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1 Cpyright Assciaçã Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas ABCM

2 11. OPERAÇÃO DE SISTEMAS DE DUTOS Pedr Rncada Brges 1 As atividades de peraçã de um sistema de duts sã de extrema imprtância para que sejam atingids s resultads ecnômics esperads para empreendiment de sua cnstruçã, para a manutençã da qualidade ds prduts mvimentads, para a garantia da segurança das instalações e das pessas, envlvidas u nã cm a sua peraçã, e para a preservaçã d mei ambiente da regiã atravessada pel dut. O gerenciament das atividades de peraçã de sistema de duts tem que cnsiderar estes bjetivs e também fatr human, altamente relevante, pis resultad final alcançad depende d desempenh das pessas que as executam. Neste capítul, sã descrits inicialmente s cnceits gerais de prgramaçã e execuçã das perações, sua funçã básica e rganizaçã, bem cm perfil das pessas para atuar em cada atividade. Estas etapas sã detalhadas para sistemas de duts de transprte de líquids, cm ênfase em sistemas cmplexs de duts que transprtam mais de um prdut, genericamente designads cm pliduts, e para sistemas de duts de transprte de gases, cm ênfase n gás natural. Nessa descriçã, sã cnsideradas perações executadas fisicamente n camp e acmpanhament manual das perações pr peradres especializads. Muitas das funções básicas, perações e acmpanhaments descrits sã hje executads autmaticamente, u em temp real, em duts perads através de sistema supervisóri de cntrle e aquisiçã de dads (SCADA). A seguir, sã mencinadas situações que pdem retirar dut de serviç pr temp cnsiderável pr blquei da sua peraçã: passagem de raspadres, crrência d efeit tub em U, frmaçã de blsões de ar u de depósits de água n seu interir. Sã mstradas, também, as exigências mínimas para cndicinament e a desativaçã de duts e abrdadas as perdas n transprte e armazenament, além d gerenciament d fatr human, cm ênfase na reduçã de errs PROGRAMAÇÃO DAS OPERAÇÕES Para a prgramaçã das perações de sistemas de duts, devem ser respndidas as seguintes questões lgísticas básicas: O que...? - caracterizaçã ds prduts a serem transprtads, de suas prpriedades e de eventuais incmpatibilidades entre eles; Quant...? definiçã das quantidades de cada prdut a ser transprtad; De quem...? - definiçã ds prprietáris ds prduts e ds cntrats de transprte que serã atendids; De nde...? - definiçã da rigem de cada prdut, caracterizand a instalaçã de prduçã e s tanques que serã mvimentads; Para nde...? - definiçã d destin de cada prdut, caracterizand a instalaçã de recebiment e s tanques que serã mvimentads; Pr nde...? - definiçã ds duts e equipaments que serã utilizads para a mvimentaçã de cada prdut; e Quand...? - definiçã para cada prdut da data e hra d iníci da expediçã, d períd de temp de sua mvimentaçã, da data e hra d final de recebiment e da data e hra de cada mudança de tanque de expediçã u recebiment. Em sistemas simples, a prgramaçã pde ser executada de frma descentralizada, cm uma equipe mínima n escritóri central e cm equipes nas áreas peracinais principais para a prgramaçã de cada área. Suas principais vantagens sã menr cust de cmunicações e cntat mais estreit entre as equipes de prgramaçã e peraçã. Sua principal desvantagem é mair númer de pessas necessárias para td sistema, pis existirá duplicidade de funções nas equipes das áreas principais. 1 Eng. Metalurgista - Cnsultr em Transprte de Petróle, Derivads e Gás Natural, prncada@ul.cm.br 1

3 Entretant, em sistemas cmplexs, a prgramaçã é nrmalmente centralizada, cm uma equipe respnsável pr tda a prgramaçã d sistema, que recebe tdas as slicitações de prduts e emite tdas as rdens de mvimentaçã. Suas maires vantagens sã a pssibilidade de se ter n escritóri central tdas as infrmações d sistema, menr númer de pessas na prgramaçã d sistema e a facilidade de crdenaçã e cperaçã entre elas devid à prximidade. Sua principal desvantagem á a sua grande dependência de um bm sistema de cmunicações cm s váris pnts de peraçã, cm seu cust assciad, para que as rdens de mvimentaçã sejam cumpridas n mment exat. As principais características de um bm prfissinal para trabalhar na atividade de prgramaçã sã: Cnheciment físic e hidráulic d sistema e de suas limitações peracinais; Cnheciment de alternativas para atendiment de situações anrmais u de emergência; Cnheciment d mercad a ser atendid: Flutuações nrmais de demanda; Flutuações saznais de demanda; Tendências de cresciment u reduçã da demanda; Exigências ds cntrats de transprte; Cnheciment das especificações ds prduts mvimentads e das incmpatibilidades entre eles; Capacidade de avaliar rapidamente nvas situações prvcadas pr alterações nas cndições de cntrn, principalmente em situações de emergência; Cnheciment ds custs envlvids na peraçã d sistema e d valr ecnômic ds prduts mvimentads; Dinamism e segurança; Facilidade de cmunicaçã; Ética prfissinal; Ter a cnfiança das pessas envlvidas ns diverss órgãs afetads pela peraçã; Evidentemente, tais características só sã cnseguidas através da experiência, da vivência, da dedicaçã e de um demrad prcess de treinament EXECUÇÃO DA OPERAÇÃO Da mesma frma que a prgramaçã, a execuçã das perações pde ser centralizada u descentralizada. A peraçã centralizada, geralmente, é adtada em sistemas cm grande autmaçã, enquant a descentralizada é empregada em instalações cm puca u nenhuma autmaçã. Sã válids s cmentáris sbre sistema de cmunicações e pessal feits para a rganizaçã da prgramaçã. Ns sistemas em que, pela sua cmplexidade, é necessári um sistema supervisóri de cntrle e aquisiçã de dads (SCADA) é imprtante cnsiderar s seguintes aspects: Cnfiabilidade e elevada dispnibilidade d sistema através de técnicas de redundância de recurss cm a dualizaçã ds servidres e ds circuits de cmunicaçã de dads e vz d sistema, cm empreg da estratégia ht stand-by ; Cnfiabilidade e elevada dispnibilidade quantitativa e qualitativa d sistema de alimentaçã elétrica; Empreg de estações de peraçã reservas ( Back-Up ) cm esquema de cmunicaçã preparad para suprte da mesma em cas de perda parcial u ttal da estaçã principal (pr exempl, em cas de incêndi): Sistema idêntic em utra lcalizaçã, que pde ser usad para treinament sem afetar a rtina das perações; Painéis adicinais em pnts peracinais que assumem a peraçã lcal; Priridade de manutençã d sistema, em algumas rganizações subrdinada diretamente a órgã de peraçã; Us de instrumentaçã cnfiável e de qualidade; Desenvlver ns peradres a cnfiança na instrumentaçã d sistema, evitand perda de temp em situações de emergência para cnfirmar n camp se instrument está crret, que é essencial para a implantaçã da filsfia de segurança peracinal d tip: NA DÚVIDA, PARE A OPERAÇÃO ; Ajuste crret da sensibilidade d sistema de detecçã de vazaments, pis excess de alarmes sem cnfirmaçã de vazament real, insensibiliza s peradres a atuar quand um nv alarme crrer; 2

4 Em sistemas cm váris subsistemas, um peradr só deve perar s subsistemas para s quais fi treinad e certificad; Cas sistema supervisóri, nrmalmente lcalizad n escritóri central, seja usad cm element de marketing, s visitantes devem bservar as perações em sala especial, separada da sala de cntrle pr painel de vidr, para nã perturbar a cncentraçã ds peradres. Em sistemas cmplexs, muitas vezes, existem mais de um órgã de uma mesma empresa u mesm órgãs de várias empresas envlvids na sua peraçã. Nesses cass, é imprtante que cada interface peracinal entre esses órgãs seja devidamente frmalizada em prcediments mútus de peraçã que definam s prcediments integrads para a execuçã das perações e em prtcls de respnsabilidade que definam as respnsabilidades peracinais de cada órgã envlvid. As principais funções d órgã que executa as perações sã: a) Quant as resultads: Cumprir as mvimentações de insums, prduts intermediáris u finais, ns prazs, nas quantidades e na qualidade estipulads pela prgramaçã; Manter s prduts transprtads dentr de suas especificações, amstrand crretamente s prduts e armazenand de frma adequada as amstras-testemunh, devidamente etiquetadas, pel períd necessári. Cntrlar a mistura em linha de prduts básics para atender diferentes especificações; Cntrlar as quantidades de prduts existentes ns duts, ns tanques de armazenament e linhas internas, cm acmpanhament das diferenças entre expedid e recebid em base mensal e anual, visand apurar eventuais perdas de prdut; Medir as mvimentações internas e as entregas u recebiment de prduts de terceirs, utilizand equipament crret e cuidand pela atualizaçã das tabelas de arqueament de tanques e calibraçã ds medidres em linha. Testemunhar a aferiçã u calibraçã ds instruments de mediçã de terceirs quand frem usads na mediçã de faturament ds prduts frnecids u recebids; Minimizar a perda de prduts, agind prntamente quand da abertura de dispsitivs de prteçã cntra pressã excessiva u da detecçã de vazaments em linhas e tanques. Cuidar para perfeit ajuste e funcinament das válvulas de pressã e vácu ds tanques de armazenament. Operar adequadamente s sistemas de recuperaçã de gases de tanques de armazenament e de recuperaçã de prdut da água drenada de tanques, de tubvias e de canaletas; Minimizar a cntaminaçã entre s prduts, verificand a passagem de prduts em válvulas de blquei na cnexã de linhas cm prduts de diferentes especificações e executand crretamente as perações de crte e sangria em duts que transprtam mais de um prdut; Cntrlar cust peracinal d sistema e cnsum de energia e de cmbustíveis: Atender a regime hr-saznal de demanda de energia elétrica; Analisar as cntas de frneciment extern de energia elétrica, vapr, água e de serviç de esgts; Acmpanhar a eficiência d dut (aument d fatr de fricçã pr incrustações u depósits de brras, depósits de água u blsões de ar) visand determinar a necessidade de sua limpeza interna para reduçã d cnsum de energia; Acmpanhar a perda de pressã em filtrs de linha visand determinar necessidade de sua limpeza interna para reduçã d cnsum de energia; Acmpanhar a perda de temperatura de duts aquecids visand determinar eventual deteriraçã d islament térmic; Evitar perdas de pressã excessivas em válvulas de cntrle de flux; Cntrlar us e a eficácia de prduts redutres de atrit, de alt cust, utilizads para aument da capacidade de transprte d sistema;; Cuidar para que as instalações e equipaments sejam mantids em perfeitas cndições de peraçã, cntrland temp de utilizaçã ds equipaments principais (bmbas e cmpressres); Obedecer as limites cntratuais de pressã, temperatura e vazã na entrega as clientes; 3

