“INGENIERÍA CONCEPTUAL, BÁSICA Y DE DETALLE DEL SISTEMA DE CIRCULACIÓN Y ENFRIAMIENTO DEL AGUA PARA LOS PROCESOS INDUSTRIALES Y DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS DE LA NUEVA

PLANTA CHOVA DEL ECUADOR S.A.”

AUTORES: LUIS ALBERTO TORRES TAPIA JORGE LUIS VALENCIA PÉREZ

DIRECTOR: ING. JAVIER POZOCODIRECTORA: ING. ROSA ALBUJA

2011

ANTECEDENTES

• Definición del Problema

• Justificación e Importancia del Proyecto

• Alcance

OBJETIVO

General

Desarrollar la ingeniería conceptual, básica, y de detalle del sistema de circulación y enfriamiento del agua para los procesos industriales y del sistema contra incendios de la nueva planta de Chova del Ecuador S.A.

OBJETIVOS

EspecíficosSistema de circulación y enfriamiento del agua Determinar los parámetros del proceso. Determinar la temperatura adecuada del agua para

los procesos industriales. Determinar las alternativas para la circulación del

agua para los procesos industriales. Diseñar el sistema de circulación y enfriamiento del

agua para los procesos industriales. Elaborar los planos del sistema de circulación y

enfriamiento del agua para los procesos industriales. Realizar el análisis de costos de la implementación del

sistema de circulación y enfriamiento de agua para los procesos industriales.

OBJETIVOS

EspecíficosSistema contra incendios

Clasificar las áreas de la empresa según su nivel de riesgo.

Determinar las acciones a tomar de acuerdo a cada área establecida.

Diseñar el sistema contra incendios según las normas NFPA.

Elaborar los planos del sistema contra incendios. Realizar el análisis de costos de la implementación del

sistema contra incendios.

Sistema de circulación y enfriamiento del agua

SCA

SCA

Situación Actual• Producción de Laminas Asfálticas• Producción de Emulsiones Asfálticas

SCA

Diagrama del SCA

SCA

Alternativas SCA

Flujos Másicos SCA

SCA

PROCESO flujo másico (Kg/s) Tin (°C) Tout(°C)

EMULSIONES 6,30 30 n/a

LAMINACIÓN 7,56 18 30

Transporte de Fluido

flujo másico (Kg/s)

PISCINA - RESERVORIO 9,46

POZO - RESERVORIO 3,15

Flujo Másico LaminaciónLaminación (Determinación del flujo másico)Asumiendo un enfriamiento por convección forzada

SCA

s

Kgm

s

Kgm

TCp

Qcvm

CKg

JCp

m

Kg

CToutTin

Tp

CTout

CTin

WQcv

total

total

56.72.1*2*1.3

1.3

*

*4180

997

)(1.232

)(21.28

)(18

)(42.151697

3

Flujo Másico EmulsionesEmulsiones (Determinación del flujo másico)

2 Tanques de almacenamiento de agua de 22.5 m3 (6000 gal) cada unoTiempo de llenado 1 horaBomba Capacidad 100 gpm

Flujo Másico Piscina ReservorioTransporte de fluido desde la Piscina hasta el Reservorio (Determinación del flujo másico)

SCA

FLUJO MÁSICO DE AGUA DESDE LA PISCINA DE RECOLECCIÓN HASTA EL RESERVORIO

Laminación Agua Lluvia Caudal Total

Flujo másico

Kg/sm3/h Precipitación m3/m2

Área de recolección de aguas m2 Precipitación m3 Tiempo

(Horas)Caudal m3/h m3/h

27,255 0,2

Laminación 4929

1165,8 24 48,575 34,0555 9,46Emulsiones 900

Área Total 5829

to) tratamiende planta la de gpm8(0.1*lluvia) aguas de (Caudal)laminación de Caudal(Total Caudal

Diseño Hidráulico

SCA

BOMBAS CARGAS DEL SISTEMA

Tag Transporte de Fluido (desde - hacia) Hr (m) NPSHd (m) Q (gpm)

P-SCA01 Reservorio - Emulsiones 4,4 10,7 100

P-SCA02 Reservorio - Laminación 11,4 10,2 60

P-SCA03 Reservorio - Laminación 11,4 10,2 60

P-SCA04 Piscina - Reservorio 9,0 11,4 150

P-SCA05 Pozo - Reservorio y Planta de Potabilización 198,3 N/D 60

Diseño Hidráulico

SCA

Carga Hidrostática Neta Requerida

NPSH disponible

Selección de BombasCriterios- Cargas del sistema:

- (H)n- (NPSH)d

- Q- ƞ- W

SCA

BOMBAS CARGAS DEL SISTEMA

Tag Transporte de Fluido (desde - hacia) Hn (m) NPSH (m) Q (gpm)

