SISTEMAS DE DESFOGUES Y QUEMADORES EN …legismex.mty.itesm.mx/normas/pemex/nrf-031-pemex-2002-proy.pdf · no. de documento proy-nrf - 031 - pemex - 2002 revisión: 0 comitÉ de normalizaciÓn

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  • No. de Documento: PROY-NRF-031-PEMEX-2002

    Rev.: 0 COMIT DE NORMALIZACIN DE PETRLEOS MEXICANOS Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

    Fecha: 09 de julio de 2002 PGINA 1 DE126

    SUBCOMITE TCNICO DE NORMALIZACIN DE PEMEX-EXPLORACIN Y PRODUCCIN

    SISTEMAS DE DESFOGUES Y QUEMADORES

    EN INSTALACIONES DE PEMEX EXPLORACION Y PRODUCCIN

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    COMIT DE NORMALIZACIN DE PETRLEOS MEXICANOS Y

    ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

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    PGINA 2 DE 126

    HOJA DE APROBACIN

    ELABORA:

    ING. MANUEL PACHECO PACHECO COORDINADOR DEL GRUPO DE TRABAJO

    PROPONE:

    ING. LUIS RAMREZ CORZO PRESIDENTE DEL SUBCOMIT TCNICO DE NORMALIZACIN

    DE PEMEX-EXPLORACIN Y PRODUCCIN

    APRUEBA:

    ING. RAFAEL FERNNDEZ DE LA GARZA PRESIDENTE DEL COMIT DE NORMALIZACIN DE PETRLEOS MEXICANOS

    Y ORGANISMOS SUBSIDIARIOS

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    PGINA 3 DE 126

    CONTENIDO

    CAPTULO PGINA

    0. INTRODUCCIN. .............................................................................................................................. 4

    1. OBJETIVO. ....................................................................................................................................... 5

    2. ALCANCE. ......................................................................................................................................... 5

    3. CAMPO DE APLICACIN. ................................................................... ............................................. 5

    4. ACTUALIZACION. ............................................................................................................................. 5

    5. REFERENCIAS. ............................................ .................................................................................... 6

    6. DEFINICIONES. ................................................................................................................................ 6

    7. SMBOLOS Y ABREVIATURAS, ....................................................................................................... 14

    8. DESFOGUES. ............................................................................................................................. ...... 18

    8.1 Materiales. ............................................................................................................................... 18

    8.2 Diseo. .................................................................................................................................... 20

    9. QUEMADORES. ................................................................................................................................ 39

    9.1 Diseo. .................................................................................................................................... 39

    9.2 Materiales. ............................................................................................................................... 54

    9.3 Tubera e instrumentacin. ...................................................................................................... 58

    9.4 Ruido. ...................................................................................................................................... 64

    9.5 Garanta. .................................................................................................................................. 65

    10. INSPECCIN. ................................................................................................................................... 65

    11. PRUEBAS. ......................................................................................................................................... 65

    12. RESPONSABILIDADES...................................................................................................................... 66

    13. CONCORDANCIA CON NORMAS MEXICANAS O INTERNACIONALES. ...................................... 66

    14. BIBLIOGRAFA. ................................................................................................................................. 66

    15. ANEXOS. ........................................................................................................................................... 68

    15.1 Tabla 1 Lmites de concentracin permisibles. ....................................................................... 69

    15.2 Figuras. .................................................................................................................................... 71

    15.3 Hoja de datos de quemadores. ................................................................................................ 117

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    0. INTRODUCCIN.

    Durante el diseo de los sistemas de proceso en plataformas marinas, en plantas terrestres de separacin de aceite-gas, en lneas de conduccin y reas de almacenamiento de crudo que requieran de un sistema de desfogues, debe tenerse especial consideracin en incluir sistemas de seguridad para controlar las variaciones en las condiciones de operacin y disponer en forma segura los gases o vapores resultantes.

    Los sistemas de seguridad que deben existir en toda planta de proceso para proteger al personal, al equipo, a las instalaciones y al ambiente, durante una condicin de operacin no deseada, son llamados sistemas de relevo, alivio o ms comnmente desfogues y quemadores. Estos son empleados para disponer en forma adecuada y segura, los fluidos provenientes de los dispositivos de seguridad instalados en los equipos o lneas de proceso, los cuales actan generalmente como respuesta a condiciones de sobrepresin o aumento de flujo. El aumento de presin puede ser causado por las condiciones intrnsecas del proceso (fallas operacionales) o por situaciones de emergencia tales como fuego, expansiones trmicas o fallas de servicios auxiliares.

    Para realizar el diseo y la seleccin de los dispositivos de seguridad, se deben analizar las posibles causas del relevo dependiendo del tipo de proceso y las caractersticas de los fluidos que se manejen. As mismo se debe realizar un anlisis de riesgo integral como planta o sistema.

    Este documento se realiz en atencin y cumplimiento a:

    Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin.

    Reglamento de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin.

    Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Pblico.

    Reglamento de la Ley de Adquisiciones, Arrendamientos y Servicios del Sector Pblico.

    Ley de Obras Pblicas y Servicios Relacionados con las Mismas.

    Reglamento de la Ley de Obras Pblicas y Servicios Relacionados con las Mismas.

    Gua para la redaccin, estructuracin y presentacin de las normas mexicanas NMX-Z-13/1-1997.