5 b) Quant à segurança peracinal: Manter sistema dentr de seus limites peracinais de pressã, temperatura e vazã; Manter registr das perações executadas, cnservand adequadamente as cartas de registr das variáveis de prcess; Executar balançs de vlumes e/u massa entre enviad e recebid visand acmpanhar a mvimentaçã de diferentes prduts a lng ds duts e detectar diferenças indicativas de vazament d prdut transprtad; Zelar pel crret valr de ajuste de equipaments de prteçã cntra pressã excessiva (alarmes e válvulas de segurança), de alarmes de nível alt u baix, de alarmes de flux em linhas de descarga de válvulas de segurança e de alarmes de temperatura alta u baixa; Prmver deslcament de óles de alt pnt de cngelament em duts aquecids em cass de paradas prlngadas, prgramadas u em situações de emergência, pr prdut que permita reiníci da peraçã d dut, pis cngelament d óle pde implicar perda d dut u alts custs para reinici de sua peraçã; Acmpanhar as cndições de duts hibernads sb sua jurisdiçã verificand a pressã de inertizaçã e drenand água prventura acumulada em seu interir; Acmpanhar a injeçã de prduts inibidres de crrsã quand utilizads; Planejar e executar as perações de passagem de raspadres n interir d dut; Operar adutras de supriment de água para a instalaçã e cuidar d crret tratament de água ptável e de resfriament de equipaments; Operar caldeiras, para geraçã de vapr para aqueciment, u frns de frma segura; Trcar infrmações peracinais cm utrs órgãs da cmpanhia u de diferentes cmpanhias envlvids na peraçã: Atender a definid ns prcediments mútus de peraçã e prtcls de respnsabilidade; Dar sempre a infrmaçã mais crreta e fidedigna pssível; Manter cmprtament prfissinal e étic nesse relacinament; Frmalizar adequadamente as infrmações para as cncessinárias e atender prntamente suas slicitações de segurança, quand envlverem serviçs em linhas de transmissã u subestações elétricas de alta tensã da instalaçã, principalmente ns serviçs cm linhas u equipaments energizads; Treinar adequadamente s peradres nas atividades nrmais da peraçã e principalmente naquelas relacinadas a emergências na instalaçã. Tds s peradres devem ser treinads n acess, dispr de mapas atualizads e cnhecer a lcaçã das válvulas de blquei a lng ds duts para atuaçã em cas de emergências, pis pessal de manutençã das pistas ds duts nem sempre estará dispnível; Operar s painéis de manbra das subestações elétricas de alta tensã e das estações de distribuiçã de energia elétrica em média e baixa tensã da instalaçã; Acinar Plan de Emergência da instalaçã quand necessári; Dar cndições para que s equipaments, energizads u que cntenham vapres explsivs u tóxics, pssam ser submetids à manutençã de frma segura, cm api d órgã de segurança industrial. Emitir a respectiva Permissã de Trabalh e acmpanhar s serviçs. Atençã deve ser dada as serviçs que serã realizads à nite, fins de semana u feriads quand cntingente da instalaçã é mais reduzid. Especial atençã deve ser dada as serviçs que envlvam crte a quente u slda elétrica de tubulações. Essas perações prduzem fagulhas que pdem prvcar uma explsã u incêndi em caixas subterrâneas e canaletas, que cntenham vapres explsivs u resídus inflamáveis, situadas próximas a lcal d serviç e, muitas vezes, esquecidas na análise de perig d serviç que se cncentra apenas na tubulaçã u n equipament. As principais características de um gerente de perações de um sistema de duts sã: Cnheciment físic e hidráulic d sistema; Cnheciment das especificações ds prduts mvimentads e das incmpatibilidades entre eles; Cnheciment d valr ecnômic ds prduts mvimentads e das cndições cmerciais ds cntrats de transprte; Experiência em peraçã de equipaments; Experiência em mediçã; 4

6 Capacidade de inspirar, treinar e cnduzir pessas; Capacidade de liderar equipes; Capacidade de atuar e liderar em situações anrmais e de emergência; Cnheciment d valr da peraçã para s resultads d empreendiment; Vltad para resultads; Organizaçã; Autcnfiança e desenvltura; Capacidade de analisar risc e perig, ntadamente de nvas perações; Capacidade de redaçã de manuais e prcediments; Clareza e facilidade de cmunicaçã; Cmprtament étic e prfissinal. As principais características de um peradr de duts sã: Cnheciment básic e/u prátic em: Hidráulica e fenômens que crrem em transferências dutviárias; Especificações ds prduts; Mediçã Operaçã de equipaments em geral; Análise de perig de perações; Leitura de desenhs e fluxgramas; Matemática; Redaçã de relatóris; Infrmática; Adaptaçã às cndições de estresse d trabalh em regime de turn; Capacidade de agir em situações anrmais u de emergência; Capacidade de trabalhar só u em equipe; Facilidade em aprender e dispsiçã para treinar; Capacidade de descriçã de events; Sens de limpeza e rganizaçã; Dispsiçã e frça física; Cmprtament séri. Além destas, s peradres ds Centrs de Cntrle em duts cntrlads pr SCADA devem ter: Capacidade de trabalhar cm tecnlgia sfisticada; Ba frmaçã técnica e de infrmática; Capacidade de pensament analític/crític e abstrat; Capacidade de resluçã de prblemas; Bm julgament e capacidade de tmar decisões; Ba cmunicaçã e capacidade de redaçã; Facilidade de relacinament interpessal; Cnheciment das necessidades ds clientes e das cndições cntratuais que devem ser atendidas; Perfil psiclógic adequad para trabalh de alta respnsabilidade e sujeit à tensã, em ambiente cnfinad SISTEMAS DE DUTOS DE LÍQUIDOS Pliduts Os duts que transprtam mais de um prdut sã genericamente designads cm pliduts. Nesses, para que sejam preservadas as especificações de cada prdut, as mvimentações sã realizadas de frma seqüencial, em bateladas ( batches ) segregadas, ist é, smente um prdut está send entregue, mesm que existam váris prduts transitand n interir d dut. As bateladas máximas sã decrrentes da capacidade de armazenament d prdut nas instalações de prduçã e recebiment. Dessa maneira, entre a entrada d prdut n dut até sua chegada n pnt de destin, existe um laps de temp que é funçã das dimensões físicas d dut e da vazã de transferência. Após iniciada, uma peraçã de transferência de um prdut deve ser executada integralmente para que se pssa iniciar a transferência de utr prdut. Na regiã de cntat físic entre duas bateladas de prduts diferentes existe uma zna de cntaminaçã, denminada interface, nde as características d fluid sã intermediárias entre as características ds prduts adjacentes. Esta cntaminaçã, que é resultad d excess de um prdut n utr, crre durante td temp em que s prduts estejam em cntat e pde prvcar uma degradaçã de qualidade u valr. Observase que cmpriment da interface é crescente cm a distância percrrida n dut, prém a taxa de cresciment é mair n iníci da transferência e diminui gradualmente cm a distância percrrida. 5

