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BRPI1008179B1 - Método para o transporte de fluidos por meio de bombas centrífugas, máquinas e/ou ferramentas e método para o sequestro de dióxido de carbono" - Google Patents

Método para o transporte de fluidos por meio de bombas centrífugas, máquinas e/ou ferramentas e método para o sequestro de dióxido de carbono" Download PDF

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BRPI1008179B1
BRPI1008179B1 BRPI1008179-8A BRPI1008179A BRPI1008179B1 BR PI1008179 B1 BRPI1008179 B1 BR PI1008179B1 BR PI1008179 A BRPI1008179 A BR PI1008179A BR PI1008179 B1 BRPI1008179 B1 BR PI1008179B1
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BR
Brazil
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fluid
centrifugal pump
machines
tools
pressure
Prior art date
Application number
BRPI1008179-8A
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English (en)
Inventor
Gerhard Schwarz
Original Assignee
KSB SE & Co. KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Application filed by KSB SE & Co. KGaA filed Critical KSB SE & Co. KGaA
Publication of BRPI1008179A2 publication Critical patent/BRPI1008179A2/pt
Publication of BRPI1008179A8 publication Critical patent/BRPI1008179A8/pt
Publication of BRPI1008179B1 publication Critical patent/BRPI1008179B1/pt

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Abstract

MÉTODO PARA O TRANSPORTE DE FLUIDOS POR MEIO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS, MÁQUINAS E/OU FERRAMENTAS E MÉTODO PARA O SEQUESTRO DE DIÓXIDO DE CARBONO Trata-se de uma invenção que se refere a um método para entrega de fluidos mediante uso de bombas centrífugas (11 ), máquinas (1, 6) e/ou aparelhos (3,8), os quais influenciam na pressão e/ou a temperatura do fluido, que é disposto que é disposto a montante de uma bomba centrífuga (11). Na entrada para a bomba centrífuga (11), o fluido é regulado para alcançar um estado de entrada específico. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido é regulado por meio das máquinas (a, 6) e/ou aparelhos (3, 8) de tal forma que, na bomba centrífuga (11), o fluido apenas assume estados nos quais o fator de compressibilidade do fluido já tenha atingido ou excedido o mínimo disso.

Description

Campo da Invenção
A presente invenção se refere a um método para o transporte de fluidos por meio de bombas centrífugas, máquinas e/ou ferramentas as quais influenciam na pressão e/ou a temperatura do fluido que é disposto a montante de uma bomba centrífuga. A invenção se refere, além do mais, a um método para o sequestro de dióxido de carbono, o dióxido de carbono que é trazido para uma pressão e/ou temperatura adequada para um depósito pretendido e é transportado para dentro do depósito.
Antecedentes da Invenção
Na combustão de combustíveis fósseis em estações de energia, o dióxido de carbono resultante é criticamente responsável pelo efeito estufa. O objetivo é, portanto, reduzir a emissão de dióxido de carbono na atmosfera. Uma medida efetiva é o sequestro de dióxido de carbono. Nesse caso, o dióxido de carbono que surge nas estações de energia é separado e entregue a um aterro. Depósitos apropriados são formações geológicas, tais como depósitos de petróleo, depósitos de gás natural, aquíferos de águas subterrâneas salinas ou jazidas de carvão. O armazenamento no fundo do mar também é investigado.
Em métodos convencionais, o transporte de dióxido de carbono gasoso acontece por meio de compressores. A compressão acontece em diversas etapas, sendo que vários resfriamentos intermediários do gás comprimido são necessários. Tanto a compressão quanto o resfriamento são altamente intensivos em energia. A compressão ocorre a partir do estado gasoso diretamente para o estado supercrítico.
O dióxido de carbono líquido tem também ocasionalmente que ser transportado por meio de bombas de diafragma. Se o dióxido de carbono líquido for bombeado, então é necessário garantir que não ocorra cavitação na bomba. O dióxido de carbono deve assumir apenas os estados nos quais a pressão de vapor não é atingida ou fica abaixo do mínimo. Por outro lado, a formação de bolhas de vapor ocorre, as quais implodem no evento de sobrepressão da bomba e leva a sérios danos. A curva da pressão de vapor, portanto, constitui uma linha limítrofe para o transporte de dióxido de carbono líquido.
