¿Cómo funciona el sistema de suministro de gas natural?
El gas que fluye de mayor a menor presión es el principio fundamental del sistema de suministro de gas natural. La cantidad de presión en una tubería se mide en libras por pulgada cuadrada.
Desde el pozo, el gas natural entra en líneas de "recolección", que son como ramas en un árbol, y se hacen más grandes a medida que se acercan al punto central de recolección.
Sistemas de recolección
Un sistema de recolección puede necesitar uno o más compresores de campo para mover el gas a la tubería o la planta de procesamiento. Un compresor es una máquina accionada por un motor de combustión interna o una turbina que crea presión para "empujar" el gas a través de las líneas. La mayoría de los compresores en el sistema de suministro de gas natural utilizan una pequeña cantidad de gas natural de sus propias líneas como combustible.
Algunos sistemas de recolección de gas natural incluyen una instalación de procesamiento, que realiza funciones tales como la eliminación de impurezas como el agua, el dióxido de carbono o el azufre que podrían corroer una tubería, o gases inertes, como el helio, que reducirían el valor energético del gas. Las plantas de procesamiento también pueden eliminar pequeñas cantidades de propano y butano. Estos gases se utilizan para materias primas químicas y otras aplicaciones.
El sistema de transmisión
Desde el sistema de recolección, el gas natural pasa al sistema de transmisión, que generalmente se compone de aproximadamente 272,000 millas de tubería de acero de alta resistencia.
Estas grandes líneas de transmisión de gas natural se pueden comparar con el sistema de autopistas interestatales del país para automóviles. Trasladan grandes cantidades de gas natural a miles de kilómetros de las regiones productoras a las empresas de distribución locales (PMA). La presión de gas en cada sección de la línea generalmente varía de 200 libras a 1,500 libras por pulgada cuadrada, dependiendo del tipo de área en la que opera la tubería. Como medida de seguridad, las tuberías están diseñadas y construidas para manejar mucha más presión de la que realmente se alcanza en el sistema. Por ejemplo, las tuberías en áreas más pobladas operan a menos de la mitad de su nivel de presión de diseño.
Muchas de las principales tuberías interestatales están "en bucle": hay dos o más líneas que corren paralelas entre sí en el mismo derecho de paso. Esto proporciona la capacidad máxima durante los períodos de mayor demanda.
Estaciones de compresores
Las estaciones de compresores están ubicadas aproximadamente cada 50 a 60 millas a lo largo de cada tubería para aumentar la presión que se pierde por la fricción del gas natural que se mueve a través de la tubería de acero. Muchas estaciones de compresores están completamente automatizadas, por lo que el equipo se puede iniciar o detener desde la sala de control central de una tubería. La sala de control también puede operar de forma remota válvulas de cierre a lo largo del sistema de transmisión. Los operadores del sistema mantienen datos operativos detallados en cada estación de compresión y ajustan continuamente la combinación de motores que están funcionando para maximizar la eficiencia y la seguridad.
El gas natural se mueve a través del sistema de transmisión hasta 30 millas por hora, por lo que el gas de Texas tarda varios días en llegar a un punto de recepción de servicios públicos en el noreste. En el camino, hay muchas interconexiones con otras tuberías y otros sistemas de servicios públicos, lo que ofrece a los operadores de sistemas una gran flexibilidad en el movimiento de gas.
Linepack
Una sección de 50 millas de una línea de transmisión de 42 pulgadas que opera a aproximadamente 1,000 libras de presión contiene aproximadamente 200 millones de pies cúbicos de gas, suficiente para alimentar una cocina por más de 2,000 años. La cantidad de gas en la tubería se llama "paquete de línea".
Al aumentar y disminuir la presión sobre cualquier segmento de tubería, una compañía de tuberías puede usar el segmento para almacenar gas durante los períodos en que hay menos demanda al final de la tubería. El uso de linepack de esta manera permite a los operadores de tuberías manejar las fluctuaciones horarias de la demanda de manera muy eficiente.