P-SCA03 Reservorio - Laminación 11,4 10,2 60

Sistema de Enfriamiento

SCA

Planos SCA

SCA

Costos del Sistema de CirculaciónCostos Directos Costos Indirectos

SCA

Costos del Sistema de CirculaciónTotal

SCA

SISTEMA CONTRA INCENDIOS

REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA CONTRA INCENDIOS

• Evaluación de riesgo intrínseco

Densidad de carga de fuego ponderada y

corregida

• Medios de extinción recomendados para las materias primas

• Determinación de equipos para el sistema contra incendios

1. Extintores

Tamaño y localización de extintores para riesgos clase B

Área máxima protegida por extintor clasificación A

Distancia máxima 22.86 m

Distribución de extintores en bodegas y planta de laminación

7 extintores tipo 10-A5 extintores tipo 4-A

1 extintor de CO2

2 extintores tipo 80-B1 extintor tipo 21A -113B

2. Gabinetes

3. Hidrantes

4. Monitor de espuma con boquilla auto-inductora

5. Siamesas

6. Rociadores 7. Boquillas aspersoras

DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE AGUA

Ad = 1500 ft2 d = 0.2 gpm/ ft2

Zona 1 y Zona 2

Q = 619 gpm Pt = 110 psi

Zona 3 y Zona 4

Q = 500 gpm Pt = 106 psi

Demanda del sistema

Q = 685 gpm P = 120 psi

Q = 685 gpm P = 120 psi

DISEÑO HIDRÁULICO DEL SISTEMA DE ESPUMA

Consideraciones:

Protección de monitores para tanques de techo fijo que contienen hidrocarburos

Área de calderosÁrea de calderos

d = 0.16 gpm/ ft2

t = 50 min

Método de dosificación

Demanda de agua

Cargas del sistema contra incendios

Selección de materiales

PLANOS DEL SISTEMA

- P & ID

- Implantación General

- Listado de líneas de tuberías

- Isométrico de construcción

Costos del Sistema Contra IncendiosCostos Directos Costos Indirectos

Costos del Sistema Contra IncendiosTotal

CONCLUSIONESGENERALES• Se realizó el diseño del sistema de circulación, el mismo que

permitirá que el agua recircule y provea de un mayor caudal a los procesos industriales para cumplir con los requerimientos de incremento en la producción.

• Se diseñó el sistema de extinción de incendios cumpliendo los requerimientos del reglamento de prevención, mitigación y protección de incendios del Ecuador, y empleando criterios en base a estándares internacionales como las normas NFPA y el reglamento de seguridad contra incendios en instalaciones industriales de España.

• Se adquirieron conocimientos relacionados al diseño de sistemas de extinción

CONCLUSIONESSISTEMA DE CIRCULACIÓN DE AGUA

• Requerimientos del proceso para determinar equipos • Temperaturas de los procesos• Mínimo número de líneas de tubería• Torre de enfriamiento• Nuevas máquinas laminadoras• Limitante del tiempo de producción en emulsiones• Selección del diámetro de la tubería• Tratamiento de agua y recirculación

CONCLUSIONESSISTEMA CONTRA INCENDIOS• Riesgo intrínseco alto• Demanda del sistema de extinción (rociadores e

hidrante)• Implementación de un monitor de espuma• Nave en la que se fabricarán productos con

poliuretano• Volumen necesario del sistema de extinción 156 m3

• Las bombas dimensionadas para una succión positiva.• Inversión en sistema contra incendios

RECOMENDACIONESGENERALES• Instalar un sistema de control para el sistema de bombeo, con

la finalidad de manejar las bombas, controlar la apertura y cierre de válvulas desde un lugar centralizado, para optimizar tiempos en la producción.

• Se debería complementar el presente trabajo elaborando los planes de emergencia en caso de incendio, alertas, señalización, y desarrollando el sistema de detección de incendios.

• Las industrias deben contemplar proyectos que abarquen temas como la seguridad y el medio ambiente

RECOMENDACIONESSISTEMA DE CIRCULACIÓN DE AGUA• Incluir plan de mantenimiento• Control de las temperaturas• Análisis del agua que alimenta al reservorio• Para mejor refrigeración de las laminadoras• Implementación de un intercambiador de calor

eficiente• Limpieza periódica de los depósitos de agua• Se debe canalizar el exceso de agua lluvia a fin de que

no se mezcle con las aguas de proceso

RECOMENDACIONESSISTEMA CONTRA INCENDIOS• Sistema automático para nivel del agua del reservorio• El anillo principal de tubería• Materia relacionada al diseño y normativas de seguridad• Adquisición de un generador eléctrico• Capacitación del personal para manejo de equipos• Inspecciones, pruebas y mantenimiento del sistema• Muros para aislar los calderos de las instalaciones

aledañas• Verificar estado y ubicación de los extintores