Quando o dióxido de carbono líquido está sendo transportado, uma alteração inevitável, para um estado supercrítico, pode ocorrer na bomba. Isto ocorre por causa da relativamente baixa temperatura crítica, de apenas 31,0°C, e a relativamente baixa pressão crítica, de apenas 73,8 bar. Além do mais, existem métodos nos quais o dióxido de carbono está no estado supercrítico mesmo quando entra na bomba.
Em princípio, o transporte de dióxido de carbono supercrítico por meio de bombas centrífugas é conhecido. O documento WO A2 descreve uma bomba de motor encapsulado de uma única etapa a qual transporta o dióxido de carbono supercrítico em circulação. O fluido é transportado por meio de um impulsor fixado sobre um eixo o qual é disposto em compartimentos resistentes à corrosão. Pretende-se isso para evitar a formação de partículas abrasivas as quais podem destruir o motor encapsulado de alta velocidade.
O documento WO 00/63529 descreve um sistema de bomba para o transporte de dióxido de carbono líquido ou supercrítico. O sistema de bombeamento compreende uma bomba que possui várias etapas na forma de uma bomba a motor submergível a qual é disposta em um alojamento do tipo pote. Esta disposição conta com um sistema de transporte fechado no qual as pressões de entrada de bomba muito altas prevalecem.
Por causa das condições limítrofes mencionadas, o dióxido de carbono a ser transportado está presente somente na fase líquida. O sistema é utilizado para recuperação de óleo aprimorado, EOR, sendo que o dióxido de carbono é injetado para dentro de campos petrolíferos para fazer aumentar a produção do óleo transportado. O sistema também serve para o sequestro de dióxido de carbono.
No transporte de dióxido de carbono supercrítico por meio de bombas centrífugas, problemas sérios frequentemente surgem, uma vez que na faixa supercrítica, o dióxido de carbono repetidamente assume estados os quais levam a um comportamento de bombeamento descontínuo e às vezes também a um dano a uma bomba centrífuga. No evento de uma elevação de pressão na bomba centrífuga, consideráveis alterações na densidade do fluido ocorrem o que causa este comportamento.
Descrição da Invenção
O objetivo da presente invenção é disponibilizar um método o qual possibilite o transporte de fluidos supercríticos por meio de bombas centrífugas, com a certeza de se evitar as alterações inadmissíveis na densidade do fluido a ser transportado.
Este objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, no estado de entrada do fluido para dentro da bomba centrífuga que é ajustado por meio das máquinas e/ou ferramentas de tal forma que o fluido na bomba centrífuga assume apenas os estados nos quais o fator de gás real do fluido já tenha atingido ou tenha ido além do mínimo do mesmo.
O fator de gás real, o qual é também designado como fator de compressibilidade ou de compressão, é definido como:
Figure img0001
Os símbolos de fórmula individual estão neste para as 46 seguintes variáveis:
Figure img0002
Enquanto o fator de gás real é igual a um para gases ideais, o mesmo desvia para gases reais como uma função de pressão e temperatura. Neste caso, o fator de gás real primeiro diminui com a elevação da pressão abaixo do que é conhecido como a temperatura de Boyle, atinge um mínimo e então se eleva novamente. O método, de acordo com a invenção, garante que o fluido assuma, na bomba centrífuga, apenas os estados nos quais o fator de gás real já atingiu, ou foi além, do mínimo do mesmo. Se a bomba centrífuga opera nessas faixas de operação permitidas, um comportamento de bombeamento descontínuo e um dano para a bomba centrífuga durante o transporte de fluidos supercríticos são seguramente descartados.
Na faixa do líquido, uma linha limítrofe, a qual não deveria ser atingida ou ficar abaixo do mínimo durante o transporte, é conhecida há muito tempo por operar bombas centrífugas. No caso dos líquidos, a curva de pressão de vapor constitui esta linha limítrofe. Se a mesma for abaixo do mínimo, a cavitação ocorrerá. Em contrapartida, para a faixa supercrítica, não existe linha limítrofe semelhante à curva de pressão de vapor, uma vez que isso termina no ponto crítico.
De acordo com a invenção, pela primeira vez, uma linha limítrofe para operar bombas centrífugas, a qual não deveria ficar abaixo do mínimo durante o transporte, é definida para a faixa supercrítica. Em virtude do método, de acordo com a invenção, a certeza de evitar alterações inadmissíveis na densidade do fluido a ser transportado é garantida na faixa supercrítica.
