INSTALACIÓN DE SUMINISTRO DE COMBUSTIBLE GASEOSO Y SECUENCIA DE ARRANQUE DE DICHA INSTALACIÓN.

Procedimiento para el suministro de combustible gaseoso a un conjunto de producción de energía (2) a bordo de un buque de transporte de gas licuado a partir del contenido de por lo menos una de las cubas (6) de dicho buque,

por medio de un compresor (4) provisto de un sistema de seguridad de parada en caso de calentamiento superior a un umbral de temperatura y de un sistema antibombeo (12), caracterizado porque se utiliza un compresor (4) del tipo de velocidad variable, y porque, durante su secuencia de arranque, funciona a una velocidad inferior a su velocidad de funcionamiento normal, en función de la temperatura a la entrada del compresor (4) y tal que la temperatura a la salida del compresor (4) permanezca inferior a una temperatura crítica para el mantenimiento en servicio de la instalación (1, 1bis)

La presente invención se refiere a un procedimiento de arranque de una instalación para el suministro de combustible gaseoso a un conjunto de producción energética de un buque de transporte de gas licuado a partir del contenido de por lo menos una cuba de dicho buque.

En los buques de transporte de gas licuado conocidos tales como lo metaneros, el conjunto de producción de energía comprende una caldera de producción de vapor que alimenta una turbina que acciona la hélice o unos motores térmicos que accionan unos alternadores que alimentan unos motores eléctricos acoplados a la hélice. En los dos casos, el conjunto de producción energética utiliza como combustible el gas de la carga. En las cubas que están aisladas térmicamente, el metano está en estado líquido y la fase gaseosa situada por encima del nivel líquido está a una presión próxima a 1 a 3 bar absolutos.

La alimentación del conjunto de producción de energía procede por lo menos en parte de la fase gaseosa por encima del líquido, aspirada directamente por encima de la superficie por un compresor axial o centrífugo que alimenta, bajo la presión requerida, los quemadores de la caldera o los motores térmicos. Otra parte de la alimentación procede del gas en fase líquida bombeado y puesto en fase gaseosa, cuando la evaporación natural sola es insuficiente para alimentar las necesidades energéticas del buque.

La patente US nº 5.520.000 tiene por objeto un sistema de compresión de un gas criogénico, en el que dicho gas está muy comprimido, estando al mismo tiempo mantenido a baja temperatura. Comprende un dispositivo de compresión compuesto por dos compresores montados en serie, que tienen cada uno su velocidad propia de funcionamiento. Este sistema conocido está provisto de un sistema de seguridad de parada en caso de calentamiento más allá de un umbral de temperatura determinado, así como de un dispositivo antibombeo.

La patente US nº 5.243.821 describe un procedimiento y una instalación que sirve para suministrar un gas de una forma continua, en el interior de una gama de caudal extensa. Esta instalación conocida comprende un compresor-bomba, del tipo de pistón alternativo, apto para comprimir un fluido a baja temperatura, líquido y/o gaseoso, que procede de un contenedor de almacenaje. Se indica que el compresor-bomba es susceptible de ser accionado con una velocidad variable.

La patente del solicitante FR 2 837 783 describe una instalación para el suministro de combustible gaseoso a un conjunto de producción energética de un buque de transporte de gas licuado, a partir del contenido de por lo menos una cuba del buque. La cuba contiene gas licuado y gas en fase vapor por encima de una superficie de separación líquido-vapor. Esta disposición comprende, entre otros, un compresor accionado por un motor y cuya entrada aspira el gas en fase vapor en la cuba por encima de la superficie líquida, desembocando la salida del compresor en un colector de alimentación del conjunto de producción energética. Este tipo de compresor está equipado con un dispositivo de seguridad que provoca su parada si la temperatura aumenta más allá de un cierto umbral y con un sistema antibombeo cuyo objetivo es hacer funcionar el compresor en una gama caudal/presión determinada por medio de un dispositivo de control del caudal y de la presión asociado a una válvula de descarga mandada por los parámetros de presión y de caudal del compresor y que conecta la salida del compresor a su entrada. Este sistema permite evitar una sobrepresión en el compresor, es decir que en caso de elevación de la presión en el compresor, la válvula se abre automáticamente y el gas es dirigido de nuevo de la salida hacia la entrada del compresor con el fin de modificar los parámetros caudal/presión del compresor.

En la continuación de la descripción, los términos corriente arriba y corriente abajo se refieren al flujo de circulación del gas desde su fuente, la cuba, hacia su destino, el conjunto de producción energética o el medio de oxidación.

El arranque de dicha instalación que comprende un motor térmico o cualquier sistema de producción energética que requiere una presión superior a 3 bar absolutos, después de un tiempo de parada suficientemente prolongado, plantea problemas. Después de un tiempo de parada, las tuberías de alimentación de gas pueden encontrarse por lo menos en parte a la temperatura ambiente. Durante el arranque, el gas que procede de la cuba es calentado por las tuberías corriente arriba del compresor y alcanza una temperatura próxima a la temperatura ambiente, por ejemplo 20ºC. La compresión de este gas que se encuentra entonces a una temperatura superior a la temperatura normal de funcionamiento lleva dicho gas a una temperatura elevada, por ejemplo superior a 150ºC la cual es muy superior a la temperatura que puede soportar la instalación y esto corre el riesgo de provocar un deterioro de las líneas de alimentación corriente abajo del compresor o la parada del compresor por su sistema de seguridad. Este riesgo sólo se presenta durante un tiempo limitado, puesto que el gas que procede de las cubas a una temperatura ampliamente inferior a la temperatura ambiente enfriará progresivamente la instalación.

