UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL

FRANCISCO DE MIRANDAPROGRAMA DE INGENIERIA QUIMICA

ASIGNATURA: DISEÑO DE PLANTASPROF.: CARMEN BROCKPrimer Periodo del 2004

DIAGRAMAS DE FLUJO DE PROCESOS & DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN

El objetivo primordial de este documento es establecer las pautas que se deberán seguir

en la elaboración en los diagramas de tubería e instrumentación y diagrama de flujo de

procesos. En el mismo se indican los principales tipos de diagramas para así tener un

conocimiento general de los mismos y determinar los límites en la elaboración de cada

uno de ellos.

Además se describe cuales son los diferentes rangos de responsabilidad por disciplina

otorgados en la elaboración de cada diagrama

Toda la simbología y demás representaciones gráficas, están basadas en las Normas de

Petróleo de Venezuela (PDVSA), número PDVSA L-TP 1.1

1. TIPOS DE DIAGRAMA DE PROCESO

Los tipos básicos de diagrama de proceso son

Diagrama de flujo de proceso –DFP,

Diagrama de balance de Servicios industriales DSI

Diagrama de sistemas de efluentes DSE

Diagrama de tubería e instrumentación DTI, PI&T´S

1.1 DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO (DFP)

El diagrama de flujo de proceso es una representación esquemática del proceso, sus

condiciones de operación normal y su control básico. Este también indica los efluentes

líquidos, gases o sólidos emanados del proceso y su disposición.

El diagrama incluye el balance de masa e información para el diseño y

especificaciones de equipos, sirviendo de guía para el desarrollo del Diagrama de

tubería e instrumentación.

1.2 DIAGRAMA DE BALANCE DE SERVICIOS INDUSTRIALES (DSI)

Este diagrama indica los servicios necesarios para el funcionamiento de la planta.

Muestra el balance de masa, si así es requerido, para más de un modo operacional:

arranque de planta, operación normal, producción máxima y parada de planta

Un diagrama por separado debe ser preparado para cada servicio. Los diagramas de

balance típicamente se hacen para los siguientes sistemas:

Sistema e generación de vapor y condensados

Tratamiento de agua de caldera y químicos

Agua de enfriamiento

Sistema de refrigeración

Sistemas de aceites de sello y lubricación

Compresores y secadores de aire de planta y de instrumentos

Generación de potencia principal y auxiliar

Generador de gas inerte

Sistema de agua contra incendios

Sistema de aceite de enfriamiento

Sistema de aceite de calentamiento

Otros que pudieran presentar durante el desarrollo del proyecto

1.3 DIAGRAMA DE SISTEMA DE EFLUENTES

Este diagrama muestra todos los efluentes líquidos, gases, y sólidos y su tratamiento

para garantizar la calidad ambiental. Los diagrama básicos que se prepara son:

Distribución de Efluentes y tratamientos de los mismos

Sistema de Alivio y mechurrios

1.4 DIAGRAMA DE TUBERÍA E INSTRUMENTACIÓN (DTI )

El diagrama de tubería e instrumentación muestra el proceso principal con los detalles

mecánicos de equipos, tuberías y válvulas, así como también los lazos de control.

Esta información sirve de guía para llevar a cabo las actividades de ingeniería y

construcción de la planta, por lo cual su preparación requiere de un alto grado de precisión

y una completa información.

Los DTI deben reflejar la actualidad de la planta y por tal razón su actualización debe ser

un requisito primordial, después de cualquier trabajo que se realice en la planta.