    Gua para la Emisin de Normas de Referencia de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.

    Participaron en su elaboracin las Dependencias de Petrleos Mexicanos, Instituciones y empresas que se indican a continuacin:

    Pemex Exploracin y Produccin

    Petrleos Mexicanos

    Instituto Mexicano del Petrleo

    Industrias Therme, S. A. de C.V.

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    Vlvulas de Seguridad, S. A. de C.V.

    Vlvulas de Seguridad Cuevas, S. A. de C.V.

    1. OBJETIVO.

    Esta norma establece los criterios y requisitos mnimos de diseo y recomendaciones generales para la seleccin de materiales aplicables para la construccin de los sistemas de desfogues y quemadores en las instalaciones de proceso, sistemas de transporte y almacenamiento de Pemex Exploracin y Produccin.

    2. ALCANCE.

    Esta norma cubre los requisitos de diseo y de seguridad, para una ptima operacin y funcionamiento de los sistemas de desfogues y quemadores, en las instalaciones terrestres y costafuera que manejen y procesen la produccin de hidrocarburos en Pemex Exploracin y Produccin.

    3. CAMPO DE APLICACIN.

    Los lineamientos y requisitos contenidos en esta norma, son de aplicacin general y obligatoria en los Centros de Trabajo de Pemex Exploracin y Produccin en el diseo y seleccin de los sistemas de desfogue y quemadores para las instalaciones de produccin, transporte y almacenamiento de hidrocarburos. As mismo es de aplicacin obligatoria para las empresas prestadoras de servicios y firmas de ingeniera que realicen dichos trabajos para Pemex Exploracin y Produccin.

    4. ACTUALIZACION.

    Las sugerencias para la revisin y actualizacin de esta norma, deben enviarse al Secretario del Subcomit Tcnico de Normalizacin de PEP, quien deber programar y realizar la actualizacin de acuerdo a la procedencia de las mismas, y en su caso, proceder a travs del Comit de Normalizacin de Petrleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios, a inscribirla en el programa anual de Normalizacin de Pemex. Sin embargo, esta norma se debe revisar y actualizar, al menos cada 5 aos antes, si las sugerencias y recomendaciones de cambio lo ameritan.

    Las propuestas y sugerencias deben dirigirse por escrito a:

    Pemex Exploracin y Produccin.

    Subcomit Tcnico de Normalizacin.

    Baha de Ballenas #5, Edificio D, 9 Piso.

    Col. Vernica Anzures.

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    C.P. 11311 Mxico, D.F.

    Telfono directo: 55-45-20-35.

    Conmutador: 57-22-25-00, extensin: 3-26-90.

    5. REFERENCIAS.

    5.1 NOM-010-STPS-1999 "Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias qumicas capaces de generar contaminacin".

    5.2 NOM-011-STPS-1993 "Condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se genere ruido".

    5.3 NOM-093-SCFI-1994 "Vlvulas de relevo de presin, seguridad, seguridad - alivio y alivio".

    5.4 NOM-085-ECOL-1994 Contaminacin atmosfrica para fuentes fijas que utilizan combustibles fsiles slidos, lquidos, gaseosos o cualquiera de sus combinaciones.

    6. DEFINICIONES.

    6.1 Acumulacin.

    Es el incremento de presin sobre la mxima presin de trabajo permisible de un recipiente durante la descarga a travs de la vlvula de alivio de presin. Se expresa como un porcentaje de la presin mxima permisible de trabajo en Pa.

    6.2 Aire primario.

    Es el que se mezcla con la corriente de gas de desecho antes de que alcance el extremo de la descarga de la boquilla o la base de la flama. Suministra parte del oxgeno para efectuar la combustin sin emanacin de humo.

    6.3 Aire secundario.

    Es el que se mezcla con el gas de desecho directamente sobre la zona de combustin, dada la naturaleza propia de la flama y la turbulencia del gas en la descarga de la boquilla. Suministra la parte complementaria del oxgeno requerido para efectuar la combustin completa.

    6.4 Atemperado.

    Consiste en enfriar un fluido mezclndolo con otro de menor temperatura.

    6.5 Cabezal de desfogue.

    Es la tubera principal a la que llegan todas las tuberas secundarias de gas aliviado para su conduccin hasta el quemador.

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    6.6 Castaeteo o traqueteo (CHATTER).

    Movimientos rpidos anormales (oscilantes) de las partes mviles de un dispositivo de alivio de presin durante los cuales el disco hace contacto con el asiento.

    6.7 Combustin con humo.

    Se denomina as a la combustin, cuyas emisiones de humo provenientes de los quemadores, en apariencia obscurecen la visin del observador, en grados como los indicados por los nmero 1, 2, 3 y 4 de las cartas de humo de Ringelmann (figura 47 del anexo).

    6.8 Combustin sin humo.

    Se denomina asa a la combustin cuyas flamas estn 100% libres de humo, que corresponde al nmero cero (0) de la carta de Ringelmann.

    6.9 Condiciones de alivio.

    Es el trmino para indicar la presin y temperatura de entrada de un mecanismo de presin, a una sobrepresin determinada. La presin de alivio es igual a la presin de ajuste de la vlvula (o ruptura de disco) ms la sobrepresin. La temperatura del fluido a las condiciones de alivio, puede ser mayor que la temperatura de operacin.