Durante a operação de bombeamento, a pressão aumenta e elevações na temperatura ocorrem na bomba centrífuga. Os estados nos quais um fluido assume na bomba centrífuga são dependentes da situação de transporte e do tipo de bomba centrífuga utilizada. O operador é geralmente ciente disso. As máquinas e ferramentas utilizadas no método configuram o estado de entrada do fluido de tal forma que o fator de gás real do mesmo já atingiu, ou foi além, do mínimo do mesmo, pelo menos, na entrada em uma bomba centrífuga.
No método, o fluido pode estar em um estado supercrítico mesmo na entrada em uma bomba centrífuga. É da mesma forma possível que o fluido esteja primeiro líquido na entrada de uma bomba centrífuga e assuma um estado supercrítico apenas na bomba centrífuga. Neste caso também, a linha limítrofe, de acordo com a invenção, deve ser mantida.
Preferivelmente, o estado de entrada do fluido é ajustado por meio de compressores e trocadores de calor. Neste caso, o mesmo se prova benéfico se o fluido passa através de, pelo menos, uma compressão e uma etapa de resfriamento. O estado de entrada do fluido para dentro da bomba centrífuga é ajustado através do número de etapas de resfriamento e compressão.
O estado de entrada é geralmente considerado como sendo o estado do fluido na entrada para a peça de conexão de sucção da bomba centrífuga. Um estado de entrada, de acordo com a invenção, deve ser atingido, entretanto, no máximo na entrada do fluido em direção ao impulsor.
Em uma realização especialmente preferida da invenção, a temperatura de entrada e/ou pressão de entrada do fluido são/é medida e transferida para uma unidade de regulação e/ou controle. Controles ou controladores comercialmente disponíveis podem ser utilizados como a unidade de regulação e/ou controle. A utilização de um sistema de gerenciamento de processo pode também ser prevista. As máquinas e ferramentas podem ser influenciadas de uma maneira direta através da unidade de regulação e/ou controle a fim de ajustar o estado de entrada do fluido. Para este fim, a unidade de regulação e/ou controle envia sinais para as máquinas e ferramentas. Os motores de acionamento ou acionadores de ativação das máquinas e ferramentas são influenciados através dos sinais. Em uma realização vantajosa da invenção, a unidade de regulação e/ou controle dispara um alarme quando o fator de gás real do fluido na entrada para a bomba ainda não tiver atingido o seu mínimo. Neste caso, adicionalmente ou alternativamente, a maquinaria pode também ser trazida para uma posição de segurança. Uma interrupção da bomba centrífuga pode, neste caso, também ocorrer. Breve Descrição dos Desenhos
Outras características e vantagens da invenção podem ser reunidas a partir da descrição, com referência às figuras nas quais:
  1. - A Figura 1 mostra um diagrama esquemático do método, de acordo com a invenção,
  2. - A Figura 2 mostra um gráfico no qual o fator de gás real do dióxido de carbono é ilustrado como uma função da pressão,
  3. - A Figura 3 mostra um gráfico no qual o produto p»v do dióxido de carbono é ilustrado como uma função da pressão,
  4. - A Figura 4a mostra o gráfico de fases do dióxido de carbono, a linha limítrofe, de acordo com a invenção, para operar bombas centrífugas na faixa supercrítica é retratada e a curva de operação da bomba centrífuga que é executada completamente na faixa permitida,
  5. - A Figura 4b mostra o gráfico de fases do dióxido de carbono, a linha limítrofe, de acordo com a invenção, para operar bombas centrífugas na faixa supercrítica é retratada, e a curva de operação da bomba centrífuga executada completamente na faixa proibida, e
  6. - A Figura 4c mostra o gráfico de fases do dióxido de carbono, a linha limítrofe, de acordo com a invenção, para operar bombas centrífugas na faixa supercrítica é retratada e o ponto de entrada situado na faixa permitida, mas o ponto de saída primeiro situado na faixa proibida.
Descrição de Realizações da Invenção
A Figura 1 mostra um diagrama esquemático do método, de acordo com a invenção. O fluido, neste caso, o dióxido de carbono, primeiro entra em um compressor 1. O compressor 1 é acionado por meio de um motor 2. Esta ilustração esquemática se aplica a formas de construção de compressão de várias etapas ou de uma única etapa. O número de etapas de compressão e de troca de calor varia como uma função do estado de entrada do fluido e dos refrigerantes no processo ilustrado. Por uma questão de clareza, apenas 2 etapas de processo são ilustradas no presente documento; entretanto, geralmente existem diversas.
