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Limpieza CIP

Evaporador

Consumo total

30003000

10010010010000000001001001000

100

600

1100

1600

2100

2600

3100

Consumo (kg.

vapor/hora)

Tiempo de trabajo (horas)

Diagrama de Consumo de vapor

INSTALACIONES INDUSTRIALES UNIDAD N 3: INSTALACIONES INDUSTRIALES Servicios auxiliares: -Consumo de Vapor:

Adopcin de la caldera: -Como se observa en el diagrama, el consumo de vapor se mantiene constante durante el proceso de elaboracin. Este valor es de 3.100 Kg./h y, en funcin del mismo nos basamos para adoptar la caldera. -Las calderas, con sus equipos de encendido y combustin, deben disearse para operar eficientemente; pero tambin deben estar correctamente dimensionadas. -Una caldera que deba mantener un pico por encima de sus condiciones de trabajo mximas, operar en forma ineficiente. La presin disminuir y la espuma y el arrastre resultante significaran que la caldera es incapaz de hacer su trabajo de proveer vapor de buena calidad, a la presin correcta, en el momento adecuado. Marca: GONELA. Tipo: Humotubular de tres pasos y de un hogar. Modelo:HD 50. Presin de trabajo: 8 kg./cm. Presin de diseo: 8 kg./cm. Presin de prueba: 12 kg./cm. Produccin de vapor desde 100 C: 5000 kg./hs. Combustible: Gas Natural. Superficie de calefaccin: 110 metros cuadrados.

Volumen de agua mnimo: 9.600 lts. Volumen de agua llena: 11.660 lts. Altura de la chimenea: 9.000 mm. Peso indicativo: 21.000 kg. Consumo elctrico: 9 kw/h. Cuerpo de presin: Envuelta: Ancho 3.000 mm, Longitud 7.500 mm, Altura 3.300 mm y Espesor 15 mm. El tablero de control se encuentra montado sobre la caldera con comandos, luces piloto y alarma por falta de agua.

Instrumental seguridad. Automatismo: -La caldera consta de dos vlvulas de seguridad, una a resorte y la otra a contrapeso. -Comando automtico de inyeccin de agua mediante un magnetrol marca Jefferson, con bomba a turbina de inyeccin M. Pelton con entrada de 2 pulgadas de dimetro. -El magnetrol, en caso de que por algn inconveniente no ingrese agua a la caldera, detiene el quemador y conecta la alarma del tablero. Distribucin de vapor: -El sistema de distribucin de vapor es la eterna comunicacin entre las calderas y los equipos. Las calderas son renovadas con el propsito de quemar el combustible mas econmico a la mas alta eficiencia. -Los equipos son reemplazados o modificados respondiendo a las necesidades del mercado pero el sistema de distribucin continua por siempre all. -El dimensionamiento errneo de caeras es una de las causa de prdidas de energa mas frecuente y la menos tenida en cuenta, es obvio que la caera debe tener un dimetro adecuado para la cantidad de vapor que tiene que transportar. -Si es demasiado pequea, habr una gran prdida de carga y se obtendr como resultado un suministro deficiente de vapor en el equipo. Si es demasiado grande, aunque esto no perjudica de modo alguno el funcionamiento del equipo, el costo de la instalacin ser innecesariamente alto. -Una lnea de 3 pulgadas de dimetro significar un 50% ms de prdidas de calor que una de 2 pulgadas de dimetro.

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-Pensando en que las cargas se incrementarn en un futuro, un cierto grado de sobredimensionamiento es tolerable. -Para el dimencionamiento de las tuberas fijamos la velocidad, entonces nuestros clculos se basan en el volumen especfico del vapor que se transporta, en relacin a la superficie de la seccin transversal de la caera. -La experiencia demuestra que una velocidad razonable para las caeras principales de vapor saturado seco es de 25 a 35 m/seg. Por encima de esta velocidad se producir ruido y erosin, particularmente si el vapor esta hmedo. -Adoptamos una velocidad de aproximadamente 30 m/seg.

Clculo y adopcin de las caeras de vapor -Caera principal: Para 8 Kg./cm sin perdidas. La velocidad adoptada es de 30 m/seg. = 108.000m/hs. Caudal masico q = 3.094 kg. de vapor/h. Q = V * S en m/h. Q = q * V esp. V esp. = volumen especifico del vapor a esa presin de trabajo. Q = 3.094 * 0,215 = 665 m/h.

Luego S = Q / V en m S = 665 / 108.000 = 0,0062 m S = * D^2 / 4 D = (S * 4 / ) D = 0,0888 m = 88,8 mm

