Title: Sin ttulo de diapositiva
1CONDICIONES DE DISEÑO Y SEGURIDAD
2CONTENIDO
- TEMPERATURA Y PRESION DE DISEÑO
- SISTEMAS DE ALIVIO
- SELECCION DE CONTINGENCIAS
- SELECCION DE VALVULAS DE ALIVIO
- SELECCION DE SISTEMAS DE DEPRESURIZACION, VENTEO
Y ANTORCHA
3OBJETIVO
- PROPORCIONAR HERRAMIENTAS PARA ESTABLECER
CONDICIONES DE DISEÑO - SELECCIONAR LOS SISTEMAS PROTEGER LAS
INSTALACIONES ANTE DESVIACIONES DE LAS
CONDICIONES NORMALES DE OPERACIÓN - GENERAR LA INFORMACION DE SEGURIDAD PARA SU
INCLUSION EN LA HOJA DE DATOS DE PROCESO DE
EQUIPOS
4TEMPERATURA Y PRESION
TEMPERATURA Y PRESION DE OPERACION TEMPERATURA Y
PRESION NORMAL DE OPERACION
- TEMPERATURA Y PRESION MAXIMAS/MINIMAS
TEMPERATURAS Y PRESIONES NORMALES DESVIACIONES
POR - ARRANQUE
- PARADA
- DEPRESURIZACION
- OPERACIÓN ALTERNA
- FALLAS
- FLEXIBILIDAD
5TEMPERATURA DE DISEÑO RECIPIENTES
- TMETAL PARA LA CONDICION COINCIDENTE DE PRESION Y
TEMPERATURA MAS SEVERA - T METAL T FLUIDO SI NO HAY AISLAMIENTO INTERNO
- MAXIMA O MINIMA, O AMBAS
- UTILIZADA PARA DISEÑO MECANICO
CONSIDERE EFECTO DE LIMPIEZA CON VAPOR
(DECOKING), FALLA DE ENFRIAMIENTO, FALLA DE
REFLUJO, ETC
6TEMPERATURA DE DISEÑO TUBERIAS
- NORMALMENTE NO SE ESPECIFICA T DISEÑO
- SE ESPECIFICAN CONDICIONES MAXIMAS Y MINIMAS.
CONSIDERE DECOKING, ARRANQUE, PARADA, OPERACION
ALTERNADA - ESFUERZO PERMISIBLE (S) DEPENDE DE T ENTRE
100-650 oF. SE REQUIERE SELECCION CUIDADOSA - PARA CONEXIONES SIN AISLAMIENTO, T maxima 0,9
Tmaxima DEL FLUIDO DE PROCESO
7PRESION DE DISEÑO GENERAL
- LA PRESION MAXIMA DE OPERACIÓN SE DETERMINA
CONSIDERANDO VARIACIONES EN -
- PRESION DE VAPOR
- CABEZAL ESTATICO
- CAIDA DE PRESION SISTEMA
- P SHUT OFF BOMBAS/COMPRESORES
- CAMBIOS DE T AMBIENTE
- CAMBIOS DE ALIMENTACION
- CAMBIOS EN DENSIDAD
8PRESION DE DISEÑO RECIPIENTES
- PRESION MAXIMA O MINIMA (VACIO) UTILIZADA PARA
DETERMINAR MINIMO ESPESOR DE PARED - ESPECIFICADA EN EL TOPE A MENOS QUE SE INDIQUE
- MARGEN ENTRE T MAX OPER Y T DISEÑO EVITA APERTURA
DE VALVULA DE ALIVIO - P DISEÑO ES
- P DISEÑO gt 16 PSIG PARA ASME
9PRESION DE DISEÑO TUBERIAS
- CONSISTENTE CON P DISEÑO RECIPIENTES
- SHORT TIME (10 Horas/vez o 100 Horas/año)
- Se permite incremento de S (Presión) 33
- INTERMEDIATE TIME (50 Horas/vez o 500 horas/año)
- Se permite incremento de S (Presión) 20
- AGUAS ABAJO DE BOMBAS CENTRIFUGAS
- P1 NORMAL 1,2 (?P NORMAL)
- P1 MAXIMO ?P NORMAL
- ?P MAXIMO (SHUT OFF) P1 NORMAL
- EN BOMBAS EN PARALELO P SUCCION BUENA PARA 75 P
DISEÑO DESCARGA
10CONSIDERACIONES EN LA PRESION DE DISEÑO
CONEXIONES
11TEMPERATURA Y PRESION DE DISEÑO EJEMPLO
600 PSIG NORMAL 500 OF MÁXIMO
