EXAMEN DE INTERPRETACION DE CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES

NOMBRE:NICOLS COFRJASSON GONZALEZLVARO RAPIMANFABIAN GALLARDOMATAS AYAR

FECHA:17/07/2013

ASIGNATURA:PCI1101

PROFESOR:OSCAR RODRIGUEZ

SECCION:009V

INDICE

PORTADA1INDICE2INTRODUCCION3PROCESO PLANTEADO: CICLO DE REFRIGERACIN4CARACTERISTICAS DEL PROCESO DE REFRIGERACIN5LISTADO DE COMPONENTES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS5DESCRIPCION DEL PROCESO DE REFRIGERACIN6COMPRESOR C-1006CONDENSADOR E-1037DEPSITO REFRIGERANTE TK-1047EVAPORADOR E-1028TRAMPA DE SUCCION S-1018CONCLUSIONES9

INTRODUCCION La refrigeracin desde sus inicios ha sido vital para diversas industrias que requieran de su aplicacin. El trabajo de una planta de refrigeracin es enfriar artculos o productos y mantenerlos a una temperatura ms baja que la temperatura ambiente, entonces la refrigeracin se puede definir como un proceso que intercambia calor mediante el efecto de los cambios de temperatura, presin, densidad y masa de un refrigerante. En el siguiente informe se realizara un anlisis a un ciclo de refrigeracin por compresin de vapores basado en un sistema por gravedad, mediante los diagramas de procesos e instrumentacin (P&ID). En l se detallaran los lazos de control e instrumentacin a utilizar que tendrn los principales equipos del ciclo refrigerativo. El informe se desarrollar en base a la siguiente estructura: Planteamiento del proceso refrigerativo Caractersticas general sobre el proceso Plano P&ID del ciclo de refrigeracin en formato A3 (dossier anexo) Listado de componentes e instrumentos tcnicos utilizados Descripcin de proceso desarrollado Conclusiones generalesCabe sealar que la simbologa en instrumentacin y componentes son las normas ISA. En cambio para los equipos es la simbologa de las normas ISO.Este diagrama fue diseado en base a un ciclo de refrigeracin, que puede ser aplicado tanto para refrigerantes Cluorofluorocarburos CFC (R-22) o Hidruro de nitrgeno NH3 (R-717).

PROCESO PLANTEADO: CICLO DE REFRIGERACIN El proceso planteado ser el ciclo de refrigeracin, en la cual este proceso requiere de equipos fundamentales para su funcionamiento, y estos son: el evaporador, condensador evaporativo, vlvula de expansin y el compresor, adems cuenta con equipos de seguridad adicionales como el depsito de refrigerante y la trampa de succin (separador de lquido). En este proceso es muy importante llevar el control y medicin de magnitudes tales como la presin, el flujo, el nivel y la temperatura. Para esto es necesario implementar instrumentos que cumplan los requerimientos de trabajo y seguridad correctos. Para comprender mejor el ciclo se deben comprender algunas leyes de la refrigeracin: Todo liquido al cambiar al estado de vapor absorbe calor del medio que lo rodea La temperatura a la que se evapora un lquido depende de la presin que se ejerce sobre l Todo vapor puede cambiar su estado a liquido si se comprime y se extrae su calor

CARACTERISTICAS DEL PROCESO DE REFRIGERACINEl proceso de refrigeracin por compresin se logra evaporando un gas refrigerante en estado lquido a travs de un dispositivo de expansin en un intercambiador de calor, denominado evaporador. Para evaporarse este requiere absorber calor latente de vaporizacin. Al evaporarse el lquido refrigerante cambia su estado a vapor. Durante el cambio de estado el refrigerante en estado de vapor absorbe energa trmica del medio en contacto con el evaporador. A esta cantidad de calor contenido en el ambiente se le denomina carga trmica. Luego de este cambio energtico un compresor mecnico se encarga de aumentar la presin del vapor para condensarlo dentro de otro intercambiador de calor conocido como condensador. En este intercambiador de calor el gas se libera del calor latente de la carga trmica. Ya que este aumento de presin adems produce un aumento en su temperatura, para lograr el cambio de estado del fluido refrigerante y producir el subenfriamiento del mismo es necesario enfriarlo al interior del condensador. De esta manera, el refrigerante ya en estado lquido, puede evaporarse nuevamente a travs de la vlvula de expansin y repetir el ciclo de refrigeracin por compresin. LISTADO DE COMPONENTES E INSTRUMENTOS UTILIZADOSUBICACIONCOMPONENTE O INSTRUMENTOMODELO - MARCACARACTERISTICAS TECNICAS