    6.10 Condiciones de relevo.

    Las condiciones de relevo estn asociadas a dispositivos de relevo de presin, temperatura y presin de entrada, a una sobrepresin especfica. La presin de relevo es igual a la presin de ajuste de la vlvula (o presin de rompimiento de un dispositivo de ruptura) ms la sobrepresin. La temperatura de flujo del fluido a las condiciones de relevo puede ser ms alta o ms baja que la temperatura de operacin.

    6.11 Contrapresin.

    Es una presin continua en la descarga del dispositivo de seguridad, llamada superimpuesta, o una presin formada por la misma descarga del fluido relevado a la salida de dicho dispositivo. La contrapresin alta, adems de reducir la capacidad de la vlvula, y aumentar la presin de apertura inicial, tambin provoca el chattering, que causa dao a la vlvula.

    6.12 Contrapresin desarrollada.

    La contrapresin desarrollada es la presin existente a la salida del dispositivo de relevo de presin causada por el flujo a travs de un dispositivo particular hacia un sistema comn (cabezal), la contrapresin desarrollada resultante de la operacin de un dispositivo, actuar como contrapresin sobrepuesta sobre los otros dispositivos, este tipo de contrapresin es variable.

    6.13 Contrapresin generada.

    Es la presin en el cabezal de descarga de desfogues, que se genera como resultado del flujo despus de que abre la vlvula de alivio.

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    6.14 Contrapresin sobrepuesta.

    Es la presin esttica en la salida del dispositivo de alivio de presin, debido a fuentes externas y que est presente en el momento que se requiera la operacin del dispositivo. Esta presin puede ser constante o variable.

    6.15 Contrapresin superimpuesta.

    Es la presin esttica que existe a la descarga de la vlvula antes de que sta abra. Es resultado de la presin de otras fuentes en el sistem a de desfogues.

    6.16 Descarga atmosfrica.

    La descarga atmosfrica, es la salida de gases y vapores de dispositivos de relevo de presin y depresurizacin hacia la atmsfera.

    6.17 Diagrama de anlisis de carga.

    Indica las caractersticas de las emergencias en cada uno de los equipos.

    6.18 Diagrama de balance de desfogue.

    Es la representacin grfica del sistema de desfogue.

    6.19 Dispositivo de disco de ruptura.

    Un dispositivo de disco de ruptura acta por la presin esttica de entrada y est diseado para funcionar por el rompimiento de un disco de retencin de presin. Usualmente est ensamblado entre bridas, el disco puede ser fabricado de metal, plstico u otros materiales. Est diseado para resistir presiones arriba del nivel especificado, al cual falla y releva la presin del sistema que est protegiendo

    6.20 Dispositivos de alivio de presin.

    Son accesorios diseados para aliviar automticamente la presin sobre los equipos y tuberas que protegen, cuando sta llega a un lmite predeterminado.

    6.21 Equipos de venteo.

    Son dispositivos instalados para aliviar en forma intencional a la atmsfera el exceso de presin de los equipos y tuberas de proceso.

    6.22 Estabilidad de flama.

    Es la permanencia de la flama principalmente en la punta del quemador. Se presentan problemas para mantener una flama estable cuando la velocidad del gas combustible es menor que la velocidad de la flama, ya que existe la posibilidad de combustin dentro de la boquilla. Cuando existen velocidades altas de gas combustible, mayores que la velocidad de flama, se tienen problemas de separacin de la flama de la boquilla del quemador.

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    6.23 Flama.

    Reaccin de combustin, que se propaga a travs del espacio a velocidad inferior a la del sonido, acompaada normalmente de radiaciones visibles.

    6.24 Fuente de emisin de gases.

    Es cualquier instalacin que produzca gases.

    6.25 Flama premezclada.

    Se produce cuando la combustin tiene lugar en un medio constituido por una mezcla previamente preparada de combustible y comburente en ntimo contacto.

    6.26 Gas de purga.

    Es el gas (gas combustible gas inerte) suministrado al sistema de desfogue para evitar la infiltracin de aire en el mismo. Se alimenta despus de las vlvulas de desfogue y llega hasta la boquilla del quemador, donde es quemado si se trata de gas combustible.

    6.27 Humo.

    Es el resultado de la emisin de partculas de carbn formadas como producto de una combustin incompleta.

    6.28 Instalaciones finales del sistema de desfogue.

    Se utiliza para tratar o eliminar los fluidos provenientes de las redes de tubera del sistema de desfogue.

    6.29 Levantamiento (Lift).

    Es el viaje del disco de su posicin de cierre cuando la vlvula est descargando.

    6.30 Lmite de inflamabilidad.

    Las mezclas homogneas de combustible -aire, pueden propagar ondas de combustin solamente dentro de un rango limitado de composicin. Las composiciones de este rango se dice que estn dentro de los lmites de inflamabilidad.

    6.31 Lmite inferior de inflamabilidad.

    Es la composicin de vapor-aire que contiene la cantidad mnima de vapores de hidrocarburos en el aire para formar una mezcla combustible.

    6.32 Lmite superior de inflamabilidad.

    Es la composicin de una mezcla de vapor-aire que contiene la cantidad mxima de vapor de un hidrocarburo en el aire para formar una mezcla combustible.