590 PSIG NORMAL 300 OF MÁXIMO
20 PSIG NORMAL 100 PSIG MÁXIMO
A
B
MAXIMA PDESCARGA BOMBA 20 1,2580 716
PSIG 100 580 680 PSIG P DISEÑO
INTERCAMBIADOR A 716 PSIG P DISEÑO
INTERCAMBIADOR B 716 PSIG T DISEÑO
INTERCAMBIADOR A 500 OF T DISEÑO INTERCAMBIADOR
B 500 OF
Clase 400
12SISTEMAS DE ALIVIO
- EVALUACION DE LAS DESVIACIONES DEL PROCESO Y
SELECCIÓN DE LA CONTINGENCIA DE DISEÑO - DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA Y VALVULAS DE ALIVIO
PARA MANEJAR DICHA CONTINGENCIA
- API RECOMMENDED PRACTICES 520, PART I, II. API
521 - ASME CODE
- ANSI STANDARD, B31.3, B31.4, B31.8
13DEFINICIONES Y REFERENCIAS
- TEMPERATURA DE AUTOIGNICION MINIMA T PARA
COMBUSTION AUTO SOSTENIDA SIN INTERVENCION DE
CHISPA - CONTINGENCIA EVENTO ANORMAL, CONDUCE A
EMERGENCIA - LIMITES DE EXPLOSIVIDAD. MINIMA Y MAXIMA
CONCENTRACION DE VAPORES COMBUSTIBLES EN AIRE - FLASH POINT MINIMA T EN QUE UN LIQUIDO EXPUESTO
AL AIRE GENERA VAPORES PARA FORMAR MEZCLA
INFLAMABLE - CARGAS DE ALTO FLASH FLASH POINT gt 130 oF
- CARGAS DE BAJO FLASH FLASH POINT lt 130 oF O T lt
15 oF DE F.P. - LIGTH ENDS COMPUESTOS CON RVP gt15 psi
- MATERIAL PIROFORICO MATERIAL COMBUSBLE
EXPONTANEAO AL CONTACTO CON AIRE A Tambiente - MATERIAL TOXICO COMPUESTO QUE CAUSA LESIONES AL
CONTACTO CON EL CUERPO (e.g FENOL, H2S, HF,
BENCENO) - RIESGO SENCILLO EQUIPO AFECTADO POR UNA SOLA
CONTINGENCIA
14DEFINICIONES Y REFERENCIAS
- PRESION DE AJUSTE (SET PRESSURE) PRESION DE
ENTRADA A LA CUAL LA PSV ESTA AJUSTADA PARA ABRIR - MAWP MAXIMA PRESION A LA CUAL EL RECIPIENTE
PUEDE SER SOMETIDO CONTINUAMENTE - PRESION DE DISEÑO PRESION UTILIZADA PARA
DETERMINAR tmin - ACUMULACION INCREMENTO DE PRESION SOBRE MAWP
DURANTE DESCARGA DE PSV - SOBREPRESION EL INCREMENTO DE PRESION SOBRE LA
PRESION DE AJUSTE DURANTE LA DESCARGA DE LA PSV - CONTRAPRESION (BACK PRESSURE) LA PRESION EN LA
DESCARGA DE LA VALVULA DE ALIVIO - CONTRAPRESION IMPUESTA (SUPERIMPOSED BACK
PRESSURE) PRESION EN LA DE DESCARGA ANTES DE LA
APERTURA DE LA PSV - CONTRAPRESION CONSTRUIDA (BUILD UP BACK
PRESSURE) PRESION EN EL LADO DESCARGA PRODUCTO
DE LA APERTURA DE LA VALVULA
15CARACTERISTICAS DE PROTECCION
16VALVULA CONVENCIONAL VS BALANCEADA
BACK PRESSURE AFECTA SET PRESSURE
BACK PRESSURE SIN EFECTO EN SET PRESSURE
Cortesía NGPSA Data Book
17DETERMINACION DE CONTINGENCIAS
- CONSIDERAR UNA SOLA CONTINGENCIA A LA VEZ
- SUPONER QUE ANTES DE LA CONTINGENCIA, LA PLANTA
SE ENCUENTRA OPERANDO EN SU CONDICION NORMAL - CONSIDERAR QUE LOS EQUIPOS EN OPERACIÓN
CONTINUARAN FUNCIONANDO SI NO SON PARTE DE LA
CONTINGENCIA - VALVULAS NORMALMENTE ABIERTAS CONTINUAN ABIERTAS.