No compressor 1, o fluido é trazido para uma pressão mais alta, a temperatura do fluido eleva-se. À jusante do compressor 1, o fluido entra em um trocador de calor 3. O trocador de calor 3, através do qual o refrigerante flui, absorve calor da corrente de fluido e, consequentemente, diminui a temperatura do último. A quantidade de refrigerante é ajustada por meio de uma válvula 4. Como o acionador de ativação, a válvula 4 é operada por meio de um motor 5.
À jusante do trocador de calor 3, o dióxido de carbono pode entrar em outro compressor 6 ou outra etapa de compressão a qual é operada, no presente documento, por meio de um motor 7. No outro compressor 6, o fluido experimenta uma renovada pressão e elevação de temperatura antes que o mesmo entre em outro trocador de calor 8 o qual pode também ser projetado como um resfriador intermediário. No trocador de calor 8, a corrente de dióxido de carbono é resfriada mais uma vez. Isto, da mesma forma, acontece por meio de uma corrente refrigerante 15 a qual é regulada através de uma válvula 9 a qual tem um motor 10 como acionador de ativação.
De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido para dentro da bomba centrífuga 11 é ajustado através das máquinas 1, 6 e ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido na bomba centrífuga 11 assume apenas os estados nos quais o fator de gás real já atingiu, ou foi além do mínimo do mesmo. Para esta finalidade, os estados de agregação do fluido são detectados na entrada da bomba centrífuga 11 por meio de pontos de medição de temperatura e pressão convencional 13, 14. Os pontos de medição 13, 14 são conectados a uma unidade reguladora 15 a qual regula as máquinas 1, 6 e ferramentas 3, 8. A unidade reguladora 15 garante que, a montante da bomba centrífuga 11, aqueles estados de agregação são ajustados, com base na qual a bomba centrífuga pode ser operada com segurança. O motor 12 da bomba centrífuga 11 pode também ser influenciado pela unidade reguladora 15 se a mesma for projetada de forma correspondente. A utilização de motores de velocidade variável é vantajosa para o processo. Isso depende das condições limítrofes dadas em cada caso para o método ou para a maquinaria do mesmo.
O ponto de medição de pressão 13, identificado pela abreviação PI, mede a pressão do dióxido de carbono. Se houver o risco de que o dióxido de carbono dentro da bomba centrífuga 11 assuma estados na faixa proibida, na qual o fator de gás real ainda não tiver atingido o seu mínimo, os sinais da mesma serão transferidos através da unidade reguladora 15 para os motores 2, 7 dos compressores 1, 6, através do qual a pressão do dióxido de carbono pode ser ajustada.
O ponto de medição de temperatura 14, identificado pela abreviação TI, mede a temperatura do dióxido de carbono. Se houver o risco de que o dióxido de carbono dentro da bomba centrífuga 11 assuma estados na faixa proibida, na qual o fator de gás real ainda não estiver atingido o seu mínimo, os sinais da mesma serão transferidos através da unidade reguladora 15 para os motores 5, 10 das válvulas 4, 9, através dos quais a temperatura do dióxido de carbono pode ser ajustada por meio da corrente refrigerante a qual flui através dos trocadores de calor 3, 8. Outros possíveis sensores que monitoram as máquinas 1,6 e ferramentas 3, 8 não são ilustrados, por questão de uma clareza maior e estariam da mesma forma conectados à unidade reguladora 15 a fim de influenciar o método.
O dióxido de carbono deixa a bomba centrífuga 11 em um estado exigido para o processo de acompanhamento. Em contraste com os métodos convencionais, nos quais apenas compressores são utilizados para transportar o dióxido de carbono, diferenças de alta pressão podem ser implementadas na bomba centrífuga, sem resfriamento intermediário adicional, por meio do método, de acordo com a invenção.
