades transferidas,

- la compresión del gas procedente de la red 15 de distribución, mediante al menos un compresor 21, generalmente son compresores de motor eléctrico y de pistones, con dos o tres etapas de compresión,

- la regulación 24 de la presión o del caudal,

- la filtración 22, aguas arriba y abajo,

- la gestión 18 de la estabilidad del funcionamiento de la red de distribución,

- los dispositivos 26 de seguridad, y

- las herramientas 24 de control y de seguimiento de la instalación de flujo inverso.

Estas distintas funciones se describen a continuación. Se añaden los servicios auxiliares (fuentes de electricidad, red de comunicaciones, etc.) necesarios para la realización de una instalación industrial. La instalación de flujo inverso se dimensiona teniendo en cuenta:

- la presión de explotación de la red 10 de transporte y la de la red 15 de distribución. La primera debe estar comprendida entre 30 y 60 bares en la red regional, y puede llegar a 85 bares en la red principal. La segunda es del orden de 4 a 19 bares en las redes MPC (red de media presión de tipo C, es decir, una presión de entre 4 y 25 bares), e inferior a 4 bares en las redes MPB (red de media presión de tipo B, es decir, una presión de entre 50 milibares y 4 bares),

- de la capacidad máxima de producción de los productores 17 de biometano susceptibles de inyectar biometano en la red 15 de distribución, capacidad que varía de algunas decenas de Nm3/h para las unidades más pequeñas, a varios centenares de Nm3/h para las más grandes,

- del consumo de los consumidores 16 en la red 15 de distribución, principalmente el consumo mínimo, y - de la facultad de la red 15 de distribución de absorber las variaciones de presión (volumen en agua).

El conjunto de estos datos permite determinar el caudal máximo de la instalación de flujo inverso y estimar su duración de funcionamiento. Esta duración puede variar, según el caso, de un funcionamiento ocasional (10 a 15 % del tiempo) hasta un funcionamiento casi permanente. Este ejercicio debe también integrar el hecho de que las instalaciones de los productores 17 no se ponen en servicio simultáneamente, sino a medida que pase el tiempo.

En cuanto al análisis 19 de la conformidad del gas, hay diferencias entre las especificaciones de calidad del gas aplicadas a las redes 10 de transporte y a las redes 15 de distribución, debido a las distintas presiones de explotación, distintas infraestructuras, distintos materiales, usos e interfaces con los almacenamientos subterráneos. Las especificaciones de las redes 10 de transporte son generalmente las más restrictivas, en comparación con las redes 10 de distribución. Por lo tanto, para garantizar que la instalación de flujo inverso de gas de la red 15 de distribución hacia la red 10 de transporte se integre en el funcionamiento operativo de la red 10 de transporte, se prevén siguientes disposiciones:

- una unidad 29 de deshidratación aguas arriba de la compresión 21, para reducir los riesgos de condensación en la red de alta presión de transporte, la formación de hidratos y la corrosión,

- opcionalmente, un laboratorio de análisis de los parámetros de combustión (índice de Wobbe, poder calorífico y densidad de gas) para introducir las lecturas en el sistema de determinación de energías del operador de transporte.

A discreción del operador de transporte, el análisis de otras concentraciones de compuestos (CO<2>, H<2>O, THT, etc.) es opcional, y se realiza únicamente si existe un riesgo constatado de contaminación de la red 10 de transporte (ejemplo: flujo inverso de un biometano con una elevada concentración de CO<2>sin posibilidad de dilución en la red 15 de distribución y la red 10 de transporte, u operado a una presión muy alta).

En cuanto a la medición 20 de gas, la instalación de flujo inverso está provista de una cadena de medición constituida por un contador y un dispositivo de determinación de la energía local o regional según la metrología legal.

En lo referente a la compresión de gas, la unidad de compresión permite comprimir el excedente de producción de biometano, a la presión de servicio de la red 10 de transporte. Dependiendo de criterios económicos y de la disponibilidad de la instalación, son posibles varias configuraciones, por ejemplo

- un compresor 21 que satisfaga el 100 % de las necesidades de flujo inverso máximo,

- dos compresores 21 que satisfagan cada uno el 100 % de las necesidades de flujo inverso máximo, o

- dos compresores 21 que satisfagan cada uno el 50 % de las necesidades de flujo inverso máximo.

La configuración se selecciona partiendo de un estudio de las distintas ventajas e inconvenientes en términos de costes, disponibilidad, espacio, y posibilidad de evolución de la unidad de compresión. La presión de aspiración a considerar es la presión de servicio de la red 15 de distribución, que depende sobre todo de las presiones de inyección de los productores 17 de biometano. La presión de construcción en la descarga a considerar es la presión máxima de servicio (“ PMS” ) de la red de transporte, por ejemplo 67,7 bares. Para garantizar el arranque, la protección antibombeo de cada compresor 21 (excepto del compresor de pistones) o el funcionamiento en reciclaje estabilizado, puede proporcionarse un circuito 27 de reciclaje provisto de una válvula 28. El circuito de reciclaje reduce la presión del gas a la segunda presión, y lo inyecta aguas arriba o en la entrada del compresor en la puesta en funcionamiento de al menos un compresor, bajo el control del controlador 25.

La estanqueidad de cada compresor 21 puede realizarse con aceite o con revestimiento seco. En el primer caso, se establecen determinadas disposiciones de filtración (ver más adelante).

Un controlador 25 realiza las funciones de pilotaje 24, de control de cada compresor, y de regulación y estabilidad 18 de la red 15. Cabe señalar que, en toda la descripción, el término “ controlador” significa un controlador o un sistema informático o un conjunto de controladores y/o de sistemas informáticos (por ejemplo, un controlador por función).