Los tipos de DTI que se elaboran son:

DTI de proceso

DTI de Servicios Industriales y Sistema de efluentes

DTI de Proceso

Este diagrama muestra todos los equipos, tuberías, instrumentos, sistemas de control y

elementos necesarios para la operación segura de la planta, indicándose los sistemas

de productos en especificaciones y de reproceso o fuera de especificación

DTI de servicios industriales y sistema de efluentes

El diagrama de servicios industriales y sistemas de efluentes define los equipos,

tuberías, instrumentos, sistemas de control y otros elementos necesarios para el

funcionamiento de los servicios industriales conjuntamente para las unidades de

proceso, sistema de tratamiento de efluentes y facilidades de disposición

Los siguientes sistemas pueden estar incluidos en este tipo de diagrama:

Sistema de generación de vapor y condensados

Tratamiento de agua de caldera

Agua de enfriamiento

Sistema de refrigeración

Sistema de aceite de sello y lubricación

Compresores y secadores de aire de planta y de instrumentos

Generación de potencia principal y auxiliar

Generadores de gas inerte

Sistema contra incendios

Sistema de gas caliente

Sistema de distribución de efluentes y tratamiento

Sistema de alivios y mechurios

Otros que se puedan presentar durante el desarrollo del proyecto

1.5 RESPONSABILIDADES

Este documento describe únicamente las responsabilidades concernientes a los

diagrama de flujo de proceso y diagrama de tuberías e instrumentación.

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO

El Ingeniero de proceso es el responsable del desarrollo de los Diagramas de

Flujo de Procesos (DFP), desde su emisión inicial hasta su aprobación final. El

ingeniero de proceso responsable de la elaboración de los DFP, debe interactuar

con el ingeniero de Proceso responsable del desarrollo de los Balances de Masa

y Energía y Sumario de Propiedades de Corriente, y con el Ingeniero de

instrumentación y Control de Proceso responsable de revisar los esquemas de

control, a fin de obtener la versión definitiva de lo DFP.

DIAGRAMAS DE TUBERIA E INSTRUMENTACIÓN

La elaboración de los diagramas de tubería e instrumentación (DTI), es producto

de un equipo de trabajo integrado por ingenieros de las siguientes

especialidades: Proceso, mecánico e instrumentación y Control de proceso.

El Ingeniero de proceso es el responsable del desarrollo de los DTI desde su

emisión inicial hasta su aprobación final

El ingeniero de proceso responsable de la elaboración de los DTI, debe

interactuar con el Ingeniero de proceso responsable de la emisión de los

Diagramas de Flujo de Proceso (DFP); con el Ingeniero Mecánico responsable

de representar la numeración y material de tuberías, válvulas, puntos de enlace

(Tie-ins), boquillas y accesorios. Con los Ingenieros de Proceso y mecánicos

responsables de la emisión de las Hojas de Datos de equipos, y con el ingeniero

de instrumentación y control de Proceso responsable de representar todos los

lazos de control, a fin de obtener la versión definitiva de los DTI´s

Las bases para la preparación de los DTI son:

Se requiere disponer de los DFP aprobados

Deben ser desarrollados por plantas, secciones o áreas según

los DFP y seleccionar en cuantas hojas de plano se pueden

representar cada sección, dependiendo de la cantidad de

información, de manera de garantizar que no quede

aglomerado

Preparar un borrador del DTI en conjunto con los Ingenieros

Mecánicos y de instrumentación y control de proceso.

No se muestra el Balance de masa y Energía

Generalmente la representación del proceso será de izquierda

a derecha, siempre que se pueda

Es necesario preparar varias emisiones antes que se alcance

su aprobación final, y donde se realice cambios, deben ser

identificados con el símbolo de un triangulo dentro del cual se

enumera la revisión. Cuando se llega a la aprobación final se

borran todos los triángulos.

Los cambios en el DTI deben realizarse usando el código de

colores para correcciones

Amarillo: Revisado y esta correcto

Rojo: Añadir

Verde: Eliminar

Azul: Comentarios

El ingeniero de Proceso debe mantener una copia del DTI

como una “copia Maestra”. Según se desarrolla el DTI, la

información deberá ser arreglada usando el código de colores.

DISTRIBUCIÓN DE LOS EQUIPOS

se deben utilizar los simbolos de equipos establecidos en el Anexo A

de las normas de PDVSA L-TP-1.1

Se dejara suficiente espacio entre equipos para la tubería de

Instrumentación.

