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Las emisiones fugitivas son gases orgánicos volátiles que se filtraron de las válvulas presurizadas.Estas emisiones pueden ser accidentales, por evaporación o por válvulas defectuosas.
Las emisiones fugitivas no solo causan daño a los humanos y al medio ambiente, sino que también representan una amenaza para la rentabilidad.Con una exposición prolongada a compuestos orgánicos volátiles, los humanos pueden desarrollar graves dolencias físicas.Estos incluyen trabajadores en ciertas plantas o personas que viven cerca.
Este artículo proporciona información sobre cómo se produjeron las emisiones fugitivas.Esto también abordará las pruebas API y lo que se debe hacer para reducir los efectos de tales problemas de fugas.
Fuentes de emisiones fugitivas
Las válvulas son las principales causas de las emisiones fugitivas
Las válvulas industriales y sus componentes son, en la mayoría de los casos, los principales culpables de las emisiones fugitivas industriales.Las válvulas lineales, como las válvulas de globo y de compuerta, son los tipos de válvulas más comunes propensos a esta condición.
Estas válvulas utilizan un vástago ascendente o giratorio para cerrar y cerrar.Estos mecanismos producen más fricción.Además, las uniones conectadas con empaquetaduras y sistemas de empaque son los componentes comunes donde ocurren tales emisiones.
Sin embargo, debido a que las válvulas lineales son más rentables, se usan con más frecuencia que otros tipos de válvulas.Esto hace que estas válvulas sean controvertidas en relación con la protección del medio ambiente.
Los vástagos de las válvulas contribuyen a las emisiones fugitivas
Las emisiones fugitivas de los vástagos de las válvulas representan alrededor del 60% de las emisiones totales de una planta industrial en particular.Esto se incluyó en un estudio realizado por la Universidad de Columbia Británica.El número total de vástagos de válvula se atribuye al gran porcentaje mencionado en el estudio.
Las empaquetaduras de válvulas también pueden contribuir a las emisiones fugitivas
La dificultad para controlar las emisiones fugitivas también radica en el embalaje.Si bien la mayoría de los empaques se adhieren y pasan el estándar API 622 durante las pruebas, muchos fallan durante el escenario real.¿Por qué?El empaque se fabrica por separado del cuerpo de la válvula.
Puede haber algunas ligeras diferencias en las dimensiones entre el empaque y la válvula.Esto puede provocar fugas.Algunos factores a considerar además de las dimensiones incluyen el ajuste y el acabado de la válvula.
Las alternativas al petróleo también son culpables
Las emisiones fugitivas no solo ocurren durante el procesamiento de gases en la planta industrial.De hecho, las emisiones fugitivas ocurren en todos los ciclos de producción de gas.
Según A Close Look at Fugitive Methane Emissions from Natural Gas, "las emisiones de la producción de gas natural son sustanciales y ocurren en cada etapa del ciclo de vida del gas natural, desde la preproducción hasta la producción, el procesamiento, la transmisión y la distribución".
¿Cuáles son los estándares API específicos para emisiones fugitivas industriales?
El Instituto Americano del Petróleo (API) es uno de los órganos rectores que proporciona estándares para las industrias del petróleo y el gas natural.Formado en 1919, los estándares API son una de las principales pautas para todo lo relacionado con las industrias petroquímicas.Con más de 700 estándares, API ha proporcionado recientemente estándares específicos para emisiones fugitivas asociadas con válvulas y sus empaques.
Si bien hay algunas pruebas de emisiones disponibles, los estándares más aceptados para las pruebas son los que están bajo API.Aquí están las descripciones detalladas para API 622, API 624 y API 641.
API 622
Esto también se denomina Prueba de tipo API 622 del empaque de la válvula de proceso para emisiones fugitivas
Este es el estándar API para empaques de válvulas en válvulas de cierre con vástago ascendente o giratorio.
Esto determina si el embalaje puede evitar la emisión de gases.Hay cuatro áreas de evaluación:
1. ¿Cuánto la tasa de fuga
2. Cuán resistente es la válvula a la corrosión
3. ¿Qué materiales se utilizan en el embalaje?
4. ¿Cuál es la evaluación para la oxidación?
La prueba, con su última publicación de 2011 y aún en proceso de revisión, incluye 1510 ciclos mecánicos con cinco ciclos térmicos ambientales de 5000F y una presión operativa de 600 psig.
Los ciclos mecánicos significan desde la apertura total hasta el cierre total de la válvula.En este punto, la fuga del gas de prueba se verifica a intervalos.
Una de las revisiones recientes de las pruebas API 622 es el problema de las válvulas API 602 y 603.Estas válvulas tienen un empaque de válvula angosto y con frecuencia fallaron en las pruebas API 622.La fuga permitida es de 500 partes por millón de volumen (ppmv).
API 624
Esto también se denomina Prueba de tipo API 624 de válvula de vástago ascendente equipada con empaque de grafito flexible para el estándar de emisiones fugitivas.Esta norma establece los requisitos para las pruebas de emisiones fugitivas para válvulas de vástago ascendente y de vástago giratorio.Estas válvulas de vástago deben incluir un empaque que ya haya superado la norma API 622.