VALVULAS NORMALMENTE CERRADAS CONTINUAN CERRADAS
18QUE PUEDE IR MAL ?
- LA PRESION EN UN EQUIPO SOMETIDO A FUEGO
INCREMENTA DEBIDO A LA VAPORIZACION DE LIQUIDO
- FALLA DE AGUA DE ENFRIAMIENTO. INCAPACIDAD DE
REMOVER CALOR INCREMENTA PRESION - FALLA DE ELECTRICIDAD GENERALMENTE RESULTA EN
INCAPACIDAD DE REMOVER CALOR - FALLA DE VAPOR SIMILAR A ELECTRICIDAD
- FALLA DE AIRE DE INSTRUMENTOS VALVULAS FALLAN DE
ACUERDO A SU MODO (AOAIR TO OPEN, ACAIR TO
CLOSE)
19QUE PUEDE IR MAL ?
- LAS VALVULAS DE CONTROL PUEDEN FALLAR EN
CUALQUIER POSICION - LAS TUBERIAS DE HORNOS E INTERCAMBIADORES SE
ROMPEN Y SE TAPONAN
- APERTURA O CIERRE DE LA VALVULA EQUIVOCADA
20CONTINGENCIAS
- BLOQUEO SALIDA DE GAS
- BLOQUEO DE SALIDA DE LIQUIDO
- PERDIDA DE SELLO DE LIQUIDO AGUAS ARRIBA
- FUEGO
21DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
GAS O VAPOR, FLUJO CRITICO
A Area de descarga (pulg2) Qv Flujo a través de
la válvula (scfm) T1 Temperatura absoluta
(oR) G Gravedad Especifica referida a
aire1 z Factor de compresibilidad C1 Coeficiente
en función de kCv/Cp K Coeficiente de descarga
(suplidor) K0,975 para diseño preliminar P1 Presi
ón absoluta (psia) Kb Corrección por contra
presión W Flujo de gas (lb/hr) F2 Coeficiente de
flujo subcrítico r Relación de presión
P2/P1 MW Peso molecular del gas
GAS O VAPOR, FLUJO SUB- CRITICO
22DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
Cortesia NGPSA Data Book
23DIMENSIONAMIENTO GAS Y VAPOR
Cortesia NGPSA Data Book
24DIMENSIONAMIENTO PARA LIQUIDO
A Area de descarga (pulg2) gpm Flujo a través de
la válvula G Gravedad Especifica referida a
agua1 K Coeficiente de descarga
(suplidor) K0,975 para diseño
preliminar Kp Factor de corrección por
sobrepresión Kw Factor de corrección por contra
presión Kv Factor de corrección por
viscosidad P Presión de alivio (psia) Pb Contra
presión (psia)
LIQUIDO
Cortesia NGPSA Data Book
25DIMENSIONAMIENTO PARA LIQUIDO
KW
KP
Cortesia NGPSA Data Book
26DIMENSIONAMIENTO PARA MULTIFASICO
- DETERMINAR LAS TASAS DE GAS (VAPOR) Y LIQUIDO A
ALIVIAR - CALCULAR EL AREA REQUERIDA PARA ALIVIO DE GAS
(VAPOR) - CALCULAR EL AREA REQUERIDA PARA ALIVIO DE LIQUIDO
- SUMAR PARA OBTENER EL AREA TOTAL
27DIMENSIONAMIENTO PARA FUEGO
Q Calor generado (Btu/hr) F Factor de
aislamiento Aw Area mojada del recipiente (pie2)
AMBIENTE F METAL DESNUDO 1,0 t AISLAMIENTO