Las columnas o torres, reactores, tambores, tanques, y calentadores

se muestran en la mitad del plano. El código del equipo se escribe

dentro del dibujo o adyacente al símbolo del mismo. La descripción de

los equipos se escribe en la zona superior del plano y alineada

verticalmente con el equipo

Las columnas o torres, compresores y hornos poseen la mayoría de la

tubería e instrumentación y por lo tanto necesitan mas espacio. Si se

quiere mas de una hoja para mostrar todo el contenido del Diagrama

de flujo de Proceso, el DTI será dividido donde ocurra la menor

interrupción en la continuidad y legibilidad del proceso. Equipo que

funcionen integralmente deberán aparecer en el mismo DTI. Por

ejemplo: una columna de fraccionamiento y un rehervidor asociado no

deben aparecer en hojas separadas

Las bombas y compresores se muestran en la zona inferior del plano.

El código del equipo se escribe debajo o adyacente del símbolo de los

mismos, mientras que la descripción de esto equipos se escribe en la

zona superior o inferior del plano, dependiendo de la cantidad de

información.

Los condensadores de tope normalmente se mostraran encima del

tambor de reflujo, los rehervidotes se dibujaran al lado de la torre o

columna, etc. Sin embargo, los condensadores instalados a nivel del

piso deben ser dibujados por debajo del tambor de reflujo.

Los demás equipos, deben ser ubicados de manera de representar lo

mejor que se pueda sus funciones básicas

Cuando no sea importante la ubicación física, los equipos deben

distribuirse en la secuencia lógica del flujo de proceso y en forma

conveniente para simplificar las tuberías de conexión .

En lo posible, los tamaños de los equipos a presión en cada DTI

deben tener la relación apropiada entre unos y otros.

Se asignara un espacio para equipos en paquetes a ser incluida en el

DTI, sino esta disponible la información del suplidor en ese momento.

Si están disponibles los dibujos preliminares del suplidor ( plano de

fabricante), pueden ser usados; pero cuando lleguen los dibujos

certificados del equipo en paquete, el diagrama debe ser verificado

para ver si es consistente con los mismos. Para paquetes de cierta

complejidad, no es necesario mostrar una configuración detallada en

el DTI.

Las tuberías, instrumentos y señales de interconexiones que sea

responsabilidad del proyecto y no del suplidor, deben mostrarse y

describirse como en el resto del DTI.

Cuando varios renglones del equipo son suplidos preensamblados

por el vendedor, el equipo en paquete del suplidor será encerrado

dentro de una línea punteada alrededor del sistema paquete. Esta

línea definirá los límites de responsabilidad del sistema y mostrará los

puntos de enlace “Tie-in” de las tuberías e instrumentos.

Cuando un sistema suplido por un vendedor no sea extenso, los

puntos de conexión pueden mostrarse como símbolos de cambio de

especificaciones de la tubería y las palabras “ Por el Fabricante” “ Por

el Contratista” y “ Por el Vendedor” en lñados correspondientes del

símbolo.

Mostrar todas las bridas de los equipos

Mostrar esquemáticamente en líneas punteadas los internos de los

recipientes a presión y tanque atmosféricos.

TUBERÍAS DE PROCESO

SE DEBEN MOSTRAR LOS SIMBOLOS DE TUBERÍAS SEGÚN EL Anexo c

de las normas PDVSA L-TP 1.1

Se utilizarán dos líneas bases:

Línea de trazo grueso para representar la tubería nueva a instalar,

línea de trazo fino para representar la tubería existente

el sentido de flujo en el proceso es generalmente de izquierda a derecha

todas las tuberías de proceso que entran o salen de un DTI se deben iniciar

con una flecha dentro de la cual se escribe un corto y conciso titulo

descriptivo de la corriente, de donde proviene o hacia donde va y el número

del plano

la corriente de alimentación inicial se representa por una flechas circunscrita

en un círculo negro

las líneas de servicios deben originarse o finalizar a una distancia corta del

equipo de llegada u origen

si dos líneas se cruzan, se cortará la línea vertical en lugar de la horizontal.