A Figura 2 ilustra um gráfico no qual o dióxido de carbono é o fluido a ser transportado e em que o fator de z de gás real é expresso como uma função da pressão p. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido é ajustado por meio das máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido, quando flui através da bomba centrífuga 11, assume apenas os estados nos quais o fator de gás real já atingiu, ou foi além, do mínimo do mesmo. No evento de uma elevação na pressão na bomba centrífuga, o fator de gás real do fluido permanece o mesmo ou aumenta. A Figura 2 ilustra uma curva de operação 16 para uma bomba centrífuga 11, na qual ambos o estado de entrada E e o estado de saída A do fluido se situam na faixa permitida. O fluido está presente na entrada em uma bomba centrífuga 11 em um estado no qual o fator de gás real z já ultrapassou o seu mínimo. A pressão p e a temperatura T do fluido alteram na bomba 11.0 fluido entra na bomba 11, no presente documento, com uma pressão de 95 bar e deixa a bomba 11 com uma pressão de 300 bar. A temperatura de entrada do fluido equivale a cerca de 35°C e a temperatura de saída do fluido a cerca de 70°C. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido foi ajustado por meio das máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido na bomba centrífuga 11 assume apenas os estados nos quais o fator de gás real z já tenha atingido, ou superado, o mínimo do mesmo.
Por meio dos mínimos das isotermas individuais, ilustrados por linhas pontilhadas, do fluido que está ligado no gráfico da fig. 2, uma curva limítrofe contínua em negrito 17 é definida para fluido bombeáveis na faixa supercrítica. Esta faixa supercrítica fica localizada à direita do ponto supercrítico kP do fluido. De acordo com a invenção, a curva limítrofe 17 para operar bombas centrífugas é, dessa forma, definida para a faixa supercrítica. O dióxido de carbono deveria assumir na bomba centrífuga 11 apenas estados que se situam nesta curva limítrofe 17 ou à direita da mesma. Nesta faixa, o fator de gás real do dióxido de carbono já atingiu, ou foi além, do mínimo do mesmo. A curva de operação 16 da bomba centrífuga 11 se situa completamente na faixa permitida.
A Figura 3 mostra um gráfico no qual o produto p*v é expresso como uma função da pressão p para o dióxido de carbono. O produto P’v pode ser considerado de uma maneira semelhante ao fator de gás real z. Enquanto as isotermas são executadas horizontalmente, para um comportamento ideal do gás, os gases reais exibem um comportamento o qual é ilustrado na fig. 3 por isotermas em linhas pontilhadas. O produto p*v é primeiro atingido em uma isoterma com pressão em elevação menor do que um mínimo. Depois de passar através do respectivo mínimo, o produto p*v se torna mais alto novamente com elevação de pressão. O produto p*v, neste caso, aumenta aproximadamente linearmente. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido é ajustado com a ajuda das máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o produto p*v do fluido na bomba centrífuga 11 já atingiu, ou foi além, do seu mínimo. A Figura 3 ilustra uma curva de operação 16 para uma bomba centrífuga 11 na qual ambos o estado de entrada E e o estado de saída A do fluido se situam na faixa permitida. O fluido, na entrada para a bomba 11, tem um estado no qual o fator de gás real z já ultrapassou seu mínimo. Na bomba, a pressão p e temperatura T do fluido alteram. O fluido entra na bomba com uma pressão de 95 bar e deixa a bomba com uma pressão de 300 bar. A temperatura de entrada do fluido equivale a cerca de 35°C. A temperatura de saída do fluido equivale a 70°C. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido foi ajustado pelas máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido na bomba centrífuga 11 assume apenas os estados nos quais o fator de gás real z do fluido já tenha atingido, ou foi além, do mínimo do mesmo. A curva de operação 16 se situa completamente na faixa permitida. De uma forma semelhante à fig. 2, neste ponto também, o limite de elevação é ilustrado como uma curva limítrofe contínua em negrito 17.
As Figuras 4a, 4b e 4c mostram o gráfico de fases de dióxido de carbono, o qual é também designado frequentemente como o gráfico de estado ou gráfico p-T. Assim como os estados habituais de agregação, gasoso gf e líquido fl, o estado supercrítico ük é também retratado. Fica claro a partir do gráfico que o dióxido de carbono não pode estar líquido com uma pressão padrão de 1,013 bar, mas apenas a sublimação é observada em -78,5°C. Apenas em pressões mais altas o dióxido de carbono pode estar no estado líquido. Para o transporte do dióxido de carbono líquido, a curva de pressão de vapor 18 constitui uma linha limítrofe para os estados de operação a qual o fluido deveria assumir na bomba centrífuga. O dióxido de carbono líquido não deveria assumir na bomba centrífuga nenhum estado no qual a curva de pressão de vapor 18 é atingida ou ultrapassada, uma vez que, de outra forma, a cavitação ocorrerá na bomba centrífuga. A curva de pressão de vapor 18 é delimitada pelo ponto triplo TP e o ponto crítico kP.