(pulg) 1 0,30 2 0,15 4 0,075 6 0,05 8 0,
037 10 0,03 12 o mas 0,025
LA TASA DE ALIVIO SE DETERMINA CON EL CALOR
LATENTE DE VAPORIZACION DEL FLUIDO CONTENIDO EN
EL RECIPIENTE A 121 DE MAWP O Pdiseño
28ORIFICIOS ESTANDAR
Cortesia NGPSA Data Book
29VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE ENTRADA
- MENOR A 3 DE LA PRESION DE AJUSTE
- POR LO MENOS DEL DIAMETRO DE ENTRADA DE PSV
- PARA MULTIPLES PSV, EL AREA DE SECCION DEL
MULTIPLE DEBE SER IGUAL A LA SUMA DE CADA ENTRADA
- DEBE PODER DRENAR LIBREMENTE HACIA EL FLUIDO. NO
TRAMPAS
- PREVENCION DE TAPONAMIENTO
- TRACEADO CON VAPOR SI EXISTEN HIDRATOS Y/O
PARAFINAS - PURGA CONTINUA DE LIQUIDO LIMPIO PARA COQUE
30VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA.
CONTRAPRESION
- DEPENDE DE LA MAXIMA PRESION PERMITIDA EN LA
DESCARGA (BUILD UP BACK PRESSURE)
- 10 -20 DE PRESION DE AJUSTE EN CONTINGENCIA
NORMAL Y FUEGO RESPECTIVAMENTE - 50 DE LA PRESION DE AJUSTE PARA BALANCEADAS
PSV
PSV
A
PSET _at_ 100 psig
PSET _at_ 400 psig
Presión normal 0 psig
F ?
Ambas válvulas aliviando
- PRESION MAXIMA EN A 10 psig PARA CONVENCIONALES
Y 50 psig PARA BALANCEADAS - DESCARGA NO MENOR DE DIAMETRO DE SALIDA PSV
- VELOCIDAD DE SALIDA lt 0,75 Vs
31VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA.
CONTRAPRESION
PSV
PSV
A
PSET _at_ 100 psig
PSET _at_ 400 psig
Presión normal 0 psig
F ?
PR A NO ALIVIA
- PARA PSV CONVENCIONALES, P MAX A 25 psig
- PARA PSV BALANCEADAS, P MAX A 75 PSIG
SE DETERMINA DIAMETRO DEL CABEZAL DE ALIVIO
32VALVULAS DE ALIVIO TUBERIAS DE SALIDA ATMOSFERICA
- 10 pie POR ENCIMA DE LA PLATAFORMA SUPERIOR
- 50 pie POR ENCIMA DE CUALQUIER EQUIPO
- DESCARGA VERTICAL
- NINGUNA RESTRICCION VALVULAS DE RETENCION, FLAME
ARRESTOR, ORIFICIOS. - VELOCIDAD MAXIMA 75 DEL SONIDO
- VELOCIDAD MINIMA 100 pie/s EN LIQUIDOS
INFLAMABLES - INSTALAR INYECTOR DE VAPOR EN CASO DE LIQUIDO
AUTOINFLAMABLE
33VALVULAS DE ALIVIO MULTIPLES
- CONSIDERACIONES GENERALES
- UTILIZAR CUANDO LA DESCARGA NO PUEDE SER MANEJADA
POR LA MAYOR DE LAS PSV ESTANDAR - REDUCE POTENCIAL DE CHATTERING
- MAS ECONOMICO DOS PEQUEÑAS QUE UNA GRANDE
- CODIGO ASME PARA MULTIVALVULAS
- SOLO UNA AJUSTADA A PRESION DE DISEÑO
- LAS OTRAS A 105 DE PRESION DE DISEÑO
- TODAS DISEÑADAS PARA PRESION DE DISEÑO 16 DE
ACUMULACION (105 110 116) - PARA FUEGO LA ACUMULACION ES 121
34SISTEMAS ABIERTOS Y CERRADOS