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    6.33 Mxima condicin de desfogue.

    Es aquella condicin mxima que ocasiona el mayor volumen de fluido o mayor contrapresin dependiendo del dimetro obtenido.

    6.34 Presin de ajuste (calibracin).

    Medida en Pa, es la presin de entrada a la cual se ajusta la vlvula de alivio para que abra en condiciones de servicio. En una vlvula de seguridad o en una de seguridad - alivio en servicio de gas o vapor, la presin de ajuste es la presin a la entrada a la cual abre. En una vlvula de alivio o de seguridad alivio en servicio lquido, la presin de ajuste es la presin a la entrada a la cual la vlvula comienza a descargar en condiciones de servicio.

    6.35 Presin de diseo.

    Es la presin usada en el diseo de un recipiente para determinar el espesor mnimo permisible u otras caractersticas de las diferentes partes de un recipiente.

    6.36 Presin de operacin.

    Es la presin medida en Pa manomtricos, a la cual es normalmente sujeto el recipiente cuando est en servicio. Un recipiente de proceso se disea normalmente para una presin mxima permisible de trabajo que provee de un margen conveniente arriba de la presin de operacin, con objeto de prevenir cualquier operacin indeseable del mecanismo de alivio.

    6.37 Presin de prueba.

    Se expresa en unidades de presin Pa. Es la presin a la cual se prepara la vlvula para las pruebas en banco. Esta presin incluye factores de correccin para compensar las condiciones reales de operacin (temperatura, contrapresin o ambas), ya que la calibracin de la vlvula se hace invariablemente a temperatura ambiente.

    6.38 Presin de ruptura.

    Es la presin esttica a la cual funciona un disco de ruptura.

    6.39 Presin diferencial entre apertura y cierre (Blow - down).

    Es la diferencia entre la presin de disparo (o de apertura, si se trata de un lquido) y la presin de cierre de la vlvula. Se expresa en porcentaje de la presin de ajuste o en unidades de presin.

    6.40 Presin mxima permisible de trabajo.

    Medida en Pa manomtricos, es la presin mxima permisible en un recipiente cuando ste opera a una temperatura determinada. Esta presin est basada en clculos para cada elemento de un recipiente usando espesores, tolerancias por corrosin y espesores requeridos por cargas distintas a la presin. Es la base para la presin de ajuste de mecanismos de alivio que protegen un recipiente.

    La presin de diseo puede ser usada en lugar de la presin mxima permisible de trabajo, en los casos en los que no se hagan clculos para determinar el valor de la presin de diseo.

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    6.41 Purga.

    Se define como la extraccin de fluidos indeseables de un equipo, tubera o accesorio.

    6.42 Quemador.

    Es el equipo que tiene como objetivo principal el disponer con seguridad y por medio de combustin, desechos gaseosos de manera ambientalmente aceptable.

    6.43 Quemadores de fosa.

    Son aquellos cuyas boquillas de quemado estn situadas horizontalmente a nivel de piso y cuya funcin principal es quemar gases y lquidos, que normalmente requieren de rea (excavada o rodeada con sardinel o talud) para contener materiales indeseables producidos por combustin incompleta (ver figura 50).

    6.44 Radiacin.

    Mecanismo de transferencia de calor, caracterizado por la transmisin de energa radiante desde una fuente de elevada temperatura hacia un receptor de menor temperatura.

    6.45 Recipientes atmosfricos.

    Son recipientes diseados para operar a presin atmosfrica.

    6.46 Recipientes de alta presin.

    Son recipientes diseados para trabajar a presiones de 102.95 Kpa (1.05 kg/cm2) manomtricos y mayores.

    6.47 Recipientes de baja presin.

    Son recipientes diseados para operar entre 4.94 y 102.95 KPa (0.05 y 1.05 kg/cm2) manomtricos.

    6.48 Retroceso de flama.

    Es el fenmeno producido cuando el flujo de gases de desecho es bajo y el aire llega a difundirse dentro de la boquilla, formndose una flama que se propaga hacia el interior del quemador.

    6.49 Siseo (SIMMER).

    Es el escape audible o visible de fluido de entre los asientos de una vlvula a una presin esttica por debajo de la presin de disparo y en la que no existe una descarga- disparo y en la que no existe una descarga medible. El trmino slo aplica a vlvulas de seguridad y seguridad - alivio que manejan fluidos compresibles.

    6.50 Sistema abierto.

    Es aquel en el cual el fluido aliviado entra en contacto directo con la atmsfera al ocurrir el desfogue.

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    6.51 Sistema cerrado.

    Consiste en un cabezal y ramales, los cuales recolectan el fluido aliviado de los distintos dispositivos, y lo conducen hacia un punto en el cual se debe disponer en forma adecuada.

    6.52 Sistema de alivio de presin.

    Es un arreglo de mecanismo (s) de alivio de presin, tubera y un medio de disposicin destinado para el alivio seguro, transporte y disposicin de fluidos en fase lquida, gaseosa o vapor.