Na ilustração da fig. 4a, o estado de entrada E do fluido a ser transportado está na faixa permitida. Na entrada de uma bomba centrífuga 11,o fluido tem um estado no qual o fator de gás real z já ultrapassou o mínimo do mesmo. No interior da bomba centrífuga, a pressão e temperatura do fluido alteram. O fluido entra na bomba com uma pressão de 95 bar e deixa a bomba com uma pressão de 220 bar. A temperatura de entrada do fluido equivale a 35°C. A temperatura de saída do fluido equivale a 59°C. De acordo com a invenção, o estado de entrada do fluido foi ajustado por meio de máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido na bomba centrífuga 11 assume apenas os estados nos quais o fator de gás real do fluido já tenha atingido, ou tenha ido além, do mínimo do mesmo. A curva de operação 16 se situa completamente na faixa supercrítica permitida partilhada pela curva limítrofe 17. Nesta ilustração da fig. 4a, a área da bomba admissível fica localizada à esquerda da curva limítrofe 17.
No exemplo da ilustração na fig. 4b, nem o estado de entrada E nem o estado de saída A se situam na faixa permitida. Toda a curva de operação 16 se situa à direita da curva limítrofe 17 e, portanto, na faixa supercrítica proibida, uma vez que o fator de gás real z do fluido a ser transportado ainda não atingiu o seu mínimo. De acordo com a invenção, então, o estado de entrada do fluido é variado por meio das máquinas 1, 6 e ferramentas 3, 8, de tal forma que toda a curva de operação 16' se situa na faixa permitida, isto é, o fluido na bomba centrífuga 11 assume apenas os estados nos quais o fator de gás real do fluido já tenha atingido ou tenha ido além do mínimo do mesmo. Como resultado, toda a curva de operação 16 é deslocada e então é executada como uma curva de operação admissível 16' completamente na faixa permitida. O estado de entrada foi variado pelas máquinas 1, 6 e/ou ferramentas 3, 8 de tal forma que o fluido entra na bomba centrífuga 11 com uma temperatura de entrada menor T. Toda a curva de operação é, dessa forma, disposta de 16 para 16’, para que, de acordo com a invenção, o fluido na bomba centrífuga 11 então assuma apenas os estados nos quais o fator de gás real z já atingiu ou foi além do seu mínimo. Alternativamente a isto, uma pressão de entrada mais alta p pode também ser ajustada. Todos os estados se situam na faixa permitida depois desta variação do estado de entrada.
Na ilustração da fig. 4c, embora o estado de entrada E do fluido se situe na faixa supercrítica permitida, o estado de saída A, todavia se situa na faixa proibida. Neste caso, na entrada para a bomba, o fluido está primeiro em um estado no qual o fator de gás real z já ultrapassou o mínimo do mesmo. A pressão e temperatura do fluido alteram dentro da bomba.
O fluido entra na bomba com uma pressão de 95 bar e deixa a bomba com uma pressão de 220 bar. A temperatura de entrada do fluido equivale a 35°C. A temperatura de saída do fluido equivale a 130°C. A partir do ponto de interseção V da curva de operação 16 com curva limítrofe contínua em negrito 17, os estados de operação do fluido assumem valores nos quais o fator de gás real do fluido ainda não atingiu ou ultrapassou o seu limite. A partir deste ponto de interseção no ponto V, a curva de operação é executada na faixa proibida. De acordo com a invenção, então, o estado de entrada do fluido é variado por meio das máquinas 1, 6 e ferramentas 3, 8, de tal forma que toda a curva de operação 16 se situa na faixa permitida, isto é, o fluido na bomba centrífuga assume apenas os estados nos quais o fator de gás real do fluido já atingiu ou ultrapassou o mínimo do mesmo. O ponto de entrada E da curva 16 é disposto mais para a direita, para que o fluido entre na bomba centrífuga 11 a uma temperatura de entrada menor no ponto de entrada E'. Como resultado, neste documento, toda a curva de operação inadmissível 16 é deslocada para uma nova e admissível curva de operação 16' para dentro da faixa supercrítica permitida. Altemativamente a isto, uma pressão de entrada mais alta p pode também ser ajustada. De acordo com a invenção, o fluido na bomba centrífuga assume, então, apenas os estados nos quais o fator de gás real já atingiu ou foi além do mínimo do mesmo. Todos os estados situam-se na faixa permitida depois desta variação do estado de entrada.