Las tuberías y los servicios públicos de gas natural utilizan modelos informáticos muy sofisticados de la demanda de gas natural por parte de los clientes, que relacionan las tendencias de consumo diarias y por hora con factores estacionales y ambientales. Es por eso que los clientes pueden depender de la confiabilidad del gas natural: cuando es necesario, está ahí.
Estaciones de puerta
Cuando el gas natural en una tubería de transmisión llega a un servicio local de gas, normalmente pasa a través de una "estación de entrada". Las empresas de servicios públicos con frecuencia tienen estaciones de entrada que reciben gas en muchos lugares diferentes y desde varias tuberías diferentes. Las estaciones de puerta tienen tres propósitos. Primero, reducen la presión en la línea desde los niveles de transmisión (200 a 1,500 libras) a los niveles de distribución, que varían de ¼ de libra a 200 libras. Luego se agrega un olor, el olor ácido distintivo asociado con el gas natural, para que los consumidores puedan oler incluso pequeñas cantidades de gas. Finalmente, la estación de control mide la velocidad de flujo del gas para determinar la cantidad que recibe la empresa de servicios públicos.
El sistema de distribución
Desde la estación de entrada, el gas natural se mueve hacia líneas de distribución o "tuberías principales" que varían de 2 pulgadas a más de 24 pulgadas de diámetro. Dentro de cada sistema de distribución, hay secciones que operan a diferentes presiones, con reguladores que controlan la presión. Algunos reguladores son controlados de forma remota por la utilidad para cambiar las presiones en partes del sistema para optimizar la eficiencia. En términos generales, cuanto más se acerca el gas natural a un cliente, menor es el diámetro de la tubería y menor es la presión.
En general, el centro de control central de la compañía de gas monitorea continuamente los caudales y las presiones en varios puntos de su sistema. Los operadores deben asegurarse de que el gas llegue a cada cliente con suficiente caudal y presión para alimentar los equipos y electrodomésticos. También aseguran que las presiones permanecen por debajo de la presión máxima para las secciones monitoreadas dentro del sistema. Las líneas de distribución generalmente operan a menos de un quinto de su presión de diseño.
A medida que el gas fluye a través del sistema, los reguladores controlan el flujo de presiones más altas a más bajas. Si un regulador detecta que la presión ha caído por debajo de un punto de ajuste, se abrirá en consecuencia para permitir que fluya más gas. Por el contrario, cuando la presión sube por encima de un punto de ajuste, el regulador se cerrará para ajustar. Como medida de seguridad adicional, se instalan válvulas de alivio en las tuberías para ventilar el gas a la atmósfera cuando sea necesario.
Se utilizan programas informáticos sofisticados para evaluar la capacidad de entrega de la red y para garantizar que todos los clientes reciban suministros adecuados de gas al nivel de presión mínimo requerido por sus aparatos de gas o por encima de este.
Las redes de distribución están interconectadas en múltiples patrones de red con válvulas de cierre ubicadas estratégicamente. Estas válvulas minimizan la necesidad de interrupción del servicio al cliente durante las operaciones de mantenimiento y emergencias.
Traslado de gas natural a la casa
El gas natural va desde la tubería principal a una casa o negocio en lo que se llama una línea de servicio. Típicamente, la empresa de gas natural es responsable de mantener y operar las tuberías e instalaciones de gas hasta el medidor de gas residencial. Todos los equipos y las líneas de suministro de gas aguas abajo del medidor residencial son responsabilidad del cliente.
Cuando el gas llega al medidor de un cliente, pasa a través de otro regulador de presión para reducir su presión a menos de ¼ de libra, si es necesario. Algunas líneas de servicios transportan gas que ya está a muy baja presión. Esta es la presión normal para el gas natural dentro de un sistema de tuberías doméstico, y es menor que la presión creada por un niño que sopla burbujas a través de una pajita en un vaso de leche. Cuando se enciende un horno o estufa de gas, la presión del gas es ligeramente mayor que la presión del aire, por lo que el gas fluye fuera del quemador y se enciende en su familiar llama azul limpia.
