Ingeniero En Petroleo

GRUPO #1
2011
PERDIDA DE CALOR EN LINEAS DE DISTRIBUCION
RECUPERACION MEJORADA

José Andrade Bravo


Facultad de ingenieria en ciencias de la tierra

INTRODUCCIÓN

* Perdidas de Calor durante la Inyección de Vapor
En algunos casos, el vapor es generado en una planta de cogeneración, donde el gas natural es utilizado para generar el vapor, y parte del vapor es utilizado paraproducir electricidad. El vapor es distribuido para pozos individuales a través de líneas con aislante.
La figura 2 muestra la ruta que recorre el vapor desde que deja el generador. Parte del calor se pierde en las líneas de distribución. El calor es perdido dentro del pozo por convección y por radiación en el espacio entre el casing y el tubing. La tasa de calor perdido puede ser reducida si seutiliza tubing con aislante si es que es económicamente justificado el uso del mismo.
La temperatura y la calidad del vapor que llega al punto de inyección en un pozo son determinadas por una compleja interacción entre las pérdidas de calor y pérdidas fricciónales en el flujo de vapor. Esta sección presenta métodos de estimación de pérdidas de calor durante la inyección de vapor.

* Tasa depérdida de calor en líneas de distribución.
La mayoría de las líneas de distribución de vapor son aisladas con materiales como el silicato de calcio envuelto con una cobertura de aluminio como se muestra en la Figura 1. La transferencia de calor ocurre por conducción a través del aislante hacia la cobertura de aluminio, donde el calor se pierde por radiación y una combinación de convección natural oforzada hacia los alrededores. Resistencias de transferencia de calor causada por la escala en la superficie de la línea de vapor y la conducción a través del acero son usualmente despreciables. En adición los coeficientes de transferencia de calor para la condensación es son tan grandes que la temperatura de la línea de distribución es esencialmente la misma que la temperatura de vapor.

Latransferencia de calor a través del aislante ocurre por conducción y es dado por
Qlp= 2πKhinsTs-Tislnrisrdo Ec. (1)
Donde:
Qlp : Tasa de pérdida de calor por unidad de longitud de tubería, btuhr-ft
ris : Radio de la superficie exterior del aislante, ft.
rdo : Radio de la superficie exterior de la tubería, ft.
Khinc : Conductividad térmica del aislante, btuhr-ft-℉ .
Ts :Temperatura del vapor, ℉.
Tis : Temperatura de la superficie del aislante, ℉.

El calor que fluye a través del aislante es intercambiado con los alrededores a través de mecanismos de convección y radiación. Estos mecanismos de transferencia de calor actúan en paralelo. Así,
Qlp=Qlr+Qlc Ec. (2)
Donde:
Qlr : es igual a la tasa de pérdida de calor por unidad de longitud de tuberíadebido a la radiación, btuhr-ft
Qlc : es igual a la tasa de pérdida de calor por unidad de longitud de tubería como resultado de convección, btuhr-ft.
Las pérdidas de calor convectivas desde la tubería caliente son muy sensibles a la velocidad y dirección del viento. La transferencia de calor por convección es descrita en términos del coeficiente de transferencia de calor definido por:Qlc=2πrishcTis-Ta Ec. (3)
Donde:
hc : Coeficiente de transferencia de calor por convección basado en el área exterior del aislante
(2πrisL): Diferencia de temperatura entre la superficie del aislante y el aire, btuhr-ft2-℉ ,
Ta : es igual a la temperatura promedio del aire, ℉.
El coeficiente de transferencia de calor por convección puede ser estimado desde correlaciones desarrolladas porciertas configuraciones geométricas. Es conveniente usar una correlación desarrollada para transferencia de calor a partir de un cilindro circular hacia el viento fluyente a velocidad vw normal al eje del cilindro. Las correlaciones que hay disponibles cubren un amplio rango de velocidades del viento. Cuando la convección forzada domina el proceso de transferencia de calor, la siguiente...