    6.53 Sistema de relevo de presin.

    Es un arreglo de dispositivos de relevo de presin, tubera y medios de disposicin destinados para el relevo seguro, conduccin y disposicin de fluidos en fase gaseosa, lquida o vapor. Un sistema de relevo puede consistir de slo una vlvula de relevo de presin o disco de ruptura, uno u otro, con o sin tubo de descarga, sobre un recipiente sencillo o lnea. Un sistema ms complejo puede involucrar muchos dispositivos de relevo de presin, distribuidos hacia cabezales comunes para su envo a disposicin final.

    6.54 Sistema de recuperacin.

    Es un sistema cerrado que tiene como finalidad recolectar el fluido aliviado y proporcionar el tratamiento adecuado, para recuperar sustancias de alto valor econmico, o para neutralizar y convertir en productos menos riesgosos, de tal manera que stos puedan ser liberados a la atmsfera o enviados al quemador.

    6.55 Sobrepresin.

    Medida en Pa (kg/cm2) manomtricos, se define como el incremento de presin de ajuste del un mecanismo de alivio. La sobrepresin es llamada acumulacin, cuando el mecanismo de alivio se ajusta a la presin mxima permisible de trabajo.

    6.56 Tanque de sello.

    El tanque de sello que se utiliza en sistemas de desfogue, es un recipiente que contiene un nivel de agua cuyo objeto es producir una presin del gas de purga suministrado al sistema, mayor que la presin atmosfrica, as como extinguir una flama que haya retrocedido desde la boquilla del quemador. El sello en el tanque est determinado por la presin de descarga en la boquilla del quemador.

    6.57 Tanque separador de lquidos.

    Es un recipiente cilndrico que se instala en un sistema de desfogue con el fin de eliminar el lquido arrastrado por la corriente, para evitar su presencia en los quemadores.

    6.58 Tiempo de escape.

    Es el intervalo requerido para que una persona abandone la zona de radiacin de la fuente de calor. Este tiempo se considera de 8 a 10 segundos.

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    6.59 Tipos de descargas.

    Dependiendo de las condiciones meteorolgicas, el cono invisib le de la descarga de un venteo puede ser de 5 tipos, los que a continuacin se mencionan:

    a) Cclico (Looping).

    Ocurre cuando la atmsfera se encuentra en condiciones inestables. El cono asciende o desciende alternativamente despus de dejar la chimenea, cuando llega al piso permanece en contacto con el suelo a cierta distancia, luego sube y ms tarde repite su camino. Esto depende de la velocidad del viento.

    b) Cnico (Coning).

    Ocurre cuando la atmsfera est en condiciones casi estables. El cono sale en forma de abanico en plano horizontal y gradualmente se ensancha viento abajo y tiende a atenuarse.

    c) Abanico (Fanning).

    Es caracterstico para condiciones atmosfricas estables. Se logra cuando la velocidad del viento es igual o excede a 12.4 Km/hr (7.5 millas por hora). El gas tendr forma de un cono angosto. El ngulo del cono variar de 30 a 40 grados, y el eje del perfil del cono apuntar viento abajo.

    d) Fumigacin (Fumigation).

    Es caracterstica de una concentracin a cierta altura. En estas condiciones el cono tiende a dispersarse viento abajo.

    e) Elevado (Loffting).

    Es caracterstica de una concentracin cercana al piso es opuesta a la fumigacin. El cono tiende a dispersarse hacia arriba.

    6.60 Toxicidad.

    Indica el grado mximo de concentracin a la que puede ser tolerada una sustancia en el aire por un tiempo determinado de acuerdo la NOM-085-ECOL-1994.

    6.61 Vlvula convencional de alivio - seguridad.

    Es una vlvula de alivio con bonete cerrado, cuyo bonete ventea al lado de la descarga de la vlvula. Las caractersticas de comportamiento de la vlvula (presin de apertura, presin de cierre, capacidad de alivio, etc.), son afectadas directamente por cambios en la contrapresin.

    6.62 Vlvula de alivio.

    Es un dispositivo de alivio de presin activado por la presin esttica corriente arriba de la vlvula, que abre en proporcin al incremento de presin sobre la presin de ajuste. La vlvula de alivio se usa principalmente para lquidos.

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    6.63 Vlvula de alivio con bonete abierto.

    Es una vlvula de alivio cuyo resorte est expuesto a la atmsfera a travs del bonete o yugo. Dependiendo del diseo, el resorte puede ser protegido de vapores o gases descargados por la vlvula.

    6.64 Vlvula de alivio con bonete cerrado.

    Es una vlvula cuyo resorte se encuentra totalmente encerrado por una cubierta metlica. La cubierta protege el resorte de agentes corrosivos en el ambiente y es un medio colector de fugas en el vstago o disco gua. El bonete puede estar o no sellado contra fugas de presin hacia la atmsfera.

    6.65 Vlvula de alivio - seguridad.

    Es un dispositivo de alivio de presin. Se usa normalmente para gas, vapor o lquido. Este tipo de vlvula debe llevar siempre bonete cerrado.

    6.66 Vlvula de seguridad.

    Es un dispositivo de relevo automtico activado por la presin esttica corriente arriba y caracterizado por una apertura rpida.

    6.67 Vlvula de seguridad - alivio balanceada.

    Es aquella vlvula en cuyo diseo se encuentran incorporados dispositivos para minimizar los efectos de la contrapresin sobre las caractersticas de su comportamiento (presin de apertura, presin de cierre, capacidad de alivio, etc.).