7 Os princípis básics para a definiçã da seqüência de prduts a serem transferids sã: a) Os prduts adjacentes devem ter densidades as mais próximas pssíveis, pis diferenças acentuadas de densidade prvcam apareciment de frças gravitacinais desbalanceadas que tendem a aumentar a cntaminaçã, principalmente em duts de perfil muit acidentad, que apresentem trechs cm grandes inclinações em relaçã à hrizntal, pel efeit de laminaçã. Quand trech fr em subida e prdut mais dens fr deslcad u quand trech fr em descida e prdut mais dens fr deslcadr crre sua penetraçã n prdut mens dens; b) Os prduts adjacentes devem ter viscsidades as mais próximas pssíveis, pis diferenças acentuadas de viscsidade prvcam um grande increment n mecanism de transferência de mment, acarretand perda de simetria da distribuiçã de cncentrações a lng da interface e seu aument; c) Os prduts adjacentes devem ser s mais cmpatíveis entre si, ist é, aqueles que permitam as maires cntaminações mútuas. Visand reduzir a máxim a degradaçã de prduts prcura-se transferi-ls em bateladas que tenham um vlume suficiente para absrver parte u tda a interface, ficand ainda s prduts dentr das suas especificações. A vazã de transferência deve ser a mair pssível, pis a taxa de cresciment da interface é menr n regime de flux turbulent. Nã se deve nunca perar n regime de flux laminar u de transiçã (Númer de Reynlds<4000). Quand estes princípis nã puderem ser atendids, u vlume da batelada fr pequen, usa-se um sel de um prdut de características intermediárias entre eles. O vlume d sel deve ser tal que permita a sua detecçã e sua adiçã, ttal u parcial, as prduts transferids sem cmprmeter suas especificações. Em cass extrems, usa-se a separaçã física entre s prduts transprtads usand-se esferas u raspadres de separaçã especiais entre eles, cm cnseqüente cust adicinal e cmplexidade peracinal e lgística envlvida. Prcura-se estabelecer um cicl de mvimentaçã de md a se transferir s prduts dentr de uma determinada seqüência de bateladas, que se repete após um determinad períd de temp, visand facilitar a execuçã e acmpanhament sistemátic das perações e simplificar a prgramaçã. Dependend das quantidades a mvimentar, d tamanh das bateladas, ds prduts a mvimentar e da cmpatibilidade entre eles, um prdut pde aparecer mais de uma vez n cicl de mvimentaçã. Os principais fatres que influenciam cicl de mvimentaçã sã: Prduts mvimentads: Númer de prduts e vlumes a mvimentar; Cntaminações admissíveis entre prduts adjacentes, que determinam as bateladas mínimas a transprtar; Necessidade de lavagem d dut, u seja, aument da batelada d prdut deslcadr para diminuir s vestígis de um prdut anterir, antes da transferência de determinads prduts de especificaçã muit rigrsa; Densidades e viscsidades ds prduts que definem a seqüência de mvimentaçã e eventual us de sels; Alterações nas especificações de prduts u reduçã de eventuais flgas de especificaçã ns prduts transprtads; Intrduçã de nvs prduts; Capacidades de armazenament: Instalações de prduçã; Instalações de recebiment; Eventuais reduções de capacidade pr acidentes cm tanques u paradas prgramadas para limpeza interna e manutençã; Características d dut: Vlume d dut; Inversã d sentid de flux; Vazã e temp de transferência ns dis sentids de flux; Paralisações de transferência para manutençã crretiva u preventiva u atendiment da demanda hr-saznal cntratada; Deficiências de prjet que aumentam a interface: Existência de lps de diâmetrs diferentes em trechs d dut; 6

8 Falta de dupl blquei na cnexã de linhas de prduts diferentes e us de válvulas cm deficiências de vedaçã; Existência de trechs mrts entre a linha principal e as válvulas de blquei das derivações, principalmente quand estes trechs frem lngs e diâmetr das derivações fr grande. Prblema muit cmum causad pr pians de válvulas utilizads para simplificaçã d prjet de parque de tanques; Us de válvulas manuais ns pnts de crte de prduts, principalmente quand a trca de prduts é feita sem a paralisaçã da transferência; Passagem da interface através de filtrs, que favrece a laminaçã e aument da interface; Fatres peracinais: Descumpriment de um item; Cntaminaçã de grandes vlumes de prdut, cm a cnseqüente reduçã de espaç para frmaçã u recebiment das bateladas; Atrass mtivads pr falhas de energia elétrica u falta de espaç; Emergências; Variações n cnsum: Flutuações nrmais Saznalidade de demanda; Flutuações anrmais: Auments de preç; Crises ecnômicas; Greves; Estads de emergência pr inundações, secas, etc. Diferentes tendências de cresciment u reduçã da demanda para s diverss prduts mvimentads; Variações na prduçã: Elenc de insums dispníveis, cm diferentes rendiments em prduts finais; Plítica de estques de segurança; Paradas ttais u parciais das instalações de prduçã, prgramadas u de emergência; Estratégia de prduçã visand à maximizaçã de determinads prduts em detriment da prduçã de utrs; Fatres externs a área de influência d dut: Necessidade de aument da prduçã e das transferências para atendiment de utras regiões; Necessidade de aument da prduçã e das transferências para atendiment às exprtações; Cust peracinal: Custs de energia: Demanda máxima cntratada; Limitações hr-saznais da demanda Cnservaçã de energia para reduçã de custs; Reduçã de custs de pessal de peraçã: Simplificaçã de perações; Reduçã d númer de trcas de prduts. Para a determinaçã d cicl de mvimentaçã segue-se seguinte prcediment: Definiçã da seqüência ótima de transferência em funçã da cmpatibilidade entre prduts; Avaliaçã ds vlumes de interface gerads; Avaliaçã das bateladas mínimas de cada prdut em funçã das cntaminações permissíveis pela flga de especificações e ds vlumes esperads de interface; Avaliaçã das bateladas máximas de cada prdut em funçã da capacidade de armazenament das instalações de prduçã e armazenament. A prduçã u a retirada de prdut durante temp da transferência nã sã cnsideradas para efeits de aumentar a batelada máxima, ficand cm flga para eventualidades; Determinaçã da faixa de variaçã d períd d cicl de mvimentaçã para cada prdut em funçã das bateladas mínimas e máximas, d cnsum de cada prdut e da freqüência d prdut n cicl de mvimentaçã; Determinaçã da faixa de variaçã d períd d cicl de prgramaçã, cnsiderand cm limite inferir máxim ds períds mínims para cada prdut e cm limite superir mínim ds períds máxims. Adçã de um valr nesta faixa; 7

9 Determinaçã d vlume das bateladas; Cálcul da utilizaçã d dut, levand em cnta as inversões de flux, cas existam, determinand a flga d dut, ist é, temp de parada de transferência. Ajuste, cas exista inversã d sentid de flux, d vlume das bateladas d prdut deslcadr; Ajuste d vlume das bateladas ds prduts que aparecem mais de uma vez n cicl de mvimentaçã para garantir cnsum n interval de recebiment das bateladas, levand em cnta as inversões d sentid de flux, cas existam, e temp de paralisaçã da transferência, garantind que estejam entre as bateladas mínima e máxima d prdut. Nrmalmente, a inversã d sentid de flux é realizada cnjugada à transferência d prdut que tem a mair mvimentaçã, pis geralmente este tem a mair capacidade de armazenament dispnível. Nas paradas prgramadas de transferência deve-se evitar mais de um prdut n interir d dut Prgramaçã Esta etapa pde ser executada de frma descentralizada em sistemas simples, cm pr exempl, um dut singel mvimentand apenas um prdut, ligand apenas duas instalações, uma de prduçã e uma de recebiment. Cada pnta executa a prgramaçã e planeja suas perações, cm mínima crdenaçã entre elas. Entretant, em sistemas cmplexs, cm diversas instalações de prduçã e de recebiment, interligadas pr diverss duts que mvimentam um u mais insum, um u mais prduts intermediáris, para prcessament em utra instalaçã de prduçã, u um u mais prduts finais e cm cnexões cm utrs mdais de transprte (aquaviári, ferrviári, rdviári), nrmalmente, esta prgramaçã é feita de frma centralizada, pr pessal experiente e especializad, reunid em equipes multidisciplinares. Há necessidade de intensa crdenaçã e de um flux de infrmações bem definid. Este deve ser mens burcratizad pssível visand agilizar as decisões, prém suficiente para permitir que s fats e infrmações imprtantes sejam registrads pr escrit, para permitir acmpanhament das perações e a avaliaçã d seu desempenh. Geralmente sã utilizads mdels de timizaçã, usand prgramaçã linear, cuja funçã bjetiv é melhr resultad ecnômic glbal d sistema e nã melhr resultad para uma instalaçã em particular. O cicl de prgramaçã inicia-se cm a validaçã das premissas d mdel de simulaçã para a próxima prgramaçã e termina cm a análise ds errs e acerts das previsões para a última prgramaçã efetuada. Essa validaçã e análise sã realizadas, nrmalmente, em reuniões cm a participaçã de representantes de tds s órgãs envlvids. Nrmalmente, sã entradas d mdel de timizaçã: Previsões de mercad a ser atendid para cada prdut final em cada pnt de saída d sistema, cm base em infrmações ds clientes u em estatísticas; Previsões de recebiment de insums em cada pnt de entrada d sistema cm base nas infrmações ds frnecedres; Previsões de valr ecnômic ds insums e prduts finais; Capacidade máxima de prduçã de cada instalaçã de prduçã; Rendiments em prduts finais de cada instalaçã de prduçã para cada insum dispnível; Limitações peracinais temprárias, decrrentes de manutençã crretiva, de instalações de prduçã, ds duts e seus equipaments; Plan de parada para manutençã preventiva de instalações de prduçã, de duts e de tanques; Estques de insums e prduts intermediáris e finais; Espaç em tanques de insums e prduts intermediáris e finais; Eventuais restrições nas cnexões cm utrs mdais de transprte; Penalidades ecnômicas cntratuais pr nã atendiment d mercad cntratad. As saídas d mdel de timizaçã dependem d grau de detalhament d sistema simulad e devem ser analisadas para verificaçã de sua cerência. Geralmente, infrmam, n mínim, a alcaçã ds insums dispníveis para cada instalaçã de prduçã, a prduçã de cada prdut final em cada instalaçã de prduçã e as mvimentações entre cada pnt de prduçã u recebiment. 8