En cuanto a la regulación, la evolución de la presión de la red 15 de distribución próxima a la instalación de flujo inverso está correlacionada con el caudal de gas que transita por la instalación de flujo inverso. Esta evolución es el resultado del funcionamiento dinámico de los consumos de gas en la red 15 de distribución, de las capacidades inyectadas de biometano por los productores 17, y del funcionamiento de la instalación de suministro, por medio de una válvula 14, y del flujo inverso. Se integran, por tanto, las posibilidades de adaptación del intervalo de funcionamiento de la presión de aspiración de la instalación de flujo inverso, y una regulación de los compresores 21 que puede anticipar las restricciones ejercidas sobre la red 15 de distribución, según sean las configuraciones encontradas. Hay una diferencia con las estaciones de suministro sin flujo inverso, para las que la presión se regula en el punto de suministro, de forma que sea fija, independientemente de cuáles sean los consumos de los consumidores 16. En consecuencia, el modo de regulación (presión o caudal) del flujo en el flujo inverso hacia la red 10 de transporte depende del buen funcionamiento de la instalación de flujo inverso.

Según las especificaciones de los compresores, y para evitar su deterioro o debido a las limitaciones asociadas al funcionamiento de la red 10 de transporte, se prevé una filtración en la función de conformidad de la calidad del gas, aguas arriba de la compresión, para recuperar los posibles líquidos y polvo contenidos en el gas procedente de la red 15 de distribución. Además, en el caso de un compresor 21 con estanqueidad con aceite, se instala un filtro 22 de coalescencia a la salida del compresor 21, por ejemplo, con una purga manual y un nivel visual.

Un sistema 23 de enfriamiento refrigera todo o parte del gas comprimido, para mantener la temperatura aguas abajo, hacia la red 10 de transporte, a un valor inferior a 55 °C (temperatura de certificación de los equipos). Para asegurar el funcionamiento del sistema 23 de enfriamiento, este se dimensiona a partir de valores de temperatura ambiente pertinentes, según los históricos meteorológicos.

La estación 12 de entrega es una instalación situada en el extremo aguas abajo de la red de transporte, que permite la entrega del gas natural en función de las necesidades expresadas por el cliente (presión, caudal, temperatura...). Por tanto, es la interfaz de reducción de presión del gas de la red 10 de transporte hacia la red 15 de distribución o hacia determinadas instalaciones industriales. La estación 12 de entrega integra, por tanto, válvulas de alivio para reducir la presión para adaptarse a las condiciones impuestas aguas abajo.

Para evitar fenómenos de inestabilidad, la instalación de flujo inverso no debe funcionar simultáneamente con la estación 12 de reducción de presión y suministro de la red 10 de transporte a la red 15 de distribución. Se fijan, por lo tanto, valores límite de arranque y de parada de la instalación de flujo inverso, y cada controlador 25 de una instalación que combina reducción 12 de presión y flujo inverso es capaz de impedir la simultaneidad de estas dos funciones. Las instalaciones de flujo inverso, en su fase de arranque, de funcionamiento y de parada, limitan las perturbaciones de la red aguas arriba (distribución 15) y de la red aguas abajo (transporte 10), evitando sobre todo desencadenar los dispositivos de seguridad de presión de la estación 12 de suministro. Se tienen en cuenta los siguientes parámetros: - número de ciclos de inicio y parada de cada compresor 21, y su compatibilidad con las recomendaciones del suministrador del compresor 21,

- el arranque y parada de cada compresor 21 mediante una rutina, a continuación de una temporización, - el uso de un volumen tampón (no mostrado) aguas arriba de cada compresor 21, para amortiguar las variaciones de presión y de caudal de la red 15 de distribución.

Una función de pilotaje y supervisión realizada por el controlador 25, permite obtener:

- un modo de funcionamiento automático,

- una visualización/supervisión del funcionamiento de la instalación de flujo inverso, y

- el arranque de la instalación de flujo inverso.

La historización de los datos se hace para atestiguar las condiciones de funcionamiento.

En caso de emergencia, la instalación de flujo inverso se aísla de la red 15 de distribución, mediante el cierre de la válvula 14. Una función “ parada de emergencia” permite detener y poner a salvo la instalación de flujo inverso. La instalación de flujo inverso también está provista de dispositivos 26 de seguridad de presión y temperatura. No hay ventilación automática, salvo que los estudios de seguridad indiquen lo contrario. La instalación de flujo inverso está provista de sistemas 26 de detección de incendios y gas. Hay previsto un medio de protección contra los caudales excesivos, para proteger los aparatos, en forma de un dispositivo físico, tal como un orificio de restricción, o mediante un automatismo.

Se observa que el caudal de un flujo inverso puede variar de algunos cientos a algunos miles de Nm3/h según sea el caso.

La Figura 2 representa un realización particular de una instalación 30 de flujo inverso evolutiva objeto de la invención. Se muestran en ella las funciones ilustradas en la Figura 1, agrupadas en módulos:

- el módulo 37 agrupa las funciones de compresión 21, de filtración 22, de refrigeración 23 y de reciclaje 27 y 28,

- el módulo 31 agrupa las funciones de seguridad 26, de control 24 y de estabilidad 18 de la red,

- el módulo 32 agrupa las funciones de comprobación 19 de conformidad de la calidad del gas y de la medición 20, y

- el módulo 33 incluye la función 29 de deshidratación.

A este conjunto de módulos se añaden dos módulos:

- un módulo 34 incluye las funciones de suministro público, en concreto de alimentación eléctrica, y

- un módulo 35 incluye un acumulador intermedio para almacenar el gas procedente de la red de distribución aguas arriba de la compresión, y limitar así los efectos transitorios en la activación de la compresión.

Para mayor claridad, en la Figura 2 no se ilustran las relaciones del módulo 34 con los demás módulos. Se señala, no obstante, que el módulo 34 alimenta con energía eléctrica todos los demás módulos que la consumen.

