Determinação da Capacidade Máxima de Transporte de Gás Natural do Gasoduto Bolívia Mato Grosso no seu trecho Brasileiro

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1 Folha 1/20 Determinação da Capacidade Máxima de Transporte de Gás Natural do Gasoduto Bolívia Mato Grosso no seu trecho Brasileiro

2 Folha 2/20 1. OBJETIVO O presente relatório tem como objetivo calcular a capacidade máxima de transporte para o Gasoduto Bolívia Mato Grosso em seu trecho brasileiro, em duas situações distintas. A primeira com a pressão no ponto de recebimento (EMED San Matias), considerando as instalações atuais existentes no gasoduto Bolívia-Mato Grosso, e a segunda considerando no ponto de recebimento a MAOP Máxima Pressão de Operação Admissível deste gasoduto, disponibilizada pelo carregador no ponto de recebimento do trecho brasileiro do Gasoduto Bolívia-Mato Grosso. 2. DESCRIÇÃO DAS INSTALAÇÕES DE TRANSPORTE O trecho brasileiro do Gasoduto Bolívia Mato Grosso cujo proprietário é a Gasocidente do Mato Grosso LTDA, tem comprimento de aproximadamente 283 km e diâmetro externo de 18, iniciando se na fronteira com a Bolívia, no Kp , no município de Cáceres MT, atravessando os municípios de Cáceres, Nossa Senhora do Livramento, Poconé, Várzea Grande e Cuiabá, até a termoelétrica Governador Mario Covas, no Kp O gasoduto é construído em aço carbono API 5LX 65, com revestimento externo em FBE (Fusion Bonded Epoxy) e tem a espessura da parede variando conforme a classe do gasoduto, sendo que para trecho de classe I, a espessura da parede é de 0,250, para os trechos de classe II a espessura da parede é de 0,375 e para os cruzamentos de rios e serras, onde o método de construção utilizado foi o furo direcional a espessura da parede do duto é de 0,500. O duto apresenta profundidade de enterramento, em torno de 1,20 m na sua maior parte. A MAOP Máxima Pressão de Operação Admissível de 1440 Psi. Não existem estações de compressão instaladas ao longo do gasoduto. O gasoduto está equipado, com 10 válvulas de bloqueio, de atuação automática, instaladas ao longo do duto a cada 30 km, estas válvulas atuam por queda brusca de pressão e por nível mínimo de pressão. O sistema de proteção catódica está equipado com 3 retificadores e 172 pontos de testes. Está equipado também com laçadores e recebedores de Pig. O empreendimento está projetado para utilizar, de forma compartilhada, como ponto de recebimento a EMED San Matias, de propriedade da Gasoriente Boliviano localizada no Kp

3 Folha 3/ na fronteira do Brasil com a Bolívia. A EMED San Matias está equipada com sistema de medição que utiliza medidor do tipo ultrasônico. A EMED Cuiabá, localizada no Kp concentra dois pontos de medição e entrega, sendo um ponto para a entrega de gás a Usina Termoelétrica Governador Mario Covas e o outro ponto para a entrega de gás a MTGás Distribuidora de gás do Estado de Mato Grosso. Esses sistemas de medição estão equipados com medidores ultrasônicos, cromatografia em linha, computador de fluxo e transmissores de pressão e temperatura. O gasoduto tem 02 salas de supervisão e controle, equipadas com sistemas supervisórios que permitem o monitoramento do gasoduto em toda sua extensão, de forma on line 24 hs. Essas salas de controle operam de forma redundante e estão localizadas, uma no interior da EMED Cuiabá e outra no prédio da sala de controle da Termoelétrica Governador Mario Covas. 3. SIMULAÇÃO TERMO HIDRÁULICA Para esse estudo, estamos considerando as instalações atuais do Gasoduto Bolívia - Mato Grosso, no seu trecho brasileiro (ANEXO I) Dados para elaboração da simulação Termo Hidráulica I (anexo I) Composição do Gás Natural: COMPONENTE FORMIULA % MOLAR METANO CH ETANO C 2 H PROPANO C 3 H I - BUTANO C 4 H N - BUTANO C 4 H I - PENTANO C 5 H N - PENTANO C 5 H HEXANO C 6 H NITROGENEO N 2 1,57 DIOXIDO DE CARBONO CO 2 0,68

4 Folha 4/20 Pressão no ponto de recebimento 7205 Kpa Pressão no ponto de entrega 3654 Kpa Equação utilizada Colebrook White Diâmetro externo do duto 18 Espessura da parede do duto mm Viscosidade Poise Gravidade especifica do gás 0,635 Rugosidade do duto Profundidade 1,20 m Pressão de base Kpa Temperatura de base 20ºC A pressão no ponto de recebimento adotada é a máxima pressão que pode disponibilizar a Gasoriente Boliviano, gasoduto a montante, no ponto de recebimento da Gasocidente (EMED San Matias) considerando a pressão otimizada para o máximo fluxo possível de entrega na EMED San Matias, nas condições operativas atuais do gasoduto Pressão no ponto de entrega, adotada, é a menor pressão admissível pelo sistema para atendimento a Usina Termoelétrica Governador Mario Covas. A espessura da parede do duto adotada para esse estudo, é a média do comprimento de todas as espessuras de parede que se encontra no gasoduto Para esse estudo, estamos considerando, a MAOP Máxima Pressão de Operação Admissível para o gasoduto, disponibilizada pelo carregador, no ponto de recebimento da GOM (EMED San Matias) e também considerando as condições atuais das instalações do Gasoduto Bolívia - Mato Grosso, no seu trecho brasileiro (ANEXO II).