10 Estas infrmações sã transfrmadas na prgramaçã geral d sistema pelas equipes multidisciplinares especializadas e cada instalaçã de prduçã e recebiment executa a prgramaçã e planejament de suas atividades lcais. Nrmalmente a prgramaçã, tem visã de praz mais lng (anual, semestral u trimestral), send primeir mês mais firme e cm mair incerteza para s utrs meses, visã de praz médi (mensal), send a primeira semana mais firme e visã de curt praz (semanal), send primeir dia mais firme. A visã de lng praz bjetiva detectar, cm certa antecipaçã, s pnts de estrangulament d sistema que impssibilitariam atendiment a mercad, permitind a tmada de decisã pr açã preventiva antes da crrência d prblema. Nessa prgramaçã, sã de suma imprtância a experiência e a vivência das pessas envlvidas, para que s pssíveis prblemas sejam detectads. Nrmalmente, é feita smente em quantidades de prduts a mvimentar e pnts de rigem e destin. A visã de médi praz já detalha s cicls de mvimentaçã, cm acima descrit, n cas de duts que mvimentam mais de um prdut. É a base para pessal de peraçã de cada instalaçã de prduçã e recebiment executar a prgramaçã de suas atividades lcais. Diariamente, é feit acmpanhament ds estques de cada instalaçã de prduçã e recebiment, estabelecend-se s níveis de prduçã e cnsums ds insums e prduts finais d sistema. Esse acmpanhament, aliad a acmpanhament diári da execuçã das rdens de mvimentaçã, é imprtante para a tmada de decisã de alteraçã da prgramaçã n curt praz. Em situações de emergência, é imprtante a participaçã d pessal mais experiente da prgramaçã, desde iníci da emergência até seu fim, principalmente pela nçã de cnjunt d sistema que estas pessas pssuem, para que bas decisões de cm enfrentar a emergência pssam ser tmadas n menr períd de temp pssível, bem cm para analisar as cnseqüências da emergência n abasteciment d mercad e as alternativas para minimizá-las. Nessas situações flux de infrmações deve ser ampliad e estas devem ser as mais cmpletas e fidedignas pssíveis para permitir a perfeita avaliaçã da situaçã pels respnsáveis pela prgramaçã Execuçã das Operações A ba execuçã das perações ds duts é pnt nevrálgic de qualquer sistema cmplex. A peraçã deficiente de um sistema deste tip, mesm que haja uma excelente prgramaçã, pde gerar enrmes prejuízs pr perda u degradaçã de prduts pr cntaminaçã, pel nã cumpriment de quantidades e prazs prgramads u pr acidentes que afetem a segurança peracinal Recmendações Gerais A seguir, sã apresentadas recmendações gerais para a ba execuçã das perações de um plidut, situaçã peracinal de mair cmplexidade e que pdem ser facilmente adaptadas à peraçã de duts que mvimentem apenas um prdut: Manter rigrs cntrle e registr sbre rastreament das bateladas de prduts send transferids. Esse cntrle deve ser feit em base hrária pr mediçã cnfiável ds vlumes de prduts expedids e recebids. Deve-se também atualizar, sempre, cálcul d mment de chegada ns pnts de crte da interface entre as bateladas; Manter rigrs cntrle e registr d nível de pressões n dut. Este nível deve ser adequad as prduts que estã send transferids de md a se garantir que nã sejam ultrapassadas as pressões máximas de trabalh ds diverss trechs d dut. O prdut deve ser mantid em pressões acima da sua pressã de vapr, de md a nã permitir a frmaçã de blsões de vapr n dut, cm a cnseqüente quebra da cluna de líquid e escament em meia cana. Nesse cas, cm prduts de baixa pressã de vapr, pde até haver a penetraçã de ar, em gaxetas de hastes de válvulas, n interir d dut, pis este fica cm uma pressã manmétrica negativa. Nrmalmente, esse cntrle é feit pela clcaçã u retirada de peraçã de bmbas, mdificaçã da rtaçã das bmbas, quand sistema permitir, e/u pr atuaçã em válvulas cntrladras. Neste últim cas, deve-se cuidar para nã aumentar a cntrapressã além d necessári, pis pde implicar diminuiçã excessiva da vazã e elevaçã d nível de pressões para valres indesejads cm gasts de energia mais elevads; Manter a máxima vazã pssível dentr ds limites peracinais d sistema para s prduts send mvimentads, principalmente se huver interfaces n dut; 9

11 Evitar a máxim as paralisações de bmbeament, principalmente quand existirem diverss prduts n dut; Manter rigrs cntrle e acmpanhament ds prduts existentes ns diverss trechs de linhas internas de recebiment, principalmente das que pdem transferir mais de um prdut; Manter rigrs cntrle e registr ds níveis ds tanques que estã recebend prduts a fim de evitar a crrência de derrame pr enchiment excessiv, bem cm para atualizar cálcul d instante de mudança de tanque recebedr (cambagem); Nas instalações autmatizadas, manter rigrs cntrle ds pnts de ajuste ( set-pints ) ds instruments detectres da prpriedade base de crte, atualizand-s para s valres d próxim prdut a receber; Evitar, quand pssível, ns alinhaments interns, s trechs mrts de ramais de utrs prduts, deslcand estes trechs cm prdut que está send recebid; Manter atualizads s manuais de peraçã e s desenhs básics das instalações; Dispr de um plan detalhad para atendiment a emergências que deverá ser peridicamente revisad e atualizad (em cnjunt cm órgã de segurança), u quand huver mdificações n sistema, testand- regularmente; Manter abertas as válvulas de blquei ds equipaments de prteçã cntra sbre-pressã (válvulas de segurança), bem cm adequar alinhament da sua descarga de acrd cm prdut que está send recebid; Inspecinar frequentemente s equipaments e instalações. Na crrência de qualquer anrmalidade que pssa afetar seu desempenh, prvidenciar repar imediat. Deve ser dada especial atençã às válvulas de blquei que mantenham separads prduts diferentes e às válvulas d pnt de crte. As válvulas de blquei a lng d dut devem ser testadas e peradas, cm fechament ttal u parcial, pel mens uma vez pr an; Manter dut cm menr nível de incrustaçã interna pssível pela passagem de raspadres ( pigs ) sempre que a análise d nível de pressã n dut, assciad à vazã de peraçã, assim indicar; Realizar limpeza freqüente ds filtrs de linha que perem cm mais de um prdut, sempre que a análise da sua pressã diferencial, assciada à vazã de peraçã, assim indicar, pis excessiva sujeira favrece efeit de laminaçã; Manter estreit cntat cm órgã de prgramaçã, infrmand- cntinuamente d andament da execuçã das perações e de quaisquer anrmalidades u emergências que vierem a crrer. Ns cass em que equipaments u instalações tenham que ser retirads de peraçã, prcurar acertar cm órgã de prgramaçã a melhr épca u períd; Manter rigrs acmpanhament das demandas elétricas utilizadas, evitand perar acima da demanda cntratada, principalmente ns cass de faturament hr-saznal, clcand u retirand de peraçã as bmbas, cnfrme as necessidades u ajustand sua rtaçã se sistema permitir, evitand executar cntrle de pressã e vazã pr perda excessiva em válvulas cntrladras; Manter rigrs acmpanhament d cnsum de cmbustível de acinadres d tip mtr diesel, mtr u turbina a gás e de caldeiras u frns; Manter-se alerta, principalmente quand huver indicaçã de sistemas de detecçã de vazaments, quant a quedas repentinas da pressã de peraçã, tant na rigem cm n destin, principalmente se ist fr acmpanhad de aument da vazã na rigem e reduçã da vazã na chegada, pis pdem significar vazaments u rmpiment d dut que geram puls negativ de pressã. Este puls se deslca na velcidade d sm n cnjunt dut/mei fluid. Ntar que pde haver um interval de temp entre as variações bservadas na rigem e n destin, funçã ds temps para que a nda de pressã percrra as distâncias a mntante e jusante d pnt de vazament. Este interval de temp, se devidamente registrad, pde dar uma indicaçã da regiã de crrência d vazament. Mesm que nã existam interfaces n interir d dut manter rigrs cntrle e registr ds vlumes expedids e recebids, btids em base hrária pr mediçã cnfiável para que, pr cmparaçã, pssam ser detectads vazaments. Havend suspeita de vazament, paralisar a transferência (filsfia NA DÚVIDA, PARE A OPERAÇÃO ) e tentar encntrar pnt de crrência, pr inspeçã na pista e u pr estimativas cm base nas vazões e pressões ns extrems d dut. Fechar as válvulas de blquei d dut a mntante e a jusante d vazament. Tds s peradres devem cnhecer a lcaçã das válvulas e s seus acesss. Acinar plan de emergência. Dispr de um sistema de cmunicações cnfiável, exclusiv para us d órgã de perações e independente d sistema de cmunicações administrativ. Devem também estar dispníveis sistemas alternativs em cas de falha d sistema principal; 10