Los seis módulos distintos agrupan, por lo tanto, los componentes de una misma funcionalidad de una instalación de flujo inverso:

- el módulo 37 de compresión para la función de compresión del gas en caso de avería del compresor fijo. El compresor se acciona por el motor del camión que lo transporta o lo remolca o lo acciona un motor eléctrico alimentado por el módulo de alimentación eléctrica o la red eléctrica existente del lugar. Para poder adaptarse a una amplia gama de caudales, es posible conectar varios módulos de compresión en paralelo a través de un módulo de interconexión,

- el módulo 31 de automatismo, que contiene un controlador programable con el fin de adquirir el conjunto de datos necesarios para la vigilancia de los distintos módulos funcionales, con una interfaz hombre-máquina que permita visualizar el estado de los módulos, y transmitir los comandos cuando el flujo inverso funcione en modo manual,

- el módulo 32 de instrumentación que contiene distintos analizadores de gas de O<2>, H<2>O, CO<2>y THT, así como una unidad de medición de tipo transaccional. Este módulo contiene también un filtro que permite separar las partículas sólidas y líquidas potencialmente incluidas en el gas natural de la red de distribución,

- el módulo 33 de deshidratación (uso opcional) para gestionar los distintos contenidos de agua entre las redes de distribución y de transporte,

- el módulo 34 de alimentación eléctrica que contiene un grupo electrógeno, para alimentar el módulo de compresión, y un sistema de alimentación ininterrumpida (baterías con su cargador y, posiblemente, un inversor) para alimentar el control o comando de los distintos módulos, y

- el módulo 35 de acumulador intermedio de gran volumen (uso opcional), para

o garantizar un volumen suficientemente grande en la aspiración de compresión, para respetar los tiempos de arranque y de parada del grupo de compresión, y

o tener un volumen suficiente para absorber las sobrepresiones en caso de incidente

Además del módulo 35 de acumulador intermedio de gran volumen, cada uno de estos módulos se integra preferiblemente en un contenedor independiente, como se ilustra en la Figura 3.

Los seis módulos son transportables por un camión o un remolque de camión, y conectables entre sí, de forma que pueda conformarse una instalación móvil de flujo inverso completa. Cada módulo también es conectable a una instalación fija de flujo inverso para asegurar su funcionalidad dedicada en caso de avería del material fijo. Cada módulo incluye sus propios dispositivos de seguridad y su propio controlador, lo que lo hace autónomo e independiente de los otros módulos, aparte del control global de la instalación de flujo inverso, de la energía y de la llegada del gas, en su caso.

De este modo, se facilita la explotación de una instalación completamente móvil de flujo inverso y la evolución de las capacidades de una instalación fija o móvil de flujo inverso. Basta con conectar los distintos módulos o con añadir un módulo a una instalación existente.

Se observa en la Figura 3 un módulo 36 de interconexión conectado a la red 10 de transporte y a la red 15 de distribución, que asegura la distribución del gas entre los módulos 37 de compresión. El módulo 36 de interconexión incluye válvulas y una red de interconexión (ver Figura 8), para unir los distintos módulos. El módulo 36 de interconexión se conecta a las redes 10 y 15 mediante una brida existente con una conexión rápida. Por ejemplo, el módulo 36 de interconexión incluye conexiones flexibles.

En la Figura 4 se observan los distintos módulos ilustrados en la Figura 2, en forma de contenedores estándar que permiten su transporte en camiones o remolques.

En la Figura 5 se observa una instalación 40 de flujo inverso, que incluye una parte fija en un edificio, concretamente una placa 41 de soporte de los distintos sistemas, un armario 42, que incluye el controlador 33, al menos un compresor 43, y una línea 44 de conexión eléctrica e informática de los distintos sistemas provistos de sensores y accionadores (concretamente válvulas).

En la realización ilustrada en la Figura 5, la instalación 40 de flujo inverso incluye al menos un espacio 49 de alojamiento, o emplazamiento, dedicado para un compresor suplementario cerca de una interfaz libre de la unidad de distribución y cerca de una interfaz libre de la unidad de recogida. Así se facilita la puesta en marcha de cada compresor suplementario.

El espacio 49 de alojamiento está provisto de al menos un conector 83 de entrada de gas a la primera presión, de al menos un conector 81 de salida de gas a la segunda presión, y de al menos un conector 82 de alimentación de energía (gas procedente de la red 15 de distribución o electricidad) de cada compresor 37 móvil suplementario. Este conector 82 puede alimentar un motor eléctrico o térmico de accionamiento del compresor 37 móvil suplementario o un generador de un vehículo de gas a la primera presión, generador que alimenta un motor eléctrico que acciona el compresor 37 móvil suplementario.

Las canalizaciones y las alimentaciones eléctricas (no mostradas) están dimensionadas para el funcionamiento simultáneo de cada compresor fijo 43 y de cada compresor 37 móvil suplementario. Por lo tanto, la instalación 40 de flujo inverso puede acoger cada compresor suplementario sin que este deba asociarse a una alimentación y/o a canalizaciones suplementarias.

Se observa en la Figura 5 la instalación 40 de flujo inverso tras la conexión de un módulo compresor 37 suplementario móvil montado sobre un vehículo 47 (aquí un camión o un remolque), y conectada a la red 15 de distribución mediante una conexión 48.

Gracias a la movilidad del compresor suplementario 37, durante un aumento temporal de las necesidades de capacidad de la instalación 40 de flujo inverso (avería o sobrecapacidad transitoria de los productores de biogás, baja transitoria del consumo por los consumidores de gas), se añade rápida y fácilmente el compresor 37 suplementario móvil a la instalación 40 de flujo inverso. Una vez finalizado este aumento temporal, se retira.

Dado que el módulo compresor 37 está montado sobre un vehículo 47 y, preferiblemente integrado en un contenedor estándar, se facilita el transporte del módulo compresor 37.

En las realizaciones, el módulo compresor 37 se acciona mecánicamente por un motor del vehículo 47, como se muestra en la Figura 7. Para ello, una unión mecánica, por ejemplo, con cardanes, conecta un eje del motor del vehículo 47, por ejemplo, su motor único, a un eje del compresor. Preferiblemente, el motor que acciona el compresor suplementario 37 es un motor eléctrico, o un motor a gas que utilice el gas procedente de la canalización a menor presión de la red 15 de distribución.