5 Folha 5/ Dados para Simulação Termo Hidráulica II (anexo II) Composição do Gás Natural COMPONENTE FORMIULA % MOLAR METANO CH ETANO C 2 H PROPANO C 3 H I - BUTANO C 4 H N - BUTANO C 4 H I - PENTANO C 5 H N - PENTANO C 5 H HEXANO C 6 H NITROGENEO N 2 1,57 DIOXIDO DE CARBONO CO 2 0,68 Pressão no ponto de recebimento 9928 Kpa Pressão no ponto de entrega 3654 Kpa Equação utilizada Colebrook White Diâmetro externo do duto 18 Espessura da parede do duto mm Viscosidade Poise Gravidade especifica do gás 0,635 Rugosidade do duto Profundidade 1,20 m Pressão de base Kpa Temperatura de base 20ºC Para este caso, a pressão no ponto de recebimento adotada é a máxima pressão de operação admissível (MAOP) para o gasoduto que poderia ser disponibilizada pelo carregador no ponto de entrega. Pressão no ponto de entrega adotada é a menor pressão admissível pelo sistema para atendimento aos clientes atuais da GOM.

6 Folha 6/20 A espessura da parede do duto adotada para esse estudo, é a média do comprimento de todas as espessuras de parede que se encontra no gasoduto. 4. CONCLUSÔES Analisado os resultados das simulações termo hidráulicas realizadas e em anexo, concluímos que a capacidade máxima de transporte de gás natural do Gasoduto Bolívia Mato Grosso no seu trecho brasileiro, considerando suas instalações atuais, é de 4 Mm3; podendo chegar a 5,74 Mm, caso o carregador disponibilize no ponto de recebimento da Gasocidente (EMED San Matias) a máxima pressão de operação admissível pelo duto.

7 Folha 7/20 ANEXO I ************ GASMOD - GAS PIPELINE HYDRAULIC SIMULATION *********** ************ Version ************ DATE: 2-December-2011 TIME: 12:11:59 PROJECT DESCRIPTION: Pipeline from Beginning to Terminus Case Number: 1043 Pipeline data file: C:\Program Files\GASMOD\Gasocidente Proj ANP 2.TOT Pressure drop formula: Colebrook-White Pipeline efficiency: 0.98 Compressibility Factor Method: Standing-Katz Inlet Gas Gravity(Air=1.0): Inlet Gas Viscosity: (Poise) Gas specific heat ratio: 1.29 ******** Calculations Based on Specified Thermal Conductivities of Pipe, Soil and Insulation ******** Base temperature: Base pressure: 20.00(degC) (kPa)abs Origin suction temperature: 30.00(degC) Origin suction pressure: (kPa) Pipeline Terminus Delivery pressure: (kPa) Minimum pressure: (kPa) Maximum gas velocity: 15.00(m/sec) Inlet Flow rate: Outlet Flow rate: CALCULATION OPTIONS: Branch pipe calculations: Loop pipe calculations: Compressor Fuel Calculated: Joule Thompson effect included : Customized Output: Holding Delivery Pressure at terminus 3.76(Mm3/day) 3.76(Mm3/day) NO NO NO YES NO ALL PRESSURES ARE GAUGE PRESSURES, UNLESS OTHERWISE SPECIFED AS ABSOLUTE PRESSURES **************** PIPELINE PROFILE DATA *********** Distance Elevation Diameter Thickness Roughness (km) (meters) (mm) (mm) (mm)

8 Folha 8/ ************** THERMAL CONDUCTIVITY AND INSULATION DATA **************** Distance Cover Thermal Conductivity Insul.Thk Soil Temp (km) (mm) (W/m/degC) (mm) (degc) Pipe Soil Insulation

9 Folha 9/ **************** LOCATIONS AND FLOW RATES **************** Location Distance Flow in/out Gravity Viscosity Pressure GasTemp. GasName (km) (Mm3/day) (Poise) (kpa) (degc) MLV GASOCIDENTE EMED Cuiaba **************** COMPRESSOR STATION DATA ************** FLOW RATES, PRESSURES AND TEMPERATURES: Name Flow Suct. Disch. Compr. Suct. Disch. Suct. Disch. MaxPipe