12 Manter tdas as estações infrmadas quand da realizaçã de serviçs de manutençã em equipaments u instalações que impeçam a transferência de prduts. Smente partir u desligar bmbas após receber rdem expressa d cntrle central e cnfirmar prnt a perar cm as utras estações. Verificar crret alinhament e a real abertura de válvulas antes de infrmar às utras estações que a transferência pde ser iniciada; Evitar a crrência de glpes de pressã n dut prvcads pr fechament muit rápid de válvulas de blquei u desligament inprtun de bmbas que pdem prvcar abertura ds dispsitivs de prteçã cntra alta pressã d dut, cm a cnseqüente perda u degradaçã ds prduts transferids; Realizar as perações de crte de prduts u de sangria de prduts de frma adequada; Ns duts de perfil muit acidentad, deve-se ter especial atençã quand se estiver transferind prduts cm densidades muit diferentes pela pssibilidade de crrência de laminaçã entre eles cm aument cnsiderável da cntaminaçã. Nesses cass, atentar também para a pssibilidade de crrência d efeit tub em U, n cas de paradas de transferência cm as interfaces n interir d dut; Executar as perações de mudança de prdut n pnt de rigem de maneira a evitar, u trnar mínim, períd de flux simultâne ds dis prduts, principalmente quand estas mudanças sã efetuadas sem a paralisaçã da transferência. Especial atençã deve ser dada a deslcament cm nv prdut ds trechs mrts das linhas de sucçã e descarga das bmbas que nã estiverem perand, quand arranj da estaçã de bmbas fr em paralel. A má execuçã destas perações é respnsável pr grande parte da cntaminaçã bservada n iníci d dut; Partir e parar as bmbas de acrd cm as instruções d fabricante n que tange à pressã mínima de sucçã, sistemas de lubrificaçã, retrn autmátic da descarga para a sucçã ( leak-ff ) etc.. Verificar vazaments pel sel e juntas das bmbas, hastes de válvulas, flanges, etc.. Evitar a criaçã de glpes de pressã pr abertura u fechament muit rápid de válvulas de blquei. Cm cada sistema tem as suas particularidades, além dessas recmendações gerais devem ser seguidas as recmendações específicas ds manuais de peraçã preparads pela firma prjetista d mesm Operações de Crte e Sangria de Prduts Sã as perações que se executam em pliduts quand da chegada n pnt de recebiment das interfaces cntaminadas entre as bateladas de prduts diferentes, para que estas sejam encaminhadas a diferentes tanques de armazenament (crte) u da retirada de parte da batelada de um prdut em pnt intermediári d dut, após a passagem da interface pr este pnt (sangria). Sã perações críticas, pis delas depende essencialmente a qualidade ds prduts, send a peraçã de crte mais crítica, pis deve ser executada n pequen períd de temp de passagem da interface Operações de Crte As pessas diretamente envlvidas nestas perações têm que saber exatamente que fazer e cm fazer, pis a margem de err é muit pequena. Estas perações têm que ser planejadas, u seja, as linhas internas da instalaçã de recebiment, s tanques, as válvulas de blquei e a grandeza da prpriedade base n instante de crte devem ser previamente definidas. Os materiais e equipaments necessáris para a peraçã de crte devem ser previamente definids e estcads próxim a pnt de crte, lcal nde será realizada a peraçã. Os instruments de detecçã de interfaces, se utilizads, devem ser frequentemente inspecinads, testads, aferids e calibrads pr mei de padrões. Observand-se qualquer irregularidade, prvidenciar repar u substituiçã. O pnt de crte deve ser dtad de ba iluminaçã, principalmente se crte fr basead em retirada de amstras de linha, pis estas perações crrem dia e nite. O pnt de crte deve ter cmunicaçã permanente cm a sala de cntrle. As pessas respnsáveis pela execuçã ds crtes têm que ser permanentemente infrmadas da hra prevista para a chegada da interface. Nunca um crte deve ser executad pr um únic peradr, pis em cas de acidente u mal súbit, peradr pde nã executar a peraçã que acarretará grandes prejuízs. Os peradres envlvids na peraçã de crte devem estar plenamente capacitads para realizá-la szinhs em cas de acidente u mal súbit d utr. Os peradres respnsáveis pela peraçã de crte devem estar n pnt de cntrle uma hra antes da chegada prevista da interface. Qualquer anrmalidade que impssibilite a execuçã da peraçã de crte, e que fr detectada antes da chegada da interface, deve ser prntamente cmunicada à sala de cntrle. Ajustar instrument de detecçã de interface para s prduts a crtar, se este existir. Deve ser executad alinhament entre tanque que irá receber prdut deslcadr e pnt de crte, pela abertura das válvulas 11

13 nesse percurs, cm exceçã das válvulas d dupl blquei junt a pnt de crte. Nrmalmente, uma dessas válvulas é de peraçã manual e a utra mtrizada. Fechar dren entre estas válvulas, se existir. Cm a válvula manual fechada testar funcinament da válvula mtrizada abrind-a e fechand-a pel mens uma vez. Distribuir cnvenientemente s materiais e equipaments levads para pnt de crte, bem cm s frmuláris para registr ds valres da prpriedade base para crte em funçã d temp. N mínim meia hra antes da hra prevista para a chegada da interface, iniciar a leitura ds instruments de detecçã da interface, u a amstragem da linha, espaçadas de 5 em 5 minuts, antand s valres. A serem iniciadas as leituras, mantend fechada a válvula mtrizada, abrir a de peraçã manual. Neste mment, se as cndições permitirem, reduzir a vazã de transferência pr atuaçã em válvulas de cntrle de md a se ter mair temp para a peraçã de crte. A válvula mtrizada da linha que está recebend prdut deslcad pde ser fechada parcialmente cm bjetiv de diminuir seu temp de fechament. Dez minuts antes da hra estimada de chegada da interface, interval das leituras u da retirada de amstras deve ser reduzid para um minut, antand s valres. Estand valr da prpriedade base para crte n valr estipulad, abrir a válvula mtrizada da linha de recebiment d prdut deslcadr. Após, iniciar sua abertura, fechar a válvula mtrizada da linha de recebiment d prdut deslcad. Cmpletadas essas perações, fechar a válvula de peraçã manual da linha de recebiment d prdut deslcad. Abrir dren entre dupl blquei dessa linha, se existir, reclhend prdut drenad. Cntinuar antand s valres da prpriedade base para crte, a intervals de um minut, até que esta se estabilize. N cas d crte ser efetuad pr retirada de amstras da linha, s peradres têm que ter muita prática, pis a decisã é baseada, muitas vezes, em grandezas subjetivas tais cm cr, cheir, aparência, facilidade de evapraçã, diferenças a tat e até mesm a tnalidade d ruíd, cuja avaliaçã depende essencialmente da sensibilidade d peradr. O tanque recebedr da parcela crrespndente à zna de cntaminaçã da interface deve ser mair pssível para evitar a cntaminaçã de seu cnteúd. Send s tanques recebedres de pequena capacidade, pde-se tentar enviar a zna de cntaminaçã para tds s tanques simultaneamente u cletar a zna de cntaminaçã em um tanque de mistura separad e, após, misturá-la as prduts ds tanques recebedres em cndições cntrladas. Dá-se preferência a segund métd, pis é muit difícil saber-se quais as quantidades da zna de cntaminaçã que cada tanque recebeu na primeira hipótese. Neste cas, terã que ser realizadas duas perações de crte para a mesma interface, u seja, crte da linha de recebiment d prdut deslcad para a linha de recebiment d tanque de mistura e desta para a linha de recebiment d prdut deslcadr, valend as recmendações anterires. Quand d us de sels de pequen vlume entre duas bateladas irã crrer duas (sem tanque de mistura) u quatr (cm tanque de mistura) perações de crte em um pequen interval de temp Operações de Sangria Sã válidas as mesmas recmendações feitas para a peraçã de crte n que tange a planejament da peraçã e detecçã da passagem da interface. Deve-se iniciar a sangria d prdut lg após a passagem da interface pel pnt de extraçã e a cmpleta estabilizaçã da prpriedade base. Esta deve ser realizada em vazã cmpatível cm temp de passagem da batelada pel pnt de sangria e interrmpida quand se atingir vlume previst para a retirada. Evitar vazã excessiva na sangria, pis pde causar aument da interface pela reduçã da vazã da linha principal a jusante d pnt de sangria. A central de peraçã deve ser avisada d iníci e d términ da peraçã de sangria, para que esta nã seja cnfundida cm vazaments u rmpiment d dut SISTEMAS DE GASODUTOS Em cndições nrmais de peraçã, supriment de gás para s gasduts sfre pequenas variações n temp. Pr utr lad, a demanda pde apresentar grandes variações n temp, dependend d mercad atendid. Essas variações pdem ser hrárias, diárias (principalmente em fins de semana) e saznais (variações climáticas u mair cnsum quand d beneficiament de prduts agríclas em épca de safra). Variações na situaçã geral da ecnmia pdem, também, influenciar nível de atividade industrial, prvcand alteraçã d perfil de demanda (criaçã u eliminaçã de terceir turn à nite, pr exempl). Cada mercad apresenta um perfil característic de demanda, dependend d númer de cnsumidres atendids, d tip de utilizaçã d gás (residencial, cmercial u industrial) e d regime cntínu u intermitente de cnsum (pics em hras de cziment de refeições, partida de grandes equipaments nas primeiras hras de 12