Las líneas de instrumentos siempre se deben cortar al cruzar con las líneas

de tubería de proceso

las faldas de recipientes y otros equipos de soporte no se muestran. Las

bocas de visita y pasan hombre se muestran tan solo cuando sean

necesarios.

El símbolo de cambio de especificación se usará para mostrar donde

cambian las especificaciones de la línea

El símbolo de reducción no se usa, excepto cuando un cambio en el tamaño

de la línea no es evidente por si mismo o es requerido en un sitio particular

por razones de proceso

El equipo existente se traza con línea suave. Equipos y tuberías futuras

generalmente no se muestran en los DTI, pero si es necesario mostrarlos,

pueden ser trazados con líneas punteadas. La tubería existente se muestra

con líneas suaves, sólidas.

Todas las secciones incompletas del DTI, debido a falta de datos, serán

marcadas con un círculo y la palabra “Pendiente”

Estará escrita dentro del área del círculo.

TUBERÍA DE INSTRUMENTACIÓN

se deben utilizar los símbolos y números de identificación, de acuerdo a lo

establecido en las normas ISA

Se debe indicar los instrumentos o indicadores que deben ser legibles desde el

piso o desde una plataforma

Se deben indicar los sistemas automáticos de parada de emergencia o “

shutdow system”

Se deben indicar los instrumentos que requieren sellos líquidos o que deben ser

purgados con aceite, aire o gas

Se deben indicar las válvulas de los instrumentos cuando éstas son requeridas

por razones de proceso o para clarificar la función del instrumento, como por

ejemplo: los drenajes de los indicadores de nivel y las válvulas alrededor de los

analizadores ( no es necesario indicar el tamaño de estas válvulas)

LAZOS DE CONTROL

se deben utilizar los símbolos y números de identificación de acuerdo a lo

establecido en la normas ISA.

Los lazos de control deben representar todos los elementos necesarios para

describir adecuadamente se estructura y funcionamiento. Así los

componentes intermedios como elementos primeros, transmisores, relees,

indicadores, switches, etc. Deben ser dibujados.

SEGURIDAD DEL PROCESO

Los DTI deben tener la información correspondientes a los elementos de seguridad,

tales como: válvulas de bloqueo, válvulas de alivio, discos de ruptura, válvulas de

expansión térmica, aislante, etc., para cada equipo, tubería de proceso y tubería de

servicio, ubicados tanto en tierra firme como costa afuera.

LOS DTI DEBEN PRESENTAR LA SIGUIENTE INFORMACIÓN MÍNIMA:

EQUIPOS:

Todos los equipos de proceso, incluyendo equipos de respaldo, con el mismo

detalle de los equipos principales.

Cada equipo con los siguientes datos: Identificación, nombre, características de

diseño, espesor y tip de aislamiento. Las Unidades de medición deberán ser

consistentes con las utilizadas en los DFP y en las Hojas de especificaciones de

Equipos

A continuación se muestra la información básica a reportar:

EQUIPOS: DATOS A INCLUIR

Reactores:

Identificación

Nombre

Diámetro interno y longitud Tag / tag (T / T)

Presión y temperatura de diseño

Lechos de Catalizador

Materiales de construcción

Requerimientos de aislamiento

Internos

Boquillas de los puntos de alimentación y productos,

reciclos, de instrumentos de control y venteo, drenajes,

pasahombre (manhole). Etc.

Elevación desde el nivel de piso hasta la línea tangente de

fondo del reactor

Niveles de operación de líquido (normal, bajo y alto)

Columnas o torres

Identificación

nombre

Diámetro interno y longitud T/T

Presión y temperatura de diseño

Platos (Números, tipo, espacio entre platos)

Empaques ( altura o profundidad, tamaño, tipo/suplidor y

materiales)

Materiales de construcción

Boquillas de los puntos de alimentación y productos,

reciclos, de instrumento de control y venteo, drenajes,

pasahombres, etc.