- LA TUBERIA DE DESCARGA DE PSV VA A LA ATMOSFERA
- REGULACIONES EN ALGUNAS AREAS OBLIGAN LA
UTILIZACION DE DISCOS DE RUPTURA
- TUBERIAS DE DESCARGA VAN A UN COLECTOR GENERAL
FLARE - LOS LIQUIDOS SIEMPRE VAN A SISTEMAS CERRADOS
- LOS VAPORES DEPENDEN DE TOXICIDAD, CORROSIVIDAD,
INFLAMABILIDAD, ETC
35SISTEMAS DE RECOLECCION DE ALIVIOS
ABIERTO
CERRADO
36SISTEMAS ABIERTOS Y CERRADOS
- LAS PSV QUE SIEMPRE VAN A SISTEMAS CERRADOS SON
- PSV QUE DESCARGA LIQUIDO O SUSTANCIAS
PARCIALMENTE VAPORIZADAS - PSV EN VAPOR QUE DESCARGAN LIQUIDOS A CONDICIONES
DE ALIVIO (EFECTO J-T) - PSV QUE MANEJAN GASES CORROSIVOS QUE CONDENSAN O
TOXICOS (FENOL) - PSV EN SERVICIO TOXICO QUE PUEDE EXCEDER LIMITES
DE CONCENTRACION - PSV QUE DESCARGAN VAPORES QUE SI SE INFLAMAN,
RESULTAN EN DENSIDAD CALORICA gt 6000 BTU/HR-PIE2
37DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
- OPCIONES DE UN SISTEMA CERRADO
- HACIA UN SISTEMA DE FLARE CONVENCIONAL VIA TAMBOR
DE BLOWDOWN - HACIA ATMOSFERA (VENTEO) VIA TAMBOR DE BLOWDOWN
- HACIA SEGREGACION DE FLARE DE GAS CON H2S.
- HACIA SEGREGACION ESPECIAL MATERIALES
CORROSIVOS, MUY VALIOSOS, INESTABLES
- USOS DEL TAMBOR DE BLOWDOWN
- CUANDO EL VAPOR PUEDE CONDENSAR
- CUANDO EL VAPOR ES MUY PESADO Y FORMA HUMO
- CUANDO SE REQUIERE REDUCIR Tflare (SELLO LIQUIDO)
38SISTEMAS DE RECOLECCION DE ALIVIOS
Edificaciones
Vapor
500 pie
Piloto
200 pie
Tanques
Limite de propiedad
200 pie
200 pie
Posibilidad de hidrocarburos
39COMPONENTES DE SISTEMAS CERRADOS
PSV1
AREA 1
PSV2
PSV3
PILOTO E IGNITOR
ANTORCHA
0,2
CABEZAL
PSV4
AREA 2
PSV5
TAMBOR DE BLOWDOWN O KOD
TAMBOR DE SELLO
DRENAJE
40DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
- LINEAS DE RECOLECCION FUERA DE AREA DE PROCESO
- EVITAR ZONAS DE ALTO RIESGO
- INSTALAR VALVULAS CSO
- LINEA DE SALIDA PSV CON PENDIENTE HACIA CABEZAL
- CABEZAL CON PENDIENTE HACIA BLOWDOWN
- PENDIENTE HACIA BLOWDOWN ENTRE BD Y SELLO
- LAZOS DE EXPANSION DENTRO DE LIMITES DE BATERIA
41DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS
- CONSIDERE TODOS LOS ALIVIOS
- TOME EN CUENTA CRITERIO DE CONTRAPRESION
- DIAMETRO DE CABEZAL PARA MANEJAR LA MAYOR
CONTINGENCIA SIMPLE
- DESGLOSE DE LA CAIDA DE PRESION
- LINEAS LATERALES DE PSV
- ?P EN TAMBOR DE BLOWDOWN
- ?P EN TAMBOR DE SELLO (SUMERGENCIA DE LA PIERNA)
- ?P EN EL MECHURRIO (STACK)
- ?P EN LA PUNTA (TIPICO 1 PSI)
42DISEÑO DE SISTEMAS CERRADOS