10 Folha 10/20 Rate Press. Press. Ratio Loss. Loss. Temp. Temp Temp (Mm3/day) (kpa) (kpa) (kpa)abs (kpa)abs (degc) (degc) (degc) MLV ************* COMPRESSOR EFFICIENCY, POWER AND FUEL USED **************** Name Distance Compr Mech. Overall Power Fuel Fuel Installed Effy. Effy. Effy. (KW) Factor Used (KW) (km) (%) (%) (%) (m3/day/kw) (Mm3/day) MLV Total Compressor Station Power: 0.49 (KW) 0. (KW) WARNING! Required power exceeds the installed power at compressor station: MLV - 17 ************** REYNOLD'S NUMBER AND HEAT TRANSFER COEFFICIENT ************** Distance Reynold'sNum. FrictFactor Transmission HeatTransCoeff CompressibilityFactor (km) (Darcy) Factor (W/m2/degC) (Standing-Katz) ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031,

11 Folha 11/ ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ,031, ******************* PIPELINE TEMPERATURE AND PRESSURE PROFILE ******************** Distance Diameter Flow Velocity Press. GasTemp. SoilTemp. MAOP Location (km) (mm) (Mm3/day) (m/sec) (kpa) (degc) (degc) (kpa) San Matias MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV

12 Folha 12/ MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV EMED Cuiaba ******************* LINE PACK VOLUMES AND PRESSURES ******************** Distance Pressure Line Pack (km) (kpa) (million std.cu.m)

13 Folha 13/ Total line pack in main pipeline = (million std.cubic m)

14 Folha 14/20 ANEXO II ************ GASMOD - GAS PIPELINE HYDRAULIC SIMULATION *********** ************ Version ************ DATE: 2-December-2011 TIME: 14:39:42 PROJECT DESCRIPTION: Pipeline from Beginning to Terminus Case Number: 1047 Pipeline data file: C:\Program Files\GASMOD\Gasocidente Proj ANP.TOT Pressure drop formula: Colebrook-White Pipeline efficiency: 0.98 Compressibility Factor Method: Standing-Katz Inlet Gas Gravity(Air=1.0): Inlet Gas Viscosity: (Poise) Gas specific heat ratio: 1.29 ******** Calculations Based on Specified Thermal Conductivities of Pipe, Soil and Insulation ******** Base temperature: Base pressure: 20.00(degC) (kPa)abs Origin suction temperature: 30.00(degC) Origin suction pressure: (kPa) Pipeline Terminus Delivery pressure: (kPa) Minimum pressure: (kPa) Maximum gas velocity: 15.00(m/sec) Inlet Flow rate: Outlet Flow rate: CALCULATION OPTIONS: Branch pipe calculations: Loop pipe calculations: Compressor Fuel Calculated: Joule Thompson effect included : Customized Output: Holding Delivery Pressure at terminus 5.74(Mm3/day) 5.74(Mm3/day) NO NO NO YES NO ALL PRESSURES ARE GAUGE PRESSURES, UNLESS OTHERWISE SPECIFED AS ABSOLUTE PRESSURES **************** PIPELINE PROFILE DATA *********** Distance Elevation Diameter Thickness Roughness (km) (meters) (mm) (mm) (mm)

15 Folha 15/ ************** THERMAL CONDUCTIVITY AND INSULATION DATA **************** Distance Cover Thermal Conductivity Insul.Thk Soil Temp (km) (mm) (W/m/degC) (mm) (degc) Pipe Soil Insulation

16 Folha 16/ **************** LOCATIONS AND FLOW RATES **************** Location Distance Flow in/out Gravity Viscosity Pressure GasTemp. GasName (km) (Mm3/day) (Poise) (kpa) (degc) MLV GASOCIDENTE EMED Cuiaba **************** COMPRESSOR STATION DATA ************** FLOW RATES, PRESSURES AND TEMPERATURES: Name Flow Suct. Disch. Compr. Suct. Disch. Suct. Disch. MaxPipe Rate Press. Press. Ratio Loss. Loss. Temp. Temp Temp (Mm3/day) (kpa) (kpa) (kpa)abs (kpa)abs (degc) (degc) (degc) MLV ************* COMPRESSOR EFFICIENCY, POWER AND FUEL USED ****************

17 Folha 17/20 Name Distance Compr Mech. Overall Power Fuel Fuel Installed Effy. Effy. Effy. (KW) Factor Used (KW) (km) (%) (%) (%) (m3/day/kw) (Mm3/day) MLV Total Compressor Station Power: 0.00 (KW) 0. (KW) ************** REYNOLD'S NUMBER AND HEAT TRANSFER COEFFICIENT ************** Distance Reynold'sNum. FrictFactor Transmission HeatTransCoeff CompressibilityFactor (km) (Darcy) Factor (W/m2/degC) (Standing-Katz) ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787,

18 Folha 18/ ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ,787, ******************* PIPELINE TEMPERATURE AND PRESSURE PROFILE ******************** Distance Diameter Flow Velocity Press. GasTemp. SoilTemp. MAOP Location (km) (mm) (Mm3/day) (m/sec) (kpa) (degc) (degc) (kpa) San Matias MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV MLV-24

19 Folha 19/ MLV MLV MLV MLV MLV Cuiaba ******************* LINE PACK VOLUMES AND PRESSURES ******************** Distance Pressure Line Pack (km) (kpa) (million std.cu.m)

20 Folha 20/ Total line pack in main pipeline = (million std.cubic m)