C-100 CompresorPC-100KP-15 DANFOSSLP: PS/MWP = 17 bar HP: PS/MWP = 35 bar

E-103 CondensadorPC-103POV 600 DANFOSSRango T-50 - 150 P ajuste 25 Bar

TK-104 DepositoLG-105LLG 185 DANFOSSMx. P trabajo 25 bar Rango de T-10/100 C

TK-104 DepositoLC-104RT280A DANFOSSClase de contacto DC13=12 W, 220 V Tipo sensor=Elemento sensor de calor

E-102 EvaporadorE-XV-05EVRA 25 DANFOSS

Refrigerantes: R 717 (NH3), R 22, R 134a, R 404A, R 12, R 502 T media: -40 - +105C

E-102 EvaporadorE-PC-06PM1-32Mx P de trabajo 28 bar

S-101 T.succionLC 101EKS 38 DANFOSST max de servicio -50 a 65 C en sensor de flotador

Nota: Componentes ms importantes en el ciclo de refrigeracinDESCRIPCION DEL PROCESO DE REFRIGERACIN En esta seccin analizaremos el ciclo de refrigeracin con los equipos, instrumentos y componentes especificados en el dossier de forma ms detallada.COMPRESOR C-100En el ciclo de refrigeracin planteado el proceso comienza con la activacin de un compresor centrfugo C-100 que tiene por funcin succionar gas refrigerante a baja presin y comprimirlo hasta descargar gas refrigerante a alta presin, para esto es comandado por un controlador de presin PC 100, de l se derivada una seal elctrica a la vlvula con volante manual comandada por un control de vlvula CV-100, paralelamente PC-100 recibe una seal elctrica de alarma de presin baja y alarma de presin alta PAH-100/PAL-100 que se encuentran conectados por medio de tubos capilares a C-100. Todos estos componentes en instrumentos pertenecen al lazo de control N100.CONDENSADOR E-103Una vez elevado la presin del gas refrigerante por medio de C-100, este se dirige hasta el condensador E-103, en este equipo el refrigerante es subenfrado para el cambio de estado de gas a lquido. En E-103 se ubica el controlador de presin principal de comando, que es el PC-103, de l se alimenta por medio de seal elctrica un controlador PSV-103 que activa la vlvula de alivio en caso de sobrepresin E-PSV-103 que est conectada directamente a la tubera de flujo del gas. Esta alarma de sobre presin es enviada a travs de la seal de salida que mide la vlvula de reguladora de presin E-PAH-103 conectada directamente al elemento primario de presin PE-103 y est enva la seal elctrica al controlador principal PC-103. Todos estos componentes son de seguridad para evitar la sobre presin en EC-103, ya que en este equipo se eleva considerablemente la temperatura y presin del gas refrigerante. El lazo de control a este equipo es el N103DEPSITO REFRIGERANTE TK-104El refrigerante ya en estado lquido es depositado en el depsito o recipiente TK-104, en este equipo se mide la variable de nivel de lquido e inyeccin. En l se encuentra el nivel de lquido en vidrio LG- 105 que es visible para el operador, en este caso es un lazo de control cerrado del tipo manual. La medida de seguridad el equipo se basa en el control de nivel LC-104 conectado directamente a TK-104. El control de nivel LC-104 emite una seal elctrica cuando este tiene sobre-nivel de refrigerante, recepcionando esa seal el control de la vlvula de alivio PSV-104 activando cuando sea necesario la vlvula de alivio TK-PSV-03. Los lazos de control asociados a este equipo corresponden al N 104, excepto el control de nivel LG-105.La salida del refrigerante se efecta por la tubera de 1 P-02, en esta tubera esta instala una vlvula de control por medio de una bobina solenoide XV-102 que pertenece al lazo de control N102 correspondiente al evaporador.EVAPORADOR E-102En este equipo se realiza el proceso fundamental para el enfriamiento del producto. El condensador E-102 realiza el intercambio de caloras entre el gas refrigerante y la absorcin de calor de los