En las realizaciones, al menos un compresor 37 móvil suplementario se alimenta con energía eléctrica por un generador montado sobre el vehículo 47, que funciona preferiblemente con el gas obtenido de la canalización a menor presión de la red 15 de distribución. Por lo tanto, el accionamiento del compresor 37 no requiere sobredimensionamiento de la alimentación de energía de la instalación 40 de flujo inverso, con respecto a la alimentación de únicamente compresores fijos 43.

En la realización ilustrada en la Figura 5, la instalación 40 de flujo inverso incluye:

- al menos el compresor fijo 43 entre la red 15 de distribución de gas a una primera presión, y la red 10 de transporte de gas a la segunda presión, y

- el espacio 49 de alojamiento de al menos un compresor suplementario, espacio provisto de al menos un conector 83 de entrada de gas a la primera presión, de al menos un conector 81 de salida de gas a la segunda presión y, opcionalmente, de al menos un conector 82 de alimentación de energía (gas procedente de la red 15 de distribución o de electricidad) del compresor 37 móvil suplementario,

- la unidad 31 de distribución para distribuir gas procedente de la red de gas a la primera presión a cada compresor fijo y al conector de entrada de gas a la primera presión para al menos un compresor 37 móvil suplementario, y

- la unidad 32 de recogida para recoger el gas procedente de cada compresor fijo y del conector de salida de gas a la segunda presión para cada compresor 37 móvil suplementario.

El controlador 33 de control de funcionamiento de cada compresor fijo y de cada compresor 37 móvil suplementario, se configura para detectar los compresores fijos y suplementarios operativos, para determinar la capacidad de compresión de los compresores operativos y controlar el funcionamiento de cada compresor fijo y de cada compresor suplementario, en función de la capacidad de compresión de los compresores fijos y suplementarios operativos.

En la Figura 5, el espacio 49 de alojamiento de al menos un compresor suplementario se configura para alojar un vehículo que lleve al menos un compresor suplementario. La instalación 40 se configura para que el vehículo 47 acceda rodando del exterior de la instalación al espacio 49 de alojamiento.

La naturaleza modular de la instalación móvil de flujo inverso objeto de la invención, permite al administrador de la red de transporte transportar únicamente las funcionalidades averiadas de la instalación fija de flujo inverso. Las intervenciones son, por tanto, más simples, y el mantenimiento del sistema puede hacerse en una parte del equipo, permaneciendo las otras partes funcionales.

En la Figura 6 se muestran las etapas de un método de puesta en funcionamiento de una instalación móvil de flujo inverso objeto de la invención.

Durante una etapa 51, se transporta cada módulo al lugar de implantación, por ejemplo, cerca de una estación de reducción de presión de gas de la red de transporte y de suministro del gas a menor presión a una red de distribución.

Una instalación móvil de flujo inverso incluye al menos el módulo 31 de automatismo, el módulo 36 de interconexión, y un módulo compresor 37. El módulo 34 de alimentación eléctrica es preferible, pero puede sustituirse por un generador asociado a un motor de vehículo, como se muestra en relación con la Figura 7.

Durante una etapa 52, se realiza la conexión de los módulos entre sí, mediante el módulo 36 de interconexión, y la canalización de la red 10 de transporte y de la red 15 de distribución. También se conectan eléctricamente los módulos que consumen energía, y eléctrica e informáticamente los módulos que incluyen los sensores y/o los accionadores, por ejemplo, válvulas.

Durante una etapa 53, el controlador detecta la presencia del compresor suplementario y su capacidad de compresión. Esta detección puede ser automática, por ejemplo, mediante la detección de la conexión eléctrica entre el controlador y el motor del compresor, o manual, realizándose la instalación del compresor por un operario en una interfaz de usuario del controlador.

Durante una etapa 54, el controlador define los parámetros de funcionamiento de la instalación móvil de flujo inverso, en función de la capacidad de compresión operativa (es decir, incluido el módulo compresor, pero sin tener en cuenta los compresores averiados o detenidos, por ejemplo, para el mantenimiento o una actualización). El ajuste de los parámetros de funcionamiento consiste esencialmente en fijar:

- valores límite de presión y de otras dimensiones físicas medidas por sensores integrados en los distintos aparatos presentes en la instalación, y

- posiblemente, valores de parámetros de accionamiento de válvulas y de otros aparatos, así como duraciones de temporización o curvas de evolución.

Durante una etapa 55, el controlador controla la puesta en funcionamiento de la instalación de flujo inverso.

Durante una etapa 56, el controlador recibe las dimensiones físicas obtenidas por los sensores de la instalación de flujo inverso, en concreto el valor de la presión en la entrada de cada compresor.

Durante una etapa 57, el controlador realiza una realimentación del circuito de reciclaje, en función de la capacidad de compresión operativa. El arranque individual o conjunto de compresores provoca un pico de presión, y puede producir problemas de presión máxima de servicio (“ PMS” ) y de presión mínima (2,5 bares). Se evitan estos riesgos definiendo valores límite, y se implementa el circuito de reciclaje (nueva reducción de presión), para realizar una rampa de arranque y romper el transitorio.

Durante una etapa 58, el controlador recibe las dimensiones físicas obtenidas por los sensores de la instalación de flujo inverso, en concreto el valor de la presión en la entrada de cada compresor.

Durante una etapa 59, el controlador realiza una realimentación del funcionamiento estacionario de la instalación de flujo inverso, hasta la parada de los compresores (ver las Figuras 9 y 10). A continuación, se vuelve a la etapa 56, para la siguiente fase de puesta en funcionamiento de al menos un compresor.

Como se ilustra en la Figura 7, el compresor 37 y el módulo de alimentación eléctrica pueden accionarse por un motor independiente o por el motor de un vehículo, en concreto de un camión o de un tractor. En la realización ilustrada en la Figura 7, el árbol de fuerza de un tractor 60 acciona el compresor móvil 37 y suministra la electricidad necesaria para la instalación de flujo inverso.

Preferiblemente, se prevé una pantalla acústica (20 dB) y un uso del motor del tractor a una potencia media, para reducir las molestias sonoras.