Las válvulas de vástago que se prueban deben estar dentro del rango aceptado de 100 ppmv.En consecuencia, API 624 tiene 310 ciclos mecánicos y tres ciclos ambientales de 5000F.Tome nota, las válvulas de más de NPS 24 o más de la clase 1500 no están incluidas en el alcance de la prueba API 624.
La prueba falla si la fuga del sello del vástago supera las 100 ppmv.No se permite que la válvula de vástago se ajuste a la fuga durante la prueba.
API 641
Esto también se denomina prueba FE de válvula de cuarto de vuelta API 624.Este es el estándar más nuevo desarrollado por API que cubre las válvulas que pertenecen a la familia de válvulas de un cuarto de vuelta.Uno de los criterios acordados para esta norma es el rango máximo de 100 ppmv para fugas permitidas.Otra constante es que la API 641 son las rotaciones de 610 cuartos de vuelta.
Para válvulas de cuarto de vuelta con empaque de grafito, primero debe pasar la prueba API 622.Sin embargo, si el empaque está incluido en los estándares API 622, esto puede prescindir de la prueba API 622.Un ejemplo es un conjunto de empaquetadura hecho de PTFE.
Las válvulas se prueban al parámetro máximo: 600 psig.Debido a la variación de temperatura, se utilizan dos conjuntos de clasificaciones para la temperatura de la válvula:
● Válvulas con clasificación superior a 5000F
● Válvulas que están clasificadas por debajo de 5000F
API 622 frente a API 624
Puede haber cierta confusión entre API 622 y API 624. En esta parte, tome nota de las pocas diferencias entre los dos.
● El número de ciclos mecánicos involucrados
● API 622 SOLAMENTE implica el embalaje;mientras que API 624 involucra la válvula INCLUYENDO el empaque
● El rango de fugas permitidas (500 ppmv para API 622 y 100 ppmv para 624)
● La cantidad de ajustes permitidos (uno para API 622 y ninguno para API 624)
Cómo reducir las emisiones fugitivas industriales
Las emisiones fugitivas se pueden frustrar para reducir el impacto de las emisiones de las válvulas en el medio ambiente.
#1 Cambiar válvulas obsoletas
Las válvulas cambian constantemente.Asegúrese de que las válvulas cumplan con los últimos estándares y regulaciones.Al tener un mantenimiento y chequeos regulares, es más fácil detectar cuál debe ser reemplazado.
#2 Instalación adecuada de válvulas y monitoreo constante
La instalación incorrecta de válvulas también puede causar fugas.Contratar técnicos altamente calificados que puedan instalar correctamente las válvulas.La instalación adecuada de la válvula también puede detectar posibles fugas en el sistema.A través de un monitoreo constante, las válvulas que potencialmente pueden tener fugas o pueden haberse abierto accidentalmente pueden detectarse fácilmente.
Deben realizarse pruebas de fugas periódicas que midan la cantidad de vapor liberado por las válvulas.Las industrias que utilizan válvulas han desarrollado pruebas avanzadas para detectar las emisiones de las válvulas:
● Método 21
Esto utiliza un detector de ionización de llama para verificar fugas
● Imágenes de gas óptimas (OGI)
Este utiliza una cámara infrarroja para detectar fugas en la planta.
● Lidar de absorción diferencial (DIAL)
Esto puede detectar emisiones fugitivas de forma remota.
#3 Opciones de mantenimiento preventivo
El monitoreo de mantenimiento preventivo puede identificar problemas con las válvulas en las primeras etapas.Esto puede reducir los costos de reparar una válvula defectuosa.
¿Por qué es necesario reducir las emisiones fugitivas?
Las emisiones fugitivas son los principales contribuyentes al calentamiento global.Es cierto que hay un movimiento activo que espera reducir las emisiones.Pero después de su reconocimiento, casi un siglo después del reconocimiento, los niveles de contaminación del aire siguen siendo altos.
A medida que aumenta la necesidad de energía en todo el mundo, también ha ido en aumento la necesidad de buscar alternativas al carbón y los combustibles fósiles.
Fuente: https://ourworldindata.org/co2-and-other-greenhouse-gas-emissions
El metano y el etano están en el centro de atención como las alternativas más viables a los combustibles fósiles y al carbón.Cierto que hay mucho potencial como recursos de energía para estos dos.Sin embargo, el metano, en particular, tiene un potencial de calentamiento 30 veces mayor que el CO2.
Esta es la causa de alarma tanto para los ambientalistas como para las industrias que utilizan este recurso.Por otro lado, la prevención de las emisiones de las válvulas es posible mediante el uso de válvulas industriales de alta calidad y aprobadas por API.
Fuente: https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/pdfscache/1180.pdf
En resumen
No hay duda de que las válvulas son componentes importantes de cualquier aplicación industrial.Sin embargo, las válvulas no se fabrican como una pieza sólida;más bien, está hecho de componentes.Las dimensiones de estos componentes pueden no encajar al 100 % entre sí, lo que puede provocar fugas.Estas fugas pueden causar daños al medio ambiente.La prevención de tales fugas es una responsabilidad vital de cualquier usuario de válvulas.
Hora de publicación: 25-feb-2022