Ingenieria

Tecnol.   Ciencia  Ed.  (IMIQ)  vol.   24 núms.1-2,1999   2009 Tecnol. Ciencia  Ed.  (IMIQ)  vol. 14  núm.  2,  2009    93 Tecnol.   Ciencia  Ed.  (IMIQ)  24(2):  93-104,  93

Estimación de la confiabilidad-disponibilidadmantenibilidad mediante una simulación tipo Monte Carlo de un sistema de compresión de gas amargo durante la etapa de ingeniería Reliability-availability-maintainabilityestimates using a Monte Carlo simulation for a sour gas compression system during the engineering stage
R. Melo-González, C. Lara-Hernández, F. Jacobo-Gordillo2
* Instituto Mexicano del Petróleo, Dirección Regional Marina. Correo-e: rmelo@imp.mx ** Pemex Exploración y Producción, Gerencia de Ingeniería y Construcción, SCSM. Correo-e: fjacobog@pep.pemex.com

Resumen La presente investigación tienecomo objetivo evaluar durante la etapa de ingeniería mediante simulación Monte Carlo la confiabilidaddisponibilidad-mantenibilidad, CDM (RAM) de la topología de un sistema de compresión de gas amargo de una plataforma costa fuera, a partir de las tasas de fallas de los equipos mecánicos e instrumentos, para evaluar el desempeño operativo de los compresores de tres etapas, de 7.54x10-5 m3 s-1 (230MMPCSD) cada uno, incluyendo la operación en modo degradado del sistema y evaluando la cantidad gas quemado enviado a desfogue. El trabajo esta dividido en cuatro partes: la primera presenta una breve introducción a la Ingeniería de Confiabilidad, la segunda trata sobre los fundamentos teóricos y conceptuales, en donde se definen los conceptos de confiabilidad, disponibilidad y mantenibilidad,incluyendo la importancia que tienen estos índices dentro del ciclo de vida de la confiabilidad, esto es: bases de datos de tasas de fallas, diseño de proceso, ingeniería de detalle, mantenimiento y diseño de componentes nuevos. La tercera parte trata sobre los diagramas de bloques de confiabilidad y se presentan las principales métricas del CDM con sus expresiones matemáticas. No se incluyendemostraciones y consideraciones teóricas, con el fin de facilitar la asimilación de estas técnicas a los ingenieros químicos no expertos en confiabilidad de sistemas. En la cuarta parte se tienen la aplicación de los conocimientos teóricos y conceptuales, a través de un estudio de caso real de la topología del sistema de compresión de gas amargo de una instalación costa fuera, formada por dosturbocompresores operando en paralelo. Finalmente, se presentan las principales conclusiones obtenidas de los resultados de simular mediante la técnica de Monte Carlo los diagramas de bloques de confiabilidad del sistema.

AbstRAct The aim of this research is to evaluate during the engineering phase the reliability-availability-maintainability (RAM) by means of a Monte Carlo simulation of a sour gascompression system topology from a offshore platform. The mechanical equipment and instruments failure rates were used to evaluate the operational performance of the threestage compressors, each one of 7.54x10-5 m3 s-1 (230 MMPCSD), including degraded operational mode of the system and evaluating the gas sent to flare system. This work is divided into four parts. The first one provides a briefintroduction to reliability engineering. The second one deals with the theoretical frame and concepts, defining the concepts of reliability, availability, and maintainability, including the importance of these indices within the life cycle of reliability, i.e: failure rate databases, process design, detailed engineering, maintenance, and design of new components. The third part deals with the reliabilityblock diagrams and the main metric of RAM with mathematical formulae. Demonstrations and theoretical considerations in order to facilitate the assimilation of these techniques to Chemical Engineers non-experts in systems reliability are not included. The fourth part is the application of theoretical knowledge and concepts, through a real case study of the topology of the sour gas compression...