Elevación desde el nivel de piso hasta la línea tangente del

fondo de la columna y altura relativa respecto a los

termosifones

Requerimientos de aislamiento

Niveles de operación de líquidos

Internos

TAMBORES (SEPARADORES / ACUMULADORES

Identificación

Nombre

Diámetro interno y longitud T/T

Presión y temperatura de diseño

Materiales de construcción

Boquillas de los puntos de alimentación y productos,

reciclos, de instrumento de control y venteo, drenajes,

pasahombres, etc

Elevación desde el nivel de piso hasta la línea tangente del

fondo de la columna y altura relativa respecto a los

termosifones

Diferencial de presión

Densidad

Potencia materiales de construcción

Requerimientos de aislamiento

Filtros (Strainer) permanente y temporales en líneas de

succión

Para equipos en paquete, se identifican por un contorno con líneas punteadas

( tuberías e instrumentación asociada con el paquete, es responsabilidad del vendedor,

por lo que no debe mostrarse)

Los equipos nuevos a instalar se muestran con un trazo grueso y los equipos

existentes con un trazo fino.

Los impulsores o unidades motrices de bombas, compresores, ventiladores,

enfriadores por aire, agitadores, etc.

Los sistemas de lubricación de los cojinetes y de los sellos de las bombas y

compresores

Las conexiones para limpieza química de equipos, tales como intercambiadores de

agua salada

Los equipos que no hayan diseñados para soportar los diferenciales máximos de

presión (como en el caso de los intercambiadores, cuando un lado está a la presión de

operación y el otro está siendo venteado)

Los equipos que necesitan avisos para evitar condiciones peligrosas, como por

ejemplo: la expansión térmica de líquidos dentro de intercambiadores de calor

Los sistemas de protección contra incendios de los motores no deben ser indicados en

los DTI.

TUBERÍAS, ACCESORIOS Y VÁLVULAS

Tuberías y Accesorios:

Todas las tuberías de proceso y servicios hacia y desde el equipo, identificadas con

diámetro nominal, tipo de servicio, número de línea, especificación y dirección de

flujo. Las tuberías las cuales no tienen usos continuos son identificadas por su

función de arranque, y parada, etc.

La identificación y numeración de las tuberías en los SDTI deben realizarse

siguiendo los criterios de la normas PDVSA L-TP 1.3

Las tuberías y el orden en donde deben ser enumeradas son:

Tuberías principales, ramales y líneas auxiliares

Cabezales de servicio y conexiones de ramales

Drenajes conectados al sistema de recolección

Venteo u otras conexiones de boquillas que son llevadas más

allá de la válvula de bloqueo.

Las tuberías que no deben ser enumeradas son:

Desvíos de válvulas de control en los múltiples

Venteo, drenajes, conexiones de boquilla a boquilla de

intercambiadores apilados y rehervidotes a las conexiones de la

torre u otras conexiones en equipos que tienen válvula y disco

ciego pero no tienen tubería física. Las válvulas, ciegos,

pernos, empacaduras en estas conexiones reciben un número

de referencia al equipo en lugar de número de línea.

Tuberías de instrumentos

Tuberías por el suplidor o vendedor como parte de equipos en

paquetes

Los cambios de diámetros de las tuberías y puntos donde

cambian de especificación

Todas las conexiones incluyendo válvulas de control y de

seguridad que no estén de acuerdo a las especificaciones de

las tuberías deben indicarse, así como todas las bridas de

“rating” con diámetro mayor a la tubería.

Deben identificarse las tuberías que manejan flujo de dos fases.

Todos los venteos, drenajes y puntos de purga requeridos para

propósitos de operación, parada y arranque

Las conexiones para toma muestras y todas las trampas de

vapor requeridas para la operación normal.

Puntos de unión que conectan paquetes con tuberías suplidas

por el vendedor y con tubería suplida por el proyecto. La

identificación de estos puntos debe ser consistente con los

diagramas de flujo del vendedor.

Cabezales, sub-cabezales y ramales deben mostrarse en un

buen trazado de plano, por ejemplo, el recorrido de los

cabezales y la secuencia de las separaciones para los ramales

son esquemáticamente similar al de la tubería final actual.