El módulo 34 de alimentación eléctrica accionado por un motor de vehículo es, por ejemplo, del tipo descrito en la solicitud internacional PCT WO2013182824.

El accionamiento mecánico del módulo 37 de compresión puede realizarse también por el motor de este vehículo.

Como se constata en la Figura 7, se disponen medios de conexión amovibles en el módulo 37 de compresión. Estos medios de conexión amovibles se configuran para conectar de forma temporal el eje de conexión de un compresor a una toma 61 de fuerza de un vehículo 60. La rotación de la toma de fuerza acciona la rotación del eje de conexión y, por tanto, la del eje del compresor 37, lo que permite al compresor 37 funcionar. Naturalmente, estos medios de conexión amovibles permiten desconectar rápidamente el módulo 37 de compresión de la toma de fuerza del vehículo 60.

Como se ilustra en la Figura 7, los medios de conexión amovibles están constituidos por un eje de transmisión provisto de cardanes y de un limitador de par. Un primer cardán se monta en el eje de conexión, y un segundo cardán se monta en la toma de fuerza del vehículo. Estas disposiciones presentan la ventaja de poder transmitir fácilmente la rotación de la toma de fuerza del vehículo al eje de conexión, incluso en caso de desconexión del eje entre estos elementos.

En algunas realizaciones, los medios de servo comprenden, para cada vehículo, un potenciómetro y un servomotor o equivalente, que actúa sobre la variación del potenciómetro, en función de un valor nominal calculado por los medios de servo, configurándose el potenciómetro para conectarse eléctricamente a un ordenador del vehículo, que permita controlar la velocidad de rotación de un motor del vehículo. En una variante de realización, los medios de servo comprenden, para cada vehículo, un sistema de accionamiento configurado para activar mecánicamente un pedal de velocidad del vehículo, configurado para modificar la velocidad de rotación de un motor de dicho vehículo.

De este modo, el módulo 31 de controlador se conecta mediante un cable de servo a un dispositivo de ajuste que actúa sobre el motor del vehículo, de modo que regule la velocidad de rotación del motor y, por tanto, regule la velocidad y, por lo tanto, la frecuencia de rotación de la toma de fuerza, lo que permite regular la compresión realizada por el módulo 37 de compresión.

El módulo 31 de controlador se programa, por tanto, para transmitir una orden al dispositivo de ajuste, que permite realizar el servo del motor. En una realización, no ilustrada en detalle en las figuras, este dispositivo de ajuste está constituido por un servomotor o un sistema equivalente, alimentado por una fuente de electricidad externa, como una batería, y por un potenciómetro conectado al servomotor.

Este servomotor permite modificar el ajuste del potenciómetro, para cambiar el valor de su resistencia. Este servomotor está controlado por el módulo de gestión del alternador. Este potenciómetro está conectado por un cable de conexión a un ordenador instalado en el vehículo, permitiendo el ordenador modificar la velocidad de rotación del motor del vehículo, en función del ajuste de la resistencia del potenciómetro. La disposición de tal ordenador en un vehículo se conoce por el experto en la técnica del campo de los vehículos.

En una variante de realización, este dispositivo de ajuste está constituido por un sistema de accionamiento que comprende un pilar de soporte que comprende en su extremo inferior una ventosa magnética, o un puntal fijado en la cabina, o un soporte suficientemente pesado, que permita el ensamblaje temporal del sistema de accionamiento sobre el suelo del vehículo. Un accionador de control está montado en conexión de pivote en su extremo delantero, en el pilar de soporte. El pistón del accionador de control tiene su extremo montado en conexión de pivote sobre una palanca de control, uno de cuyos extremos está montado en conexión de pivote en el extremo inferior del pilar de soporte. El segundo extremo de la palanca de control está en contacto con un pedal del vehículo, que permite modificar la velocidad de rotación del motor y, por tanto, la velocidad de rotación de la toma de fuerza. El módulo de automatismo permite, por tanto, mediante el cable de servo, controlar el accionador de control para regular la velocidad del motor.

En una variante de diseño de los medios de conexión amovibles entre el vehículo y el módulo compresor 37, estos pueden estar constituidos por un mecanismo de transmisión por cardán agrícola configurado para conectarse de forma directa o indirecta mediante un limitador de par a un eje motor de un vehículo de tipo camión, coche o tractor, por ejemplo. Puede tratarse, por ejemplo, de dos rodillos capaces de recibir una rueda del vehículo. La rotación de la rueda induce la rotación de los rodillos, que engranan y mueven una toma de fuerza conectada al eje del compresor mediante una transmisión de tipo cardán. También puede preverse una pieza configurada para su acople a los tornillos o a las tuercas de fijación de la rueda de un vehículo, y un sistema de elevación del vehículo que permita elevar las ruedas motrices, para ponerlas fuera de contacto del suelo, constituyendo dicha pieza una toma de fuerza que se conecta al eje del compresor par una transmisión de tipo cardán.

Se observa en la Figura 8 una instalación 30 móvil de flujo inverso, entre una red 10 de transporte de gas y una red 15 de distribución de gas. El gas procedente de la red 15 circula primero a través del módulo 35 de depósito amortiguador, y después a través del módulo 32 de comprobación de conformidad del gas y de medición, del módulo 33 de deshidratación, de un tubo flexible 71 de conexión rápida y de una primera parte 36A del módulo 36 de interconexión. Esta primera parte 36A incluye válvulas 72 de entrada, un alimentador 73 de conexión de aspiración de gas, y válvulas 74 de salida. Tubos flexibles 75 con brida conectan cada válvula 74 de salida a la entrada de un módulo compresor 37. Cada salida de un módulo compresor 37 se conecta mediante un tubo flexible 76 con brida a una segunda parte 36B del módulo 36 de interconexión. Esta segunda parte 36B incluye válvulas 77 de entrada, un alimentador 78 de conexión de descarga de gas, y válvulas 79 de salida. Un tubo flexible 80 de conexión rápida conecta una de las válvulas 79 de salida a la red 10 de transporte.