productos. Este equipo es comandado generalmente por la vlvula piloto servo-accionada E-PC-06 (PM1-15), esta vlvula est controlada por seal electromagntica con PC-102, este a su vez enva una seal elctrica a la vlvula de control solenoide CV-102 que da el paso al flujo del refrigerante en la vlvula E-XV-05, cuando la presin de evaporacin es mayor a la regulada en la vlvula pilotada E-PC-06. La vlvula de control CV-102 tambin es comandada por el controlador de temperatura TC-102 donde esta recibe la seal elctrica del elemento primario de temperatura TE-102 colocada en la cmara frigorfica, este sensor de temperatura al llegar a su set point, en este caso supondremos que la cmara est regulada para llegar a una temperatura de 0c con un diferencial de 0.5c, esta enva la seal de retorno a TC-102 y este controlador remite esa seal elctrica a XV-102 y CV-102 deteniendo el flujo de refrigerante. Entonces podemos apreciar que el funcionamiento E-102 est controlada por las variables de presin y temperatura.TRAMPA DE SUCCION S-101La finalidad de ese equipo es evitar el retorno excesivo de gas refrigerante hacia el compresor, sin este equipo se podra daar considerablemente C-100 si algn dispositivo o componente llegara fallar, ya que por accin del gas refrigerante a baja presin congelara de manera inmediata los elementos internos del compresor (cigeal, metales de biela, culatas, etc.).En S-101 se disponen componentes de seguridad de nivel de refrigerante, en el tenemos los instrumentos de alarma de nivel alto y alarma de nivel bajo LAH-101/LAL-101 estn conectados a S-101 por tubera en el cual acta un electro-imn como sensor. Ambos controles de nivel envan la seal cuando se activa el electroimn ya sea de bajo o alto nivel, al controlador de nivel principal LC-101 cuando este controlador recibe esta seal, la enva directamente a la vlvula de control CV-100 para cerrar esta vlvula cuando S-101 se encuentre con alto nivel o disminuir la apertura de la vlvula cuando tenga nivel bajo, paralelamente cuando LAH-101 detecte un sobrenivel de gas refrigerante mediante conexin de proceso, la vlvula de alivio de presin se abrir para reducir la presin en el recipiente.El ciclo de refrigeracin continua su operacin gracias a la compresin del gas refrigerante en el compresor C-100.

CONCLUSIONES Al finalizar este anlisis de instrumentacin en un proceso de refrigeracin, podemos concluir que los componentes e instrumentos utilizados realizan de manera efectiva y precisa la medicin de variables tales como presin, temperatura y nivel; variables que el hombre no podra obtener manualmente de manera precisa y segura.Los lazos de control aplicados se intercomunican al igual que el ciclo de refrigeracin, es decir que los controladores envan la seal tanto en el inicio del ciclo y termina en el comienzo del primer controlador EJ: el lazo de control CV-100 acta sobre un vlvula de control en base a una seal de presin enviada por PC-100, esto hace que el refrigerante fluya en funcin de la presin del compresor, pero tambin PC-100 tambin es controlada por la ltima etapa del ciclo LC-101.Para resumir el trabajo realizado en este trabajo hemos aplicado los conocimientos que hemos adquirido en clases, que fueron de gran utilidad para realizar un diagrama de instrumentos de una planta, adems, la descripcin de todos y cada uno de los instrumentos que intervinieron en el diagrama. Tambin podemos acotar que este trabajo fortalece nuestros conocimientos en cuanto a Instrumentacin Industrial preparndonos para trabajos reales en cualquier tipo de industria.

6DUOC UC SEDE SAN BERNARDO - INTERPRETACION DE CONTROL DE PROCESOS INDUSTRIALES - PCI1101