El sistema de servicios y efluentes puede cubrir más de un

proceso o área sobre un simple diagrama

Cada servicio y sistema de efluente deberá mostrarse en

diagramas separados.

Las tuberías con trazas de vapor o eléctricas.-

Todas las tuberías enterradas y el punto donde entran a tierra

Los componentes especiales de tuberías, tales como juntas de

expansión, mangueras flexibles, filtros permanentes o

temporales, ciegos especiales, trampas de vapor, carretos

removibles la información dimensional puede mostrarse como

detalle.

Puntos de enlace “Tie-ins” que conectan paquetes con

tuberías suplidas por el vendedor y con tuberías suplida por el

proyecto. La identificación de estos puntos deben ser

consistentes con los DTI del vendedor

Vapores de venteo a la atmósfera o al sistema del mechurrio,

saldrán por el tope a la derecha del diagrama.

Conexiones de servicio a los equipo de proceso son mostrados

adyacente al equipo.

Todas las líneas de servicios y efluentes de proceso deberán

delinearse con un mínimo cambio de dirección. Las flechas

indicando la dirección de flujo en lugar de líneas segmentadas

Los puntos de enlace “Tie-in” con renglones de equipos y

tuberías existentes.

Las tuberías para pulgar o sofocar las descargas de las

válvulas de seguridad con vapor o gas.

Los fluidos que contengan componentes químicos peligrosas y

que por lo tanto no deben ser venteados o drenados a la

atmósfera.

El diámetro interno de los orificios, venturas, toberas y gamma.

En las descargas a la atmósfera, se deben indicar si los

vapores son tóxicos o inflamables y la elevación mínima de

descarga.

Válvulas:

Todas las válvulas (que no sean para instrumentos ) por tipo de acuerdo a las

normas del proyecto. El tamaño de la válvula, tipo y material si es diferente

al tamaño de la línea serán indicadas.

Los sellos “CSC” o “CSC” en las válvulas de bloqueo.

Las válvulas de purga entre las válvulas de doble bloqueo.

Las válvulas de drenajes entre las válvulas de bloqueo con “CSC” en las

líneas de entrada y descargas de estas.

Las válvulas de drenajes y venteo en la succión y descarga de las bombas

centrifugas.

Las válvulas designadas como válvulas de bloqueo y que requieren de

asientos de “ stellite”, al igual que las válvulas tipo ventura, deben ser

señaladas.

Las válvulas de las conexiones de servicios a equipos.

Las válvulas de bloqueo en los límites de batería

Las válvulas de retención “ChecK” para permitir el calentamiento de alguna

bomba, deben ser señaladas con una nota.

Las válvulas usadas para bloquear o parar un equipo en caso de

emergencia, o usadas para despresurizar o bajar el nivel de líquido de un

equipo rápidamente en caso de emergencia, deben ser claramente

indicadas.

INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL DE PROCESO:

Indicar cada instrumento con su identificación, símbolo y función en concordancia

con las normas ISA – S-5.1 A 5.5, según anexo de las normas PDVSA L- TP-1.1.

Mostrar todos los lazos de control en los equipos, según anexo E y F de PDVSA –L-

TP-1.1.

Mostrar válvulas de control y válvulas de desvíos “by-pass” cuando sean

requeridas.

Indicar instrumentos en líneas, mostrando su tamaño si es diferente al tamaño de la

tubería.

Indicar válvulas de seguridad y de alivio con su respectiva presión de ajuste o

disparo y dimensiones.

Indicar acción de las válvulas de control con falla de aire. Se indicara FO: falla

abierta y FC: falla cerrada.

Para la válvulas solenoides, indicar acción de la válvula en condiciones

desnergizada.

Indicar función y posiciones de selectores o conmutadores.

Mostrar identificación de funciones en instrumentos especiales.

Mostrar representación de interconexión neumática y eléctrica.

Indicar puntos de conexiones a la computadora o registro de datos.

Indicar conexiones para lavado o purga de instrumentos.

Mostrar límite de suministro por otros en unidades paquetes.

No se muestran las válvulas de aislamiento de instrumentos.