Además de este circuito de gas, el módulo 31 garantiza las funciones de seguridad, control (en regulación de presión o de caudal) y estabilidad de la red 15, y el módulo 34 garantiza las funciones de servicio público, concretamente de alimentación eléctrica.

A continuación, se describen dos tipos de regulación previstos para el compresor. La regulación de caudal significa que el caudal que transita por el compresor es constante cuando la instalación móvil de flujo inverso funciona. Sin embargo, es la presión de aspiración (por ejemplo, en la red de media presión) la que desencadena el arranque y la parada del compresor cuando esta presión alcanza los valores límite fijados durante la etapa 54. La Figura 9 representa un ejemplo de evolución de la presión 90 aguas arriba del compresor y del caudal 91 del compresor, en un caso donde el valor límite de presión inicial del compresor es de 4,2 bares, y donde el valor límite de presión de parada del compresor es de 2,5 bares. Cuando la presión decrece entre estos dos valores límite durante el funcionamiento del compresor, el controlador regula el funcionamiento del compresor para tener un caudal constante de 700 Nm<3>/h.

En el caso de la regulación de presión, el caudal que transita en la instalación móvil de flujo inverso evoluciona de modo que la presión de aspiración (por ejemplo, en la red de media presión) permanezca constante. La Figura 10 ilustra un ejemplo de evolución de la presión 90 aguas arriba del compresor y del caudal 91 del compresor, con un valor nominal de presión aguas arriba del compresor de 4 bares, en función del caudal 92 de gas consumido por los consumidores en la red de distribución, del caudal 93 de gas inyectado por los productores de biometano en la red de distribución. Se observa también en la Figura 10 el caudal 94 de gas suministrado por la red de transporte.

En la Figura 10 se observa que, en cuanto el caudal del consumo en la red de distribución sea inferior al caudal de inyección de biometano, la estación de suministro deja de inyectar gas desde la red de transporte, y el controlador regula el compresor para que la presión de la red de distribución sea constante, independientemente de las variaciones del consumo en la red de distribución.

En el caso de presencia de dos compresores, un primer compresor garantiza el funcionamiento de la instalación de flujo inverso hasta su límite de funcionamiento. En caso de necesidad, el controlador controla el funcionamiento de un segundo compresor, para completar el caudal de gas que atraviesa la instalación de flujo inverso.

En algunas realizaciones, el trabajo del compresor se realiza por un motor a gas, del que se obtiene toda la potencia hidráulica necesaria para alimentar a los dispositivos auxiliares. La instalación es entonces completamente independiente, y no requiere conexión a la red eléctrica.

En las realizaciones en las que la instalación de flujo inverso se transporta sobre un camión o un remolque, como en la Figura 11, los refrigeradores de aire se sitúan preferiblemente en la parte delantera, y no encima del vehículo. Las operaciones de instalación son, por lo tanto, reducidas, ya que no hay ninguna operación de grúa de los refrigeradores de aire. La instalación de flujo inverso puede depositarse tal cual en el sitio, para un uso de larga duración, o la instalación de flujo inverso puede seguir montada sobre el camión o el remolque durante su funcionamiento.

El gabinete eléctrico de la parte delantera está aislado del resto de la instalación y comprende concretamente un router industrial 3G para las telecomunicaciones.

En la instalación de flujo inverso hay integrado un laboratorio de análisis móvil, que comprende un cromatógrafo común para la medición del THT y de los componentes del gas, y un higrómetro, por ejemplo, de cerámica. La instalación de flujo inverso puede también integrar un skid de deshidratación y un contador volumétrico para la facturación.

Pueden instalarse varias instalaciones de flujo inverso en paralelo, concretamente para los casos de poco consumo de gas y de importante inyección de biogás en la red de distribución.

Especificaciones funcionales de la instalación móvil de flujo inverso:

- F1: Permitir la transmisión de un caudal de volumen finito de gas de la red de distribución de media presión a la red de transporte de alta presión, en periodo valle,

- F2: Garantizar la completa autonomía de la instalación móvil de flujo inverso,

- F3: Garantizar una ausencia de variación de presión de la red de distribución,

- F4: Respetar las especificaciones de conformidad de las redes,

- F5: Respetar las especificaciones de calidad de las redes.

Cabe señalar que el contenido de agua admisible en la red de GRT GAZ y GRDF es distinto. De hecho, a pesar de que las dos redes tienen el mismo punto de rocío, la tasa de humedad absoluta (expresada enmg.Nm~3)varía con la presión. Los contenidos admisibles de CO<2>y O<2>son también distintos. Las especificaciones se resumen en la siguiente tabla:

Red de transporte Red de distribución

O2< 0,7 % < 0,75 %

H<2>O < 53,2 mg.Nirr<3>< 800 mg.Nmr<3>

CO<2>< 2,5 % < 3,5 %

Además, la temperatura de salida de la instalación móvil de flujo inverso no debe ser inferior a los valores previstos aplicables a la red de transporte. La medición transaccional cubre el caudal normal comprimido, expresado en energía(kWh),a partir del PCS.

Si la presión de la red de media presión tolera un intervalo de presión importante(a priorimás bien las redes de 8 barG o 20 barG), la regulación puede hacerse en caudal. En este caso, la presión sobre la red de media presión no está regulada, sino comprendida entre un valor mínimo y máximo. Para el compresor, esto significa un funcionamiento en el que el régimen del motor se adapta para un caudal de volumen fijo. Si la red de distribución no tolera una variación de presión, se opta por una regulación de presión. En todos los casos, se considera que la presión de la red de transporte está, además, regulada.

Son posibles dos soluciones. Si se desea un régimen fijo en el compresor, para que permanezca principalmente en su intervalo de funcionamiento óptimo, se utiliza un dispositivo de reciclaje que permita garantizar una presión elevada (en la salida del compresor) superior a la presión de la red de transporte. El caudal normal en el compresor es constante. La presión de la red de distribución se regula por un descargador. En caso de que el compresor acepte un régimen variable, se regulará la presión mediante el régimen motor del motor que acciona el compresor. Esta solución requiere el uso de un variador de frecuencia que controle el motor del compresor.