    6.68 Vlvula de seguridad - alivio operada con piloto.

    Consiste en dos vlvulas, la principal y el piloto. La vlvula principal emplea la presin del sistema para mantenerse cerrada. El piloto abre a la presin de ajuste o alivio permitiendo a la vlvula principal abrir. No deben usarse en fluidos que polimerizan o que contengan slidos en suspensin.

    7. SIMBOLOS Y ABREVIATURAS.

    A = Area mojada expuesta a fuego, ft2

    AC = Area del orificio, in2

    Acs = rea de seccin transversal requerida del tanque, ft2

    AL1 = rea del lquido a nivel mnimo, ft2

    AL2 = rea del lquido a un tiempo t, ft2

    At = rea total de seccin transversal para el flujo de vapor, ft2

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    AS = Area expuesta del recipiente, ft2

    Av = rea de seccin transversal para el flujo de vapor, ft2

    C = Coeficiente de arrastre

    D = Dimetro del recipiente, ft

    D = Dimetro de la boquilla del quemador mm (pulg)

    db = Dimetro de la boquilla, ft

    Dr = Dimetro del tanque de sello m (pulg)

    Dst = Dimetro de la lnea de suministro de vapor mm (pulg)

    DT = Dimetro del tanque, ft

    Dp = Dimetro de la partcula, ft

    F1 = Factor de operacin

    F = Factor de aislamiento

    F = Fraccin de calor radiada

    FWP = Factor de permetro mojado

    g = Aceleracin de bido a la gravedad, ft/seg

    Gr = Grado

    H = Altura del espacio de vapor en un tanque de sello m (pulg)

    ht = Altura total del espacio ocupado por el lquido y vapor, ft

    hL1 = Altura del espacio para nivel del lquido mnimo, ft

    hL2 = Altura del espacio de lquido a un tiempo t, ft

    hv = Altura del espacio para el flujo de vapor, ft

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    hb = Altura de la boquilla, ft

    h = Longitud sumergida m (pulg).

    hmin = Altura de nivel mnimo de lquido, ft

    L = Longitud del recipiente, ft

    Lmin = Longitud mnima requerida del tanque, ft

    M = Peso molecular del gas lb/lb mol.

    P = Mxima contrapresin del cabezal KPa (manometricas)

    P1 = Presin de relevo, psia

    PD = Presin de diseo, psia

    POP = Presin de operacin normal del equipo protegido kg/cm2abs ( Psia).

    Ps = Presin de aguste.

    L = Densidad del lquido a condiciones de operacin, Lb/ft3

    V = Densidad del vapor a condiciones de operacin, Lb/ft3

    Pulg ( " )= Pulgadas

    Q = Calor total absorbido, BTU/Hr

    Q = Flujo de agua gal/mim.

    Qv = Flujo de gas de purga.

    r = Peso de agua requerida para eliminacin de humo

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    Rv = Relacin de vapor, ft3/seg

    t = Tiempo de residencia, min

    T1 = Temperatura de relevo, R

    T0 = Temperatura de operacin, R

    Ud = Velocidad de asentamiento, ft/seg

    Uv = Velocida d del vapor, ft/seg

    V = Volumen total del sistema en m3

    Wv = Flujo de vapor en el equilibrio, Lb/hr

    W = Flujo de gas de kg/hr (lb/hr)

    Wa = Flujo requerido de aire kg/hr (lb/hr)

    W1 = 10 % del gasto mximo del desfogue kg/hr (lb/hr)

    Wst = Flujo de vapor de agua kg/hr (lb/hr)

    w = Flujo de vapor relevado, Lb/Hr

    ? = Densidad del liquido de sello kg/m3 (lb/pie3)

    = Calor latente de vaporizacin, BTU/Lb

    v = Viscosidad del vapor, Cp

    = Tiempo de salida del lquido, seg

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    8. DESFOGUES.

    8.1 Materiales.

    La seleccin de materiales y el clculo de los espesores de pared para tuberas, tanques de sello y tanques de desfogue, deben considerar las condiciones ms severas de presin y temperatura conforme al Cdigo ASME: B31.3, ASME Sec. II, parte D y ASME Sec. VIII o equivalentes. Sin embargo a continuacin se establecen algunos requisitos para la seleccin de materiales.

    La seleccin de materiales para tuberas y recipientes, debe considerar la presin y temperatura a las que estarn sometidos, as como las caractersticas de los fluidos a manejar.

    a) Presiones mayores de 34.47 KPa (4.99 lb/pulg2).

    Temperatura Materiales

    De 616 K a 244 K (650F a -20F)

    De 300 F a -20 F

    De -20 F a 650 F

    Para de 18" a 48"

    Acero al carbono

    ASTM A-53 Grado B, Tipo S.

    ASTM A-106 Grado B.

    API 5L-Grado B. (Nota 1).

    De 243.6 K a 227.5 K (-21F a -50F) ASTM A-333 Grado 1 o Grado 6.

    De 227 K a 172 K (- 51 F a -150 F) Acero de aleacin ASTM A-333 Grado 3.

    De 171 K (- 151 F) o menos Acero inoxidable ASTM A-312-TP-304.