14 um dia útil, desligament de equipaments durante a nite). Ntar que nã se pde aplicar cnceit de diversidade (nã simultaneidade ds pics individuais) quand se cnta cm um pequen númer de cnsumidres. Variações imprtantes na demanda pdem ser prvcadas pr grandes cnsumidres em paradas prgramadas de plantas petrquímicas u de fertilizantes, nas quais gás é insum n prcess prdutiv e também cnsumid cm energétic, u pr peraçã intermitente de usinas termelétricas de reserva n sistema elétric nde gás é usad cm fnte de energia. Quand mercad é predminantemente industrial, sistema de transprte tem que ter capacidade de atender as variações de demanda sem que a pressã ns pnts de entrega caia a níveis abaix ds garantids ns cntrats de transprte de gás natural Prgramaçã O gás natural é cnsiderad um só prdut cm apenas uma especificaçã de pder calrífic mínim, mesm que tenha várias rigens cm cmpsiçã diferente. Nrmalmente, s sistemas de gasduts nã dispõem de sistemas de armazenament de gás, a nã ser empactament d gás ns duts pel aument d nível de pressã. Desse md, a prgramaçã de sistemas de gasduts é mais simples e nrmalmente feita em base semanal, de frma centralizada, envlvend a previsã de cnsum ds principais cnsumidres e cmpanhias de distribuiçã de gás canalizad, a ferta de gás ds póls prdutres e a verificaçã da capacidade de empactament n sistema e seu us Execuçã das Operações A seguir, sã apresentadas recmendações gerais para a peraçã de um sistema de gasduts, sem repetir as cmuns cm duts de líquids: Operar na mair pressã pssível ns pnts de recebiment e na descarga de estações de cmpressã intermediárias; Acmpanhament da pressã ns pnts de recebiment e entrega; Acmpanhar nível de empactament d gasdut em base hrária; Utilizar s períds de menr cnsum (nites, fins de semana e feriads) para aument d empactament d gasdut para atendiment ds períds de mair demanda (dias úteis); Estimar temp de sbrevivência d sistema em cass de demanda excessiva u falha de supriment, acinand plan de crtes de cnsumidres, nrmalmente preparad pel departament cmercial, para preservar atendiment d cnsum priritári, quand necessári; Cntrlar a cmpsiçã d gás recebid e entregue: Análise periódica em linha u Retirada de amstra diária (n mínim) e sua análise pr crmatgrafia gassa: Em cada crrente gassa; A jusante de pnts de mistura de crrentes gassas; A partir da cmpsiçã, calcular pder calrífic superir d gás recebid e entregue em cada pnt de entrada e saída d sistema; Mediçã ds vlumes recebids e entregues em cada pnt de entrada e saída d sistema; Leitura diária ds medidres de vlume cm cmputadr de vazã; Trca diária das cartas de registr de medidres de vazã sem cmputadr de vazã, leitura dessas cartas e cálcul d vlume diári entregue; Calcular a energia (base d faturament) recebida e entregue em cada pnt de entrada e saída d sistema; Acmpanhar a eficiência d gasdut para detectar nível de cndensaçã de líquids em duts que transprtam gás ric (alt ter de hidrcarbnets mais pesads que etan) e decidir pela passagem de esferas para sua retirada; Cntrlar nível de líquid ns cletres de cndensad ( slug-catchers ) em duts que perem em flux bifásic, principalmente quand d recebiment ds blsões de líquids deslcads pr esferas, para evitar inundar acima d permitid vas de entrada de unidades de prcessament de cndensad; Acmpanhament da calibraçã de medidres em linha e ds medidres de vlume; 13

15 Acmpanhar a frmaçã de líquid cndensad pel efeit Jule-Thmpsn em estações de reduçã de pressã, que perem cm alt diferencial de pressã, ns pnts de entrega u de alimentaçã de ramais de baixa pressã ajustand s aquecedres para evitar baixas temperaturas; Evitar alívi de gás para a atmsfera, instaland queimadres prvisóris para queima cntrlada d gás na despressurizaçã de duts; Manter a temperatura na saída de estações de cmpressã ns níveis recmendads para diminuir a perda de pressã n gasdut, clcand u retirand de peraçã s resfriadres, nrmalmente a ar, frçad pr ventiladres cm acinament elétric; Partir e parar cmpressres de acrd cm as instruções d fabricante n que tange à pressã mínima de sucçã, máxima razã de cmpressã, rtaçã mínima e máxima, sistemas de lubrificaçã, etc.. Verificar vazaments n cmpressr, bmbas de lubrificaçã, bmbas de líquid de refrigeraçã, hastes de válvulas, flanges, etc.. Cm cada sistema tem as suas particularidades, além dessas recmendações gerais devem ser seguidas as recmendações específicas ds manuais de peraçã preparads pela firma prjetista d mesm Temp de Sbrevivência e Empactament Inicialmente, para melhr cmpreensã ds cnceits que serã apresentads, seguem-se as definições de alguns terms básics utilizads: Demanda Média (DM): valr médi anual d cnsum diári d mercad atendid pel gasdut; Demanda Máxima Hrária (DMH): mair valr bservad u previst para cnsum d mercad atendid pel gasdut, n períd de uma hra; Capacidade Máxima de Transprte (CMT): vazã diária d gasdut, em regime permanente, cnsiderand-se na rigem a pressã máxima de peraçã e n destin a pressã mínima de entrega d gás. É diretamente prprcinal a diâmetr D e inversamente prprcinal a cmpriment L cnfrme a equaçã (11.1) CMT D / L (11.1) Empactament (E): quantidade de gás cntida n gasdut em uma dada cndiçã de peraçã. É funçã d perfil de pressões a lng d gasdut. É diretamente prprcinal a diâmetr D e a cmpriment L cnfrme a equaçã (11.2). 2 E D L (11.2) Fatr de Utilizaçã (FU): relaçã entre a demanda média d mercad e a capacidade máxima de transprte d gasdut. Mede a utilizaçã da capacidade instalada; FU DM / CMT (11.3) Fatr de Carga (FC): relaçã entre a demanda média e a demanda máxima hrária. Mede a flutuaçã de demanda d mercad atendid pel gasdut. É uma característica individual de cada mercad; FC DM / DMH (11.4) Temp de Sbrevivência (TS): temp para que se atinja a pressã mínima em qualquer pnt de entrega de gás, cntad a partir d mment da crrência de uma perturbaçã transiente n flux, seja pr diminuiçã d supriment u pr aument de demanda. É funçã das cndições n mment da crrência, send máxim quand a pressã na rigem fr igual à pressã máxima de peraçã d gasdut; Será analisad agra, um sistema cnstituíd pr um pól de supriment, um gasdut e um únic centr de cnsum, lcalizad n final d gasdut. O sistema nã dispõe de armazenagem de gás, cntand apenas cm a capacidade d gasdut em ceder gás armazenad pela reduçã d perfil de pressões. Admite-se que gasdut está perand em regime permanente, cm vazã igual à demanda média d mercad. N temp zer, quand empactament é EI, sistema passa a atender cntinuamente um cnsum igual à demanda máxima hrária, sem que supriment de gás seja alterad. Cm a retirada é mair que a entrada de gás n gasdut, nível de pressões sfre um abaixament a lng d temp até atingir, n temp de sbrevivência, a pressã mínima de entrega de gás n destin, quand empactament é EF. 14