Claims (16)

  1. MÉTODO PARA O TRANSPORTE DE FLUIDOS PORMEIO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS (11), MÁQUINAS (1, 6) E/OUFERRAMENTAS (3, 8) as quais influenciam a pressão e/ou a temperatura dofluido que é disposto a montante de uma bomba centrífuga (11), caracterizadopor:
    a temperatura de entrada (T) e/ou a pressão de entrada (p) do fluido serem/ser medida(s) e transferida(s) a uma unidade de regulação e/ou controle (13, 14), em que a unidade de regulação e/ou controle (13, 14) transfere para as máquinas (1, 6) e/ou ferramentas (3, 8) sinais através dos quais o estado de entrada do fluido pode ser ajustado; e em que
    o estado de entrada do fluido para a bomba centrífuga (11) ser ajustado por meio das máquinas (1, 6) e/ou ferramentas (3, 8) de tal forma que o fluido na bomba centrífuga (11) assume apenas os estados nos quais o fator de gás real (z) do fluido já tenha atingido ou tenha ido além do seu mínimo.
  2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fluido estar em um estado supercrítico na entrada de uma bombacentrífuga (11) e/ou na bomba centrífuga (11).
    MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 2, caracterizado por, no evento de uma elevação na pressãona bomba centrífuga (11), o fator de gás real (z) do fluido permanecer o mesmoou aumentar.
  3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pela a unidade de regulação e/ou controle(13, 14) disparar um alarme quando o fator de gás real (z) do fluido na entradade uma bomba centrífuga (11) ainda não atingiu o seu mínimo.
  4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, caracterizado pela unidade de regulação e/ou controle(13, 14) trazer o método para um estado de segurança quando o fator de gásreal (z) do fluido na entrada de uma bomba centrífuga (11) ainda não tiveratingido o seu mínimo.
  5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5, caracterizado pelo estado de entrada do fluido poder serajustado por meio das máquinas (1,6) projetadas como compressores e/ou pormeio de ferramentas (3, 8) projetadas como trocadores de calor.
  6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fluido a ser transportado passar através de ao menos uma etapa decompressão e/ou uma etapa de resfriamento.
  7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fluido a ser transportado passar através de ao menos uma etapa decompressão e/ou uma etapa de resfriamento.
  8. MÉTODO PARA O SEQUESTRO DE DIÓXIDO DECARBONO, em que o dióxido de carbono é trazido a uma pressão e/outemperatura adequada para um depósito pretendido e é transportado paradentro do depósito, caracterizado pelo fato de que a bomba centrífuga (11)bombeia o dióxido de carbono, conforme o método definido em qualquer umadas reivindicações 1 a 7, para dentro das máquinas de depósito (1, 6) e/ouferramentas (3, 8) as quais influenciam na pressão e/ou temperatura do dióxidode carbono que é disposto a montante da bomba centrífuga e sendo que oestado de entrada é ajustado por meio das máquinas (1, 6) e/ou ferramentas(3, 8) de tal forma que o fluido na bomba centrífuga (11) assume apenas osestados nos quais o fator de gás real (z) do fluido já tenha atingido ou tenha idoalém do seu mínimo.
  9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizadopelo fluido estar em um estado supercrítico na entrada de uma bombacentrífuga (11) e/ou na bomba centrífuga (11).
  10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 8 a 9, caracterizado por, no evento de uma elevação na pressãona bomba centrífuga (11), o fator de gás real (z) do fluido permanecer o mesmoou aumenta.
  11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 8 a 10, caracterizado pela temperatura de entrada (T) e/ou apressão de entrada (p) do fluido ser/serem medida(s) e transferida(s) para umaunidade de regulação e/ou controle (13, 14).
  12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pela unidade de regulação e/ou controle (13, 14) transferir paraas máquinas (1, 6) e/ou ferramentas (3, 8) sinais por meio dos quais o estadode entrada do fluido pode ser ajustado.
  13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 11 a 12, caracterizado pela unidade de regulação e/ou controle(13, 14) disparar um alarme quando o fator de gás real (z) do fluido na entradade uma bomba centrífuga (11) ainda não atingiu o seu mínimo.
  14. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 9 a 13, caracterizado pela unidade de regulação e/ou controle(13, 14) desligar a aparelhagem quando o fator de gás real (z) do fluido naentrada de uma bomba centrífuga (11) ainda não atingiu o seu mínimo.