    Nota:

    1. Utilizar API 5L- Grado B, con un contenido de Silicio mnimo de 0.10%, en servicio amargo (NACE- MR-01-75).

    b) Para presiones menores de 34.41 KPa (4.99 lb/pulg2); el acero al carbn puede ser utilizado solamente bajo las siguientes condiciones:

    - Como margen de seguridad en la estimacin de espesores, el esfuerzo permisible a la tensin a considerar debe ser 1.15 veces el requerido.

    - Como margen de seguridad en la estimacin de espesores, el esfuerzo permisible por flexin a considerar debe ser 1.15 veces el requerido.

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    - Para lneas de desfogue que manejen gases no corrosivos o ligeramente corrosivos a temperaturas por arriba de 261 K (10.4F):

    Dimetro Material

    Tuberas hasta 609.6 mm (24 ) Acero al carbn ASTM A-53 Grado B.

    Tubera mayor de 609.6

    (24 )

    Acero al carbn ASTM A-671.

    Espesores de pared mnimos a utilizar:

    Dimetro Material

    Menores 38.1 mm (1 1/2 ) Cd .80

    50.8 a 254 mm (2" a 10" ) Cd. 40

    304.8 a 406.4 mm (12" a 16") Cd. 20

    457.2 mm (18") 0.312"

    508 a 914.4 mm (20"a 36") 0.375"

    8.1.1 Materiales para tanques de sello y tanques de desfogue.

    Los siguientes materiales aplican para los sistemas que operen debajo de 448.16 KPa (65 psia) de presin total, o presin parcial del H2S en el gas de 0.345 KPa ( 0.05 psia).

    Componente Material

    Envolventes y cabezas ASTM A-516, Grado 70

    Soportes ASTM A-283, Grado C

    Conexiones (bridas) ASTM A-105

    Conexiones (coples) ASTM A-105

    Tapones ASTM A-105

    Tornillos ASTM A-307-B

    Empaques Grafito puro, laminado flexible

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    Esprragos ASTM A-193-B7

    Tuercas ASTM A-194-2H

    Tubo exterior ASTM-A-106-B

    Soldadura AWS A-5.1 y 5.5

    Tubo interior ASTM A-106-B

    Anclas ASTM A-108-B

    8.1.1.1 Los recipientes deben protegerse con pintura anticorrosiva de acuerdo a las especificaciones de PEP P.2.411.01, P.3.0351.01 y P.4.0351.01.

    8.2 Diseo.

    8.2.1 Generalidades.

    Dentro de una instalacin en operacin, cada unidad de proceso y equipo debe ser estudiada y evaluada en lo particular para cada contingencia de desfogue que se presente. Si cierta causa de desfogue afecta a ms de una unidad, todas las unidades que involucre deben ser consideradas como una sola, a fin de disear el sistema para la condicin mxima o critica de operacin.

    Para desarrollar el diseo adecuado de un sistema de desfogues, se deben elaborar los diagramas que muestren los diferentes equipos y dispositivos que puedan presentar fallas en las instalaciones de la planta, stos son:

    8.2.2 Diagramas de balance de desfogues.

    En ellos se indican las plantas, reas de almacenamiento o fuentes de emisin de los desfogues. Se muestran tambin los tanques separadores de lquidos, los tanques recolectores de condensados para las lneas de desfogue, los tanques de sello con agua y los quemadores involucrados en el sistema, sin importar cual sea su tipo.

    El balance de desfogues debe mostrar tambin, los datos de relevo para cada corriente, esto es: nombre de la corriente, causa de relevo, flujo, peso molecular, temperatura y presin (Ver figura 1 del anexo).

    Se deben agrupar en un cabezal de desfogue, todas aquellas corrient es de gas cuyas caractersticas sean similares, tales como:

    a) Composicin.

    b) Niveles de presin de descarga.

    c) Niveles de temperatura de descarga.

    Las corrientes de gas de ocurrencia simultneas con propiedades fsicas diferentes por ejemplo: presin, temperatura o composicin, deben ser conducidas al quemador por diferentes tuberas, a menos que de

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    acuerdo a un estudio de compatibilidad, el diseador determine enviarlas por la misma tubera. Las descargas de gas con propiedades fsicas similares de alivio y distancias iguales al quemador, deben conducirse por un mismo cabezal de desfogues.

    8.2.3 Diagrama de anlisis de cargas.

    Indicar las diferentes situaciones de emergencia en cada una de las plantas, (ver figura 2 del anexo); de tal forma que sea posible visualizar en forma rpida la condicin crtica y se debe indicar como mnimo lo siguiente:

    a) Todas las aportaciones de desfogues de las instalaciones o estaciones de desfogue que intervienen en el sistema.

    b) Las causas de desfogues para cada planta o equipo en particular, as como las caractersticas del flujo, peso molecular, presin y temperatura del gas, corriente abajo y arriba de cada vlvula.

    c) La interrelacin con los servicios auxiliares esto es:

    - Agua de enfriamiento para los equipos de la planta.

    - La subestacin elctrica y el alimentador, de los cuales depende la instalacin.

    d) El dimetro de cada lnea de desfogue.

    e) El quemador al que ser enviada la corriente de gas.

    f) En una seccin aparte, deben indicarse los grupos de quemado resultantes, anotando en cada uno, la causa principal de desfogue, para que pueda verse claramente el flujo total de diseo resultante de las situaciones acumulativas de relevo.

    g) Finalmente, deben sealarse en forma resumida los quemadores que dan servicio a los grupos de quemado, indicando en cada caso el flujo a quemar.