16 A pressã n pnt de entrega sfre, inicialmente, queda abrupta pela variaçã brusca da demanda. A despressurizaçã d gás acumulad cmeça entã a aumentar paulatinamente a vazã, d final para iníci d gasdut, e a variaçã da pressã de entrega cm temp vai diminuind gradativamente. A figura 11.1 permite visualizar acima descrit: Pressã Pressã Máxima de Operaçã t=0 Cndiçã Inicial (EI) Demanda DM DMH Cndiçã Final (EF) t=ts Pressã Mínima de Entrega Pressã de entrega Pressã Mínima Cmpriment t=0 t=ts Temp Figura 11.1: Temp de Sbrevivência TS e Variaçã d Empactament A quantidade de gás retirada d gasdut é a diferença ds empactaments EI e EF e crrespnde à variaçã de cnsum multiplicada pel temp de sbrevivência. Cm esta cnsideraçã e cm as equações (11.3) e (11.4) pde-se deduzir que: TS EI EF ( 1/ FC 1). FU. CMT Da equaçã (11.5) pde-se inferir qualitativamente que: (11.5) a) Para fatr de carga igual a 1, u seja, demanda máxima hrária igual à demanda média, temp de sbrevivência é infinit, que é lógic, pis gasdut cntinua a perar n regime permanente; b) Para um gasdut perand na capacidade máxima de transprte, temp de sbrevivência é nul pr já se estar perand na pressã mínima de entrega e, prtant, cm empactament inicial igual a final; c) Para um mesm fatr de carga, quant mair fatr de utilizaçã menr temp de sbrevivência; d) Para um mesm fatr de utilizaçã, quant menr fatr de carga menr temp de sbrevivência; e) Quant mair empactament na cndiçã inicial, u seja, quant mair a pressã na rigem d gasdut, mair temp de sbrevivência; f) Um aument da pressã mínima de entrega, após a entrada em peraçã d gasdut, resultará num mair empactament na cndiçã final e, prtant em um menr temp de sbrevivência d que d prjet riginal; g) É pssível atender, pr determinads períds de temp, demandas maires que a capacidade máxima de transprte, quand fatr de carga fr menr que fatr de utilizaçã. Esses períds decrescem cm aument d fatr de utilizaçã. A determinaçã d temp de sbrevivência nã é tã simples cm aparenta a equaçã (11.5), pela dificuldade de se definir empactament final, pis nã se cnhecem s perfis de pressões e vazões a lng d gasdut na cndiçã final. Estes dependem das características individuais de cada gasdut (diâmetr, cmpriment, perfil gemétric e rugsidade interna) e d gás que está send transprtad (densidade e viscsidade), send necessári us de um simuladr de gasduts perand em regime transiente. Evidentemente, um sistema de transmissã estará perand de md ótim se apresentar alts fatres de carga e de utilizaçã. Na mairia ds cass, tem-se que atender mercads cm demandas que pdem sfrer grandes variações, que implica baixs fatres de carga e, cnsequentemente limitações na utilizaçã máxima d gasdut, dependend d temp de duraçã ds pics de demanda. O perfil de demanda é uma característica d mercad a ser atendid e, nrmalmente, nã se pde alterá-l. Para atender essas variações de demanda, a grande mairia ds sistemas de transmissã de gás cnta apenas cm a capacidade de empactament de gás ns duts pela variaçã d perfil de pressões. Essa capacidade só existirá na fase de peraçã se fr prevista na fase de planejament e prjet, pela limitaçã d fatr de utilizaçã n seu dimensinament. Recmenda-se valr de 0,9 para fatr máxim de utilizaçã. 15

17 Para se ter, entã, temps de sbrevivência adequads, sb pnt de vista peracinal, pde-se cncluir que: a) É cnveniente que, na cntrataçã de nvs cnsumidres para s sistemas de gasduts que só dispnham de armazenament n própri gasdut, a nva demanda média seja limitada a um adequad fatr máxim de utilizaçã da capacidade máxima de transprte d sistema; b) Deve-se sempre perar gasdut na mair pressã pssível n pnt de supriment de gás; c) Deve-se garantir a menr pressã pssível ns pnts de entrega; d) Deve-se evitar aument da pressã mínima de entrega acima d valr cnsiderad n prjet riginal, em duts já em peraçã, para permitir a entrada de nvs cnsumidres que assim slicitem. e) É desejável, sb pnt de vista peracinal, que s cntrats de transprte prevejam penalidades para baixs fatres de carga, em base diária, mensal e anual, u que fereçam incentivs, via menr preç d serviç, para s usuáris cm alts fatres de carga. Agra, serã cmparads s temps de sbrevivência (TS 1 e TS 2 ) de dis gasduts, que tenham diâmetrs (D 1 e D 2 ) e cmpriments (L 1 e L 2 ) diferentes, mas que perem cm mesm gás natural e s mesms fatres de carga e de utilizaçã, nas mesmas pressões e temperaturas médias na cndiçã inicial e nas mesmas pressões e temperaturas médias na cndiçã final. Nessas cndições, cm us das equações (11.1), (11.2) e (11.5) pde-se prvar que: 0,5 1,5 TS 2 D 1 L 2 (11.6) TS1 D2 L1 Da equaçã (11.6) pde-se inferir qualitativamente que: a) Para linhas de mesm diâmetr cm cmpriments diferentes, que perem à mesma pressã média e cm s mesms fatres de carga e de utilizaçã máxim, quant mair cmpriment mair temp de sbrevivência; b) Para linhas de mesm cmpriment cm diâmetrs diferentes, que perem à mesma pressã média e cm s mesms fatres de carga e de utilizaçã máxim, quant mair diâmetr menr temp de sbrevivência. Estas cnclusões, aparentemente, nã sã intuitivas, pis crrem maires perdas de pressã em gasduts mais lngs u de menr diâmetr e, cnsequentemente, a pressã mínima de entrega deveria ser atingida mais rapidamente. Entretant, a intuiçã é válida smente quand se trabalha cm variações abslutas de vazã, que nã é cas dessa equaçã que fi desenvlvida cm base em variações de vazã relativas à capacidade máxima de transprte, que sã diferentes para cada gasdut PASSAGEM DE RASPADORES A passagem de raspadres ( pig s ) n interir d dut para sua limpeza interna, para a retirada de blsões de ar u água u para a sua inspeçã interna, frequentemente, é necessária. Estas perações têm que ser bem planejadas e executadas, pis se raspadr ficar retid pr qualquer mtiv pde ser necessári retirar dut de peraçã para sua remçã. Deve haver um prcediment escrit que: Defina respnsável geral pela peraçã; Defina a finalidade da peraçã e s pnts de lançament e recebiment; Defina tip de raspadr adequad para a finalidade; Garanta a verificaçã de que raspadr pde se deslcar livremente pr td trech d dut entre lançament e recebiment; Garanta teste de abertura e fechament e da vedaçã das válvulas das câmaras de lançament e recebiment; Defina a necessidade e tip ds dispsitivs de rastreament da psiçã d raspadr a lng d trech a ser percrrid; Defina s pnts de cntrle da passagem d raspadr; Defina cntrle da velcidade d raspadr para que pere na faixa de velcidade recmendada pel seu fabricante, principalmente em duts de gases u n deslcament de líquid pr gás; 16

18 Defina pessal e s meis de cmunicaçã necessáris; Defina s eventuais pnts de cleta de prduts químics utilizads e seu destin; Defina destin ds resídus cletads nas câmaras de recebiment; Defina destin d prdut drenad u ventad das câmaras de lançament e recebiment; Nunca se deve tentar adicinar a raspadr artefats (cm pr exempl, um pedaç de crrente) visand causar barulhs que facilitem a detecçã da passagem d raspadr pels pnts de cntrle, pis estes pdem se sltar ficand perdids n interir d dut u impedir fechament de válvulas na manbra de recebiment d raspadr. É recmendável que uma amstra ds resídus cletads na câmara de recebiment seja enviada para análise química, pis é fnte de indicaçã ds prcesss crrsivs que pssam estar acntecend n dut EFEITO TUBO EM U Anterirmente, fi mencinad efeit de laminaçã quand se deslca um prdut pr utr cm densidade diferente. Quand um deles fr água, que crre geralmente n cndicinament d dut (após a cnstruçã, antes u após repars), é grande a pssibilidade de crrência da laminaçã, pis nrmalmente as transferências de água brigam a uma reduçã da vazã pr limitações de ptência ds acinadres das bmbas. Mesm que a laminaçã nã tenha acntecid durante deslcament inicial, pde vir a crrer quand de uma parada prlngada da transferência, muit cmum nas primeiras perações de um dut, pis prdut mais dens tende a migrar para s pnts baixs d dut e mais leve tende a migrar para s mais alts até que a pressã das clunas, de cada lad d pnt baix, se equilibrem, cnfrme mstra a figura 11.2, na situaçã de dut parad h h Dut Parad P 0 3 Dut Deslcad P h Figura 11.2: Efeit Tub em U A se reiniciar a transferência, as clunas se deslcam prvcand um diferencial de pressã ns pnts alts pela diferença de densidades, cm mstra a figura 11.2 na situaçã de dut deslcad, que deve ser vencid pela pressã frnecida pela bmba. Em trechs de perfil muit acidentad, pdem-se frmar muits tubs em U, cada um exigind uma pressã diferencial, cuja sma a bmba nã cnsegue vencer, passand a perar em shut-ff, u seja, cm vazã igual a zer, crrend blquei d dut. Pde até crrer abertura ds equipaments de prteçã cntra sbrepressã ns cass em que sua pressã de ajuste fr menr que a pressã de shutt-ff da bmba. Nessa situaçã, é necessária a drenagem d fluid mais dens ns pnts baixs, cm drens que devem ser instalads, pis nrmalmente nã existem pr questões de segurança, e dut pde ficar sem cndições de perar pr prlngad períd de temp, trazend sérias dificuldades para atendiment d mercad. Ns cass de água send deslcada pr gás u ar, u vice-versa, este efeit é muit mais prnunciad e s cuidads precisam ser redbrads BOLSÕES DE AR EM DUTOS A presença de ar em um dut pde causar prblemas peracinais, principalmente n iníci de sua peraçã, tais cm dans a bmbas, válvulas e tubs, cm também causar irregularidades em instruments de mediçã. O ar em um dut pressurizad prvém das seguintes fntes básicas: Falha da retirada d ar durante cndicinament d dut; 17