Es necesario evitar este riesgo y por tanto mantener la instalación, durante el periodo de arranque, a una temperatura inferior a la temperatura limite máxima soportada por las tuberías y el compresor.

Una solución evidente consiste en forzar el gas a rodear el compresor y a dirigir directamente el gas de la cuba hacia un medio de oxidación. El gas frío que procede de la cuba enfría entonces las líneas de alimentación. Esta solución adolece de ciertas desventajas: es necesario elevar la presión de la cuba y disponer de un medio de oxidación adecuado que pueda trabajar a esta presión. Es preciso además prever los conductos que sirven para cortocircuitar el compresor, lo cual genera unas obligaciones suplementarias de concepción y de coste del conjunto de la línea de alimentación.

Otra solución consiste en disponer un medio de enfriado corriente abajo del compresor. Esta solución adolece del inconveniente de necesitar una instalación suplementaria que genera unas obligaciones de concepción y unos costes suplementarios. Además, esta solución no resuelve el problema de la temperatura en el compresor que, si es demasiado elevada, provoca la parada de este último por su sistema de seguridad o perjudica su buen funcionamiento.

La invención prevé evitar los inconvenientes de las soluciones evidentes citadas. Es decir, proporcionar un procedimiento de arranque de las líneas de alimentación de gas de una unidad de producción de energía de un buque de transporte de gas licuado alimentada a partir del contenido de por lo menos una de las cubas del buque. Este procedimiento propone limitar los costes suplementarios y no crear ninguna obligación de concepción suplementaria y evitar las paradas provocadas por el dispositivo de seguridad del compresor.

Con este fin, la invención tiene por objeto un procedimiento para el suministro de combustible gaseoso a un conjunto de producción de energía a bordo de un buque de transporte de gas licuado, a partir del contenido de por lo menos una de las cubas de dicho buque, a través de un compresor provisto de un sistema de seguridad de parada en caso de calentamiento superior a un umbral de temperatura y de un sistema antibombeo, caracterizado porque se utiliza un compresor de tipo de velocidad variable, y porque, durante la secuencia de arranque de la instalación, el compresor funciona a una velocidad inferior a su velocidad de funcionamiento normal, en función de la temperatura a la entrada del compresor y tal que la temperatura a la salida del compresor siga siendo inferior a la temperatura crítica para el mantenimiento en servicio de la instalación.

La denominación "compresor de velocidad variable" comprende los compresores provistos de un variador de velocidad cuya velocidad puede adoptar una multitud de valores reales comprendidos entre un valor nulo y un valor máximo denominado de funcionamiento normal y los compresores cuya velocidad puede adoptar un número finito de valores comprendidos entre un valor nulo y un valor máximo denominado de funcionamiento normal. La utilización de un compresor de velocidad variable provoca pocas obligaciones suplementarias de concepción.

Este procedimiento de arranque permite obtener en un tiempo relativamente corto el arranque de la instalación sin recurrir a medios suplementarios que sólo estarían... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el suministro de combustible gaseoso a un conjunto de producción de energía (2) a bordo de un buque de transporte de gas licuado a partir del contenido de por lo menos una de las cubas (6) de dicho buque, por medio de un compresor (4) provisto de un sistema de seguridad de parada en caso de calentamiento superior a un umbral de temperatura y de un sistema antibombeo (12), caracterizado porque se utiliza un compresor (4) del tipo de velocidad variable, y porque, durante su secuencia de arranque, funciona a una velocidad inferior a su velocidad de funcionamiento normal, en función de la temperatura a la entrada del compresor (4) y tal que la temperatura a la salida del compresor (4) permanezca inferior a una temperatura crítica para el mantenimiento en servicio de la instalación (1, 1bis).

2. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque se hace variar la velocidad del compresor (4) durante la secuencia de arranque.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el gas procedente del compresor (4) durante la secuencia de arranque es dirigido hacia un medio de oxidación (3) por medio de una válvula (11).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se mide la temperatura en un conducto (10) a la entrada del compresor (4) mediante un medio de medición (5).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se enfría el combustible gaseoso mediante un medio de enfriado (13) dispuesto corriente arriba del compresor.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque los gases calientes procedentes del sistema antibombeo (12) del compresor (4) son dirigidos hacia la entrada del medio de enfriado (13) dispuesto corriente arriba del compresor (4) sobre el conducto (10).

7. Procedimiento de arranque según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque el medio de enfriado (13) utiliza gas en fase líquida (9) que procede de la cuba (6) por un conducto (14).

8. Procedimiento de arranque según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la secuencia de arranque se acaba cuando la temperatura a la entrada del compresor (4) alcanza un valor de -80ºC