El compresor puede ser un compresor alternativo horizontal, más fiable y menos frágil que un compresor en “ V” . Con este tipo de compresor, puede preverse fácilmente la regulación de presión por variación de régimen motor. Este motor puede ser un motor que consuma el gas extraído de la red de distribución a la primera presión.

Los compresores alternativos permiten tasas de compresión muy elevadas y un gran flexibilidad en su uso. Un compresor alternativo puede arrancar y funcionar a un caudal cercano a cero. Los compresores alternativos horizontales tienen, por ejemplo, pistones montados en tándem. La cámara de compresión tiene un área más pequeña, lo que permite aumentar la tasa de compresión. Un pistón de doble efecto comprime el gas en la ida y en la vuelta. Las cámaras de compresión tienen áreas iguales. Esta configuración es más compleja, ya que los segmentos deben ser estancos en ambos lados. Tal disposición de pistones permite aumentar la compacidad de un compresor al multiplicar las cámaras de compresión.

Los compresores de escasa capacidad pueden refrigerarse por aire, con un ventilador montado directamente en el eje. Para los compresores de mayor capacidad, el gas se refrigera en intercambiadores intermedios, y un circuito de agua glicolada pasa por las camisas de los cilindros, para refrigerar el gas también en la compresión.

Es preferible establecer válvulas en serie aguas abajo del compresor para facilitar su arranque. En efecto, en ausencia de válvulas, el motor debería vencer la contrapresión de la red a una velocidad reducida, y en estas condiciones el par motor subiría muy rápidamente. Independientemente de la solución seleccionada para la regulación de la red, para el arranque de la máquina se recomienda una válvula de mantenimiento de presión o una válvula aguas abajo del compresor.

En cuanto a la motorización, una motorización a gas permite garantizar la presencia de una fuente de energía, independientemente del lugar considerado. Los motores son de tipo industrial.

En la instalación de flujo inverso se incorporan varias alarmas:

- Contenido en THT inferior al umbral obligatorio aguas abajo del deshidratador,

- Contenido en agua anormalmente alto aguas arriba del deshidratador,

- Contenido en agua superior al umbral previsto en la red de transporte aguas abajo del deshidratador,

- Calidad excesiva del gas aguas arriba.

La medición transaccional se hace en energía. Esta energía es el producto del PCS (expresado en kWh/Nm3) por el caudal volumétrico normalizado.

Los instrumentos de medición del caudal de volumen no proporcionan la medición normalizada. Para establecer la relación, se utilizará la fórmula:

Donde el índice0representa las condiciones en el estado de referencia, y el índice1las condiciones en la aspiración.

Los calorímetros de correlación solo pueden funcionar para un tipo de gas ya conocido (gas natural o biometano), y deben ser, por tanto, preajustados. El algoritmo que deduce el PCS a partir de la medición de la conductividad y de una curva de calibración, no puede funcionar en un intervalo amplio de composición que cubra el gas natural y el biometano.

En el lugar en que se utiliza la instalación móvil de flujo inverso, el gas es una mezcla de gas natural y de biometano, por lo que, por tanto, no es posible predecir su composición. Preferiblemente, la instalación móvil de flujo inverso incluye un medio para obtener la composición del gas. El análisis de la composición del gas se hace mediante un cromatógrafo.

El aparato puede componerse de una caja de análisis neumático, de una caja eléctrica separada que comprenda los componentes electrónicos para el tratamiento de los datos. La caja eléctrica podrá llevarse en el armario eléctrico, mientras que la caja de análisis neumático está integrada en un laboratorio climatizado y protegido de vibraciones, montado en la instalación móvil de flujo inverso.

La integración y el uso de un cromatógrafo en un aparato móvil son complejos. Para evitar el problema, puede trasladarse el análisis:

- A la estación de reducción de presión o a la estación de flujo inverso, si está cerca y si está equipada, o

- En el laboratorio,a posteriori.

En este último caso, el remolque de la instalación móvil de flujo inverso está equipado con un sistema de almacenamiento en bombonas. el gas se extrae a intervalos de tiempo regulares mediante un sistema automatizado (válvulas neumáticas).

En cuanto a la medición del THT, un solo analizador equipa la instalación móvil de flujo inverso, aguas abajo del deshidratador.

El analizador de la composición del gas y de contenido en THT (tetrahidrotiofeno), es preferiblemente una sola máquina. Esta solución está actualmente en pruebas con vistas de obtener la aprobación para el red. Preferiblemente, la instalación móvil de flujo inverso integra un laboratorio climatizado y protegido de golpes y vibraciones, laboratorio que incluye al menos un cromatógrafo.

Preferiblemente, se utiliza un higrómetro de cristal de cuarzo o un sensor cerámico.

Cada etapa de compresión está provista de una válvula. Si estas válvulas se conectan a la red de distribución, se tiene en cuenta la influencia de la contrapresión sobre el cálculo del coeficiente de caudal. La calibración de las válvulas en la descarga es de PMS (67,7) 6 % máximo. La calibración de las válvulas en la aspiración es de PS 6 %.

La instalación de flujo inverso incluye una centralita de incendios, con detector y extintor, así como una detección de gas. El armario eléctrico está aislado del compresor por una pared que incluye pasamuros estancos.

La arquitectura de una instalación móvil de flujo inverso montada sobre un vehículo 100 se muestra en la Figura 11. El vehículo 100 es un camión o un remolque equipado, en un contenedor, preensamblado, y que comprende todas las funcionalidades (motocompresor y sus dispositivos auxiliares, circuito de refrigeración con ventilador, medición transaccional, instrumentación y ordenador industrial).

El motor de gas es alimentado por la red de gas de menor presión, para evitar reducir la presión del gas que se busca comprimir con ayuda del flujo inverso. La parte trasera 101, incluye los refrigeradores de aire. La parte siguiente 102, incluye el motor a gas y un filtro de aire. El compresor se encuentra en la parte 103, con sus auxiliares. La parte delantera 104, incluye otras funciones de la instalación móvil de flujo inverso, concretamente análisis de gas, medición, deshidratación, comunicación remota, centralita de incendios y dispositivo de control).