19 Da água d enchiment durante cndicinament, quand inadequadamente desaerada. A água bruta captada de ris u lags cntém cerca de 2% de ar em vlume; D própri prdut transprtad que pde ter uma quantidade de ar disslvid; Entrada em equipaments pr peraçã inadequada (bmbas perand cm baixs níveis de sucçã em tanques atmsférics), linhas internas nã adequadamente deslcadas após repar, u entrada pr engaxetament de hastes de válvulas, quand a pressã manmétrica fr negativa (escament em meia cana u transientes de pressã). O ar migra rapidamente para a geratriz superir d dut (regiã de lcaçã preferencial ds vent s ) e a lng d perfil ns trechs inclinads, cm velcidade que depende da inclinaçã d trech, se acumuland ns pnts alts d perfil. Nesses pnts, causa uma restriçã na área de escament, aumentand a perda de carga e cnsum de energia, pdend causar crrsã interna d dut u acessóris de tubulaçã. Cm temp, cm mais ar entrand n dut, estes blsões de ar tendem a crescer, pdend acntecer: Parada ttal d flux pel efeit tub em U cm aument da dimensã d blsã, se a dinâmica d sistema fr tal que ar nã pssa ser cntinuamente remvid pel aument da velcidade devid à restriçã da área de escament e carread pel flux de prdut; Deslcament súbit d blsã pel aument da velcidade devid à restriçã da área de escament, situaçã cm mair prbabilidade de acntecer. A mudança rápida de velcidade quand blsã é deslcad e depis parad em utr pnt alt, pde e frequentemente causa puls de pressã alta que pde danificar seriamente válvulas e acessóris de tubulaçã e até mesm rmpiment d dut. Em duts que transprtem prduts tóxics u inflamáveis, a única sluçã é passar raspadres, cm alta capacidade de vedaçã, cm a freqüência necessária, indicada pr crrsã de crps de prva lcalizads em pnts alts d dut u pr acmpanhament da perda de pressã assciada à vazã de peraçã. Em duts que nã transprtem prduts tóxics u inflamáveis, cm uma adutra, pr exempl, sã instaladas ns pnts alts d perfil válvulas autmáticas para a liberaçã d ar u até mesm permitir a sua entrada quand crrer vácu n dut DEPÓSITO DE ÁGUA EM DUTOS Os prduts transprtads pdem apresentar ter de água livre u emulsinada pr cntaminaçã em navis, pr falhas n cntrle de qualidade ds centrs prduçã u pr cntaminaçã ns centrs de expediçã. Durante s períds de parada, em peraçã intermitente, u mesm durante as transferências em baixas vazões esta água tende a decantar, acumuland-se a lng da geratriz inferir da tubulaçã e migrar para s pnts baixs d dut, prvcand crrsã interna e mair perda de carga, pela reduçã da área de escament. N cas de prduts líquids, temp necessári para que haja a separaçã é funçã da agitaçã prévia a que prdut esteve submetid. Para agitaçã mderada, a separaçã se dá em pucas hras. Dependend da velcidade de escament, s depósits de água n interir da linha pdem ser permanentes u nã. Altas velcidades de escament pdem arrastar a água acumulada. Existe uma velcidade crítica, acima da qual se dá arraste de água. Abaix desta velcidade, s depósits de água sã permanentes. Esta velcidade crítica para arraste de água nã está relacinada cm númer de Reynlds e sim cm diâmetr intern da tubulaçã. Quant mair diâmetr intern, mair a velcidade crítica. O simples fat de que um escament se dê n regime turbulent nã significa que s depósits de água serã arrastads. É necessári que a velcidade crítica seja superada. Uma visã, em terms qualitativs, d mecanism de arraste de um depósit de água em um dut pel prdut send transferid é a seguinte: Havend escament em velcidade suficiente frmam-se ndulações na interface prdut-água; Em velcidades maires crre a frmaçã de gtas a partir das cristas dessas ndulações, send que essas gtas ainda pdem retrnar à água acumulada devid a seu grande tamanh; Em velcidades ainda maires, frmam-se gtas de menr tamanh e quand a velcidade supera a velcidade crítica tamanh das gtas é tã pequen que elas sã carreadas pel prdut, eliminand-se leit de água após cert períd de temp. 18

20 Para duts transferind líquids, existe mdel matemátic [1] que permite estimar esta velcidade crítica e tamanh máxim da gta de água para que haja carreament em funçã d diâmetr d dut, das massas específicas d prdut e da água, da viscsidade dinâmica d prdut e da tensã interfacial prdut/água. O mdel matemátic nã frnece temp necessári para que a água acumulada em um pnt d dut seja ttalmente carreada pel flux d prdut, entretant acredita-se que quant mair fr a relaçã entre a vazã de transferência e a vazã crítica, mair será a vazã de carreament de água e, prtant, menr temp. Ns sistemas que smente pssam perar em vazões abaix da crítica, a única sluçã é passar raspadres cm a freqüência necessária, indicada pr crrsã de crps de prva lcalizads em pnts baixs d dut u pr acmpanhament da perda de pressã assciada à vazã de peraçã. Quand da passagem de raspadres, deve-se cuidar para que s tanques que recebam fluid transprtad tenham cndições de repusar temp suficiente para que vlume de água recebid decante e pssa ser drenad ds tanques, principalmente quand fluid fr insum para uma unidade de prcess CONDICIONAMENTO E DESATIVAÇÃO DE DUTOS As atividades para cndicinament, desativaçã u reativaçã de duts, geralmente, sã multidisciplinares envlvend utrs órgãs além d órgã de peraçã, tais cm segurança e mei-ambiente, engenharia, manutençã e também frnecedres de equipaments e serviçs. N entant, órgã de peraçã deve crdenar estas atividades, pis sfrerá diretamente as cnseqüências de um cndicinament mal feit nas instalações e tem a respnsabilidade da garantia d perfeit islament d dut e sua desgaseificaçã n cas de desativaçã Cndicinament Em um cnceit ampl, cndicinament é cnjunt de atividades prévias necessárias para deixar dut em cndições aprpriadas para iniciar uma das seguintes atividades: pré-peraçã, peraçã, teste hidrstátic, manutençã, inspeçã pr pig u hibernaçã. Nrmalmente, dut é entregue pel cnstrutr limp internamente, ttalmente chei de água e purgad de ar. A primeira atividade d cndicinament é a pressurizaçã d dut para a realizaçã de um teste de estanqueidade e tds s vazaments e defeits encntrads devem ser reparads. Após esse teste, inicia-se a retirada da água deslcand-a pel prdut a ser transprtad que tenha a densidade mais próxima da água. Nã é uma peraçã a ser tentada sem devid prepar. Tem que ser bem planejada. É recmendável que se use um raspadr cm ba capacidade de selagem entre prdut e a água. Essa peraçã deve ser feita na mair vazã pssível, principalmente em duts de perfil acidentad cm trechs de prnunciada inclinaçã cm a hrizntal, para evitar a laminaçã d prdut deslcadr na água, principalmente se nã fr usad raspadr. Ocrrend a laminaçã, prdut deslcadr pde chegar a pnt de descarte de água antes d previst e causar pluições u acidentes, cm u sem incêndis. Nunca se deve ter pnt de descarte desguarnecid. Também devem ser tmadas as precauções necessárias para se evitar interrupções n flux, pis pde crrer efeit tub em U anterirmente mencinad quand se tentar reiniciar deslcament. É recmendável que se faça uma inspeçã visual ns trechs cm prdut para detecçã de vazaments em hastes u flanges de válvulas, n decrrer da peraçã de retirada de água. Cuidads especiais devem ser tmads quand prdut deslcadr fr gás, pis a pssibilidade de crrer estes prblemas é muit mair. N cas de se usar gás inerte (nitrgêni) cm ba característica secante, frnecid em carretas refrigeradas e cm aquecedres para sua vaprizaçã, deve-se cuidar para que aç d dut nã seja submetid a temperaturas muit baixas, em cas de descntrle na vaprizaçã, que pde fragilizá-l. Os pnts de descarte de água devem ser aprvads pelas autridades de mei-ambiente, que pdem exigir algum tip de tratament da água antes d descarte. Devem ter facilidades para registr de pressã e vazã e devem dispr de meis de cntrle da vazã de descarte. Devem ter facilidades prvisórias para queima d gás, previamente acrdada cm s órgãs de mei-ambiente, quand este fr prdut deslcadr. Nesse cas, a linha de descarte de água deve ser bem suprtada e ter a extremidade vltada para cima, nunca para baix, para que as frças geradas pel jat de gás, quand de sua chegada, sejam cntrabalanceadas pela reaçã d suprte. 19