  15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 9 a 14, caracterizado pelo estado de entrada do fluido serajustado por meio das máquinas (1,6) projetadas como compressores e/ou pormeio de ferramentas (6, 8) projetadas como trocadores de calor.
  16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15,caracterizado pelo fluido a ser transportado passar através de pelo menos umaetapa de compressão (1,6) e/ou uma etapa de resfriamento (3, 8).
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1398142B1 (it) * 2010-02-17 2013-02-14 Nuovo Pignone Spa Sistema singolo con compressore e pompa integrati e metodo.
EP2476476B1 (en) 2011-01-14 2018-05-30 General Electric Technology GmbH Compression of a carbon dioxide containing fluid
ITFI20110262A1 (it) * 2011-12-06 2013-06-07 Nuovo Pignone Spa "heat recovery in carbon dioxide compression and compression and liquefaction systems"
JP5995949B2 (ja) * 2014-12-19 2016-09-21 三菱重工業株式会社 多段圧縮機
US10718346B2 (en) * 2015-12-21 2020-07-21 General Electric Company Apparatus for pressurizing a fluid within a turbomachine and method of operating the same
ES2718742T3 (es) * 2016-02-19 2019-07-04 Linde Ag Procedimiento para la compresión gradual de un gas
FR3061240B1 (fr) * 2016-12-22 2019-05-31 Safran Aircraft Engines Procede ameliore de regulation d'un circuit d'alimentation
EP3686436A1 (en) 2019-07-31 2020-07-29 Sulzer Management AG Multistage pump and subsea pumping arrangement

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3848427A (en) * 1971-03-01 1974-11-19 R Loofbourow Storage of gas in underground excavation
US3950958A (en) * 1971-03-01 1976-04-20 Loofbourow Robert L Refrigerated underground storage and tempering system for compressed gas received as a cryogenic liquid
US4498289A (en) 1982-12-27 1985-02-12 Ian Osgerby Carbon dioxide power cycle
FR2553835B1 (fr) * 1983-10-25 1986-02-28 Bertin & Cie Machine de compression d'un fluide, a plusieurs etages de compression en serie
FR2699986B1 (fr) * 1992-12-29 1995-02-24 Inst Francais Du Petrole Dispositif et méthode permettant de transférer dans une seule conduite un effluent de type polyphasique.
US6170264B1 (en) * 1997-09-22 2001-01-09 Clean Energy Systems, Inc. Hydrocarbon combustion power generation system with CO2 sequestration
US6332336B1 (en) * 1999-02-26 2001-12-25 Compressor Controls Corporation Method and apparatus for maximizing the productivity of a natural gas liquids production plant
US6224355B1 (en) 1999-04-20 2001-05-01 Occidental Permian Ltd. Carbon dioxide pump and pumping system
US6584781B2 (en) * 2000-09-05 2003-07-01 Enersea Transport, Llc Methods and apparatus for compressed gas
US6994104B2 (en) * 2000-09-05 2006-02-07 Enersea Transport, Llc Modular system for storing gas cylinders
CA2339859A1 (en) * 2001-02-05 2002-08-05 Glen F. Perry Natural gas transport system and composition
US6751985B2 (en) * 2002-03-20 2004-06-22 Exxonmobil Upstream Research Company Process for producing a pressurized liquefied gas product by cooling and expansion of a gas stream in the supercritical state
US6986647B2 (en) 2003-11-21 2006-01-17 Tokyo Electron Limited Pump design for circulating supercritical carbon dioxide
US7096669B2 (en) * 2004-01-13 2006-08-29 Compressor Controls Corp. Method and apparatus for the prevention of critical process variable excursions in one or more turbomachines
US7076969B2 (en) * 2004-01-19 2006-07-18 Air Products And Chemicals, Inc. System for supply and delivery of high purity and ultrahigh purity carbon dioxide
DE102004031469A1 (de) * 2004-06-30 2006-01-26 Ksb Aktiengesellschaft Gesteuerte, energiesparende Mindestmengeneinrichtung einer mehrstufigen Kreiselpumpe mit einer Höchstdrucksonderstufe
GB0614250D0 (en) * 2006-07-18 2006-08-30 Ntnu Technology Transfer As Apparatus and Methods for Natural Gas Transportation and Processing
EP2092973A1 (de) 2008-02-25 2009-08-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Verdichtung von Kohlenstoffdioxid oder eines ähnliche Eigenschaften aufweisenden Gases

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