En esta realización, se dispone de un acoplamiento directo motor-compresor, un armario eléctrico aislado (en la parte 104), un circuito de refrigeración de agua, una extracción de energía primaria en el compresor, a través de un sistema hidráulico para la alimentación de los principales consumidores (sobre todo ventilador y bombas), una batería conectada al motor del vehículo y al motor del compresor, para la alimentación de los dispositivos electrónicos auxiliares (sobre todo sensores y armarios eléctricos), incluido un ventilador. La fuente principal de energía es el gas natural. La lista de consumidores incluye los dispositivos auxiliares del compresor, los ventiladores, el refrigerante de aire, la bomba de agua del compresor, los dispositivos auxiliares del motor, la bomba de aceite de lubricación, el calentador de aceite eléctrico, el control de mando, el alternador de 24 voltios, y los sistemas de control.

Los pequeños consumidores (en concreto el armario de control, la iluminación, la instrumentación, la medición y la calidad del gas) son alimentados por un alternador de 24 V con una batería. Esta batería es alimentada por el motor a gas. También está conectada al motor del camión para que los dispositivos de control sean operativos inmediatamente después del transporte.

El circuito de refrigeración, el ventilador y la lubricación del motor son alimentados por un sistema hidráulico cuya potencia se lleva directamente al motor.

La regulación de presión se hace a través de los servomotores de los reguladores. Las válvulas de servicio son manuales, ya que no es necesario aislar el compresor de la red cuando la máquina se detenga. La instalación no posee accionadores, lo que reduce el consumo. En las realizaciones con accionadores, se prefiere una alimentación hidráulica o neumática. Estos accionadores no consumen nada en reposo (al contrario que los accionadores eléctricos, que mantienen una corriente en sus terminales para luchar contra el cierre del resorte).

Preferiblemente, el compresor permite adaptar automáticamente el número de etapas de compresión a las condiciones de entrada. Cuando la presión aguas arriba sea elevada, todas las etapas del compresor se alimentan simultáneamente para aumentar el caudal. A la inversa, cuando la presión aguas arriba sea menor y la tasa de compresión exigida sea mayor, la compresión se hace por etapas, con una posible refrigeración intermedia. Este sistema mejora la adaptación del compresor a las condiciones de funcionamiento. Permite evitar el uso de una válvula de reducción previa de la presión (que reduce el rendimiento global del sistema), en un intervalo de presión más amplio. Con esta solución, el compresor puede hacer bajar rápidamente la presión de la red de distribución (si es muy alta) al estar en el primer modo de funcionamiento. Una vez bajada la presión a un valor predeterminado, el compresor pasa al segundo modo de funcionamiento, para garantizar la tasa de compresión exigida.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Instalación (30, 40) de flujo inverso, que incluye:

   -módulos (31 a 35, y 37), que incluyen las siguientes funciones:

   oal menos un compresor para comprimir gas,

   oun dispositivo de control de funcionamiento de al menos un compresor,

   oal menos un sensor de conformidad de la calidad del gas que circule en el compresor, oal menos un contador para contar un caudal de gas que circule en el compresor, y oal menos un filtro para filtrar el gas que circule en el compresor; y

   -un módulo (36, 36A, 36B) de interconexión entre los otros módulos y con una red (15) de gas a una primera presión y una red (10) de gas a una segunda presión superior a la primera presión;

   caracterizado porquetodos los módulos (31 a 35, 37) de la instalación de flujo inverso son móviles y preensamblados, configurados para transportarse preensamblados, íntegramente y en estado de funcionamiento por conexión amovible al módulo de interconexión y a una fuente de energía, en un solo vehículo.
2. 2. Instalación (30, 40) de flujo inverso según la reivindicación 1, que incluye una fuente de alimentación eléctrica independiente móvil.
3. 3. Instalación (30, 40) de flujo inverso según la reivindicación 2, en donde la fuente de alimentación eléctrica móvil es un generador puesto en funcionamiento por un motor de vehículo.
4. 4. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 2 o 3, en donde la fuente de alimentación eléctrica es un motor alimentado por gas a la primera presión.
5. 5. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos un módulo incluye un detector de gas y/o un detector de incendios.
6. 6. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 5, en donde al menos un compresor se acciona mecánicamente por un motor (47) de vehículo.
7. 7. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el módulo (36) de interconexión incluye:

   -una unidad móvil (36A) de distribución para distribuir gas procedente de una red de gas a una primera presión a varios módulos (31 a 35, 37) por una interfaz, y

   -una unidad móvil (36B) de recogida para recoger el gas procedente de cada módulo mencionado a una segunda interfaz.
8. 8. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el controlador se configura para controlar el funcionamiento de una pluralidad de compresores, en función de la capacidad de compresión de los compresores operativos.
9. 9. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 8, que incluye, además, al menos un circuito (27, 28) de reciclaje provisto de una válvula (28), configurada para reducir la presión del gas en la salida de un compresor, e inyectarlo aguas arriba o en la entrada de dicho compresor en la puesta en funcionamiento de al menos un compresor, configurándose el controlador para controlar el funcionamiento de la válvula del circuito de reciclaje, en función de la capacidad de compresión de los compresores operativos que se pongan en funcionamiento conjuntamente.
10. 10. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 9, que incluye un medio de válvula en serie, aguas abajo de al menos un compresor.
11. 11. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 10, que incluye una válvula de mantenimiento de presión en serie, aguas abajo de al menos un compresor.
12. 12. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 11, que incluye un sistema de almacenamiento de gas en bombonas, y un medio de extracción de gas a distintos momentos, por ejemplo, con válvulas neumáticas.
13. 13. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 12, que incluye una centralita de incendios, con detector y extintor, y un medio de detección de gas.
14. 14. Instalación (30, 40) de flujo inverso según una de las reivindicaciones 1 a 13, que incluye un armario eléctrico aislado de cada compresor por una pared que incluye pasamuros estancos.