Se adopta como dimetro de caera 100 mm ( 4 pulgadas ) -Para el transporte de vapor se utilizaran caeras de acero SAE 1010, aislado con hidro silicato de calcio de 7 mm. -Aplicable para el transporte de vapor a una presin de trabajo de hasta 8 Kg/cm con un amplio margen de seguridad. -Espesor del cao negro y accesorios, schedule Norma ASTM 53. -De muy buenas caractersticas para soldadura elctrica. Anclajes y soportes: -La red ubicada a la altura del entretecho, estar apoyada sobre mnsulas y contara con juego suficiente para permitir el libre movimiento por dilatacin y vibracin (para 177 C, que es la temperatura de trabajo tendremos una expansin de 20 mm cada 10 metros). -Es importante recordar que aunque se pueden permitir algunos movimientos laterales de la caera, los movimientos verticales deben ser limitados para no inferir con la cada hacia los puntos de drenaje. Ramificaciones: -Todas las ramificaciones se deben tomar, en general, de la parte superior de la caera principal, para proveer al equipo de vapor lo ms seco posible. -Siempre habr condensado en el fondo de las caeras principal viajando hacia el prximo punto de drenaje, y si la ramificacin se toma de la parte inferior, entonces actuara como un drenaje adicional y se suministrar al equipo una mezcla de vapor hmedo y condensado. Aislacin trmica: -No pretendemos profundizar en el tema de la aislacin trmica, pero debemos recordar que toda superficie que transmite calor debe estar adecuadamente aislada. -La carencia de aislacin, o una aislacin deficiente, puede ser causa de excesiva prdida de calor por radiacin, de modo que se forme agua y contribuye a la formacin de vapor hmedo. Materiales: - Silicatos de Sodio y Calcio: -Fibra de Vidrio:

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-Polietileno:

Reduccin de presin: -La presin de generacin de vapor est fijada por los fabricantes de calderas, que establecen que estas deben ser operadas a presiones de 6, 8 10 bar. -A presiones inferiores, se produce un mayor arrastre de gotas de agua desde la caldera, de modo que existen mas posibilidades de producir vapor hmedo. -Cuando la presin de generacin de vapor es mayor que la necesaria para los equipos de proceso, es conveniente distribuir el vapor a alta presin y reducir ste en el punto de uso. -Para tal fin utilizamos una vlvula reductora-reguladora SARCO 25 P, donde la presin se reduce de 8 kg./cm a 3 kg./cm logrando as los requerimiento de nuestro proceso. -La vlvula se ubicara en la lnea principal cercana a la alimentacin del equipo correspondiente. -La vlvula reductora va acompaada de separador, trampas termodinmica de vapor, filtro, manmetros, vlvula de seguridad, vlvula de interrupcin y bay pass para que el sistema pueda funcionar manualmente en caso de algn desperfecto. Drenaje de caeras: -Parte del vapor que circula por las caeras se condensa debido a las perdidas por radiacin. Por ejemplo una lnea de 4 pulgadas y de 100 metros de longitud, bien aislada, conduciendo vapor a 7 kg./cm y con una temperatura ambiente de 10 C, condensara aproximadamente 50 kg./h de vapor. Por lo tanto, se deben tomar algunas previsiones para extraer este condensado. .-La caera principal debe tener un declive de 0,5 % en la direccin del flujo de vapor. Debido a la pendiente de la tubera y velocidades elevadas del vapor(65-80 km/h), tanto este como el condensado, estn circulando en la misma direccin y se pueden formar puntos de drenaje en la lnea para recolectar y eliminar el agua. -Tales puntos de drenaje estn situados a intervalos de 30 metros a lo largo de la caera de vapor. Cuadro de vapor: Vlvulas de paso:

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Filtro:

Reduccin de Presin. Vlvula Globo con Diafragma: La vlvula reductora representa el corazn de la estacin reductora de presin. La presin de salida es aplicada a travs de la lnea de control contra el diafragma del actuador donde es convertido en una fuerza activa contra la fuerza del resorte. Por ajuste, la pretensin del resorte puede ser variada tal que ambas fuerzas estn en equilibrio en la presin de salida requerida Vlvula de seguridad:

Trampas de vapor: -Las trampas de vapor deben ser capaces de remover el condensado que se forma en los puntos de drenaje rpidamente, aun bajo cargas variables y especialmente bajo condiciones de baja presin, adems de ser robustas para soportar los golpes de aire. Para tal fin elegimos TRAMPA TERMODINAMICA SARCO TD-S 52. -Recuperacin del condensado: Si el vapor es usado a 7 kg./ cm entonces el condensado contiene aproximadamente el 25 % del calor usado al generar el vapor. Si el condensado no se recupera la eficiencia en la utilizacin del vapor ser entonces un poco menor al 75 %. El condensado est caliente, es agua destilada que es ideal para alimentacin de la caldera ahorrndose una gran cantidad de combustible. Tambin ahorrara agua, el costo del tratamiento de la misma y la reduccin en los efluentes. Tanque de alimentacin de la caldera: -El tanque de alimentacin es el corazn de cualquier sistema: provee la reserva de condensado recuperado y agua fresca necesaria para que las bombas puedan alimentar las calderas. -Para cubrir fluctuaciones y posibles interrupciones en el suministro el tanque est diseado para almacenar agua suficiente para proveer unas cuatro horas de vapor al mximo rendimiento. Caractersticas de los tanques adoptados: Cantidad: 2 tanques. Marca: AIQSA. Material: Polipropileno (PP). Forma: cilndrica. Excelente resistencia qumica general.

Resistencia al calor, < 100 C. Capacidad: 10.000 litros (D: 2.250 mm. - Altura: 2.750 mm.) Capacidad: 20.000 litros (D: 2.250 mm. - Altura: 5.500 mm.)