    - Area de tanques.

    - Quemadores.

    - Crculos de radiacin con sus intensidades de calor.

    - Direccin de vientos dominantes.

    8.2.4 Anlisis de cargas al sistema.

    Se efecta en todas las situaciones posibles de desfogue que puedan presentarse, (ver fig. 3 del anexo), a fin de determinar la condicin de mximo desfogue en emergencia. La mxima situacin de emergencia, es la

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    suma de las cargas individuales por una falla en particular o la mxima contrapresin generada en la tubera de desfogue, dependiendo del caso. En el anlisis de cargas debe ponerse atencin en aquellas fallas que puedan ser acumulativas por enlaces o dependencia del mismo sistema.

    Es conveniente considerar los siguientes factores: Nmero de vlvulas, presin de ajuste, contrapresin permisible, temperatura de relevo, flujo, peso molecular y causa que origina el desfogue.

    El factor crtico determinante para el diseo del sistema, ser el que requiera el mayor dimetro.

    8.2.5 Vlvulas de relevo de presin.

    8.2.5.1 Vlvula de Seguridad-Alivio.

    a) Requisitos de diseo.

    Para llevar a cabo el dimensionamiento de una vlvula de seguridad, se requiere ante todo del conocimiento de la masa a relevar, sus propiedades y las caractersticas del sistema de desfogue, para lo cual debe hacerse un anlisis cuidadoso del servicio y del entorno en el que la vlvula va a operar. Los requisitos de diseo se mencionan a continuacin:

    a.1 Contrapresin.

    La presin creada por la descarga del fluido afecta la capacidad de descarga de las vlvulas, ya sean stas convencionales, balanceadas u operadas por piloto, aunque en una relacin diferente, ya que en las vlvulas convencionales, es aceptable una contrapresin de un 10% de la presin de relevo, mientras que las vlvulas balanceadas y operadas por piloto, pueden mantener sus capacidades de descarga con un valor aproximado de contrapresin de entre 40 50% de la presin de relevo.

    Consecuentemente, el uso de vlvulas balanceadas toleran contrapresiones mayores y por ende cabezales de relevo de menor dimetro, pudiendo reducir el costo de adquisicin e instalacin.

    En la prctica, las vlvulas cuya descarga es a la atmsfera, sern de tipo convencional pues la contrapresin es siempre constante; las vlvulas cuya descarga se integra a un cabezal, sern de tipo balanceado u operadas por piloto para reducir el tamao del cabezal.

    La contrapresin alta, adems de reducir la capacidad de la vlvula, y de aumentar la presin de apertura inicial, tambin provoca el castaeteo (chattering), que es sumamente daino para la vlvula.

    a.2 Presin de ajuste (Ps).

    La presin de ajuste, es la presin a la cual se inicia la apertura de la vlvula. Debe ponerse especial cuidado en su seleccin (la figura 4 del anexo servir de apoyo) para que la rel acin siguiente se cumpla:

    SOP P 0.9P

    La condicin anterior se requiere para evitar castaeteo (chattering) en la vlvula, con el consiguiente dao y posible fuga.

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    a3. Temperatura de relevo.

    La temperatura de relevo puede variar para un mismo fluido dependiendo de la causa de relevo. La determinacin de su valor est asociado a las diferentes causas de fallas, las cuales deben analizarse cuidadosamente, ya que adems de intervenir en el dimensionamiento de la vlvula, sirve tambin para especificar los materiales.

    a.4 Sobrepresin.

    La sobrepresin se expresa como un porciento adicional en el equipo protegido de la presin de ajuste de la vlvula, y los valores comnmente utilizados son los siguientes:

    - Para proteccin contra fuego: 20%

    - Para expansin trmica: 25%

    - Equipos con vlvula individual: 10%

    - Equipos con vlvula mltiple: 16%

    a.4.1 Causas de sobrepresin:

    Se considera que estn relacionadas entre s cuando existen enlaces de proceso, mecnicos o elctricos y el tiempo que transcurre entre los diversos eventos sucesivos posibles, es corto. La ocurrencia simultnea de dos o ms causas de sobrepresin, no debe ser considerada, si stas no estn relacionadas entre s.

    A continuacin se relacionan las contingencias ms comunes, aunque stas no relevan al diseador de la responsabilidad de analizar el proceso para determinar otras posibles causas.

    Fuego externo.

    Un incendio debe confinarse a una rea mxima de 464.75 m2 (5,000 pie2).

    Un equipo de proceso a una altura mayor a 7.62 m (25 pies) sobre el nivel de piso o plataforma, no debe ser considerado como sometido al fuego; pero en el caso de que la temperatura sea muy elevada, debe considerarse la posibilidad de que se presenten reacciones qumicas (cracking trmico) con su consecuente desprendimiento de vapores.

    Fallas operacionales.

    Las fallas operacionales mas comunes, son causadas por descargas bloqueadas, fallas de servicios auxiliares y apertura inadvertida de vlvulas.

    - Falla de servicios auxiliares.

    Las fallas de servicios auxiliares, ms graves y comunes son las de energa elctrica y la de agua de enfriamiento.

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    Fallas de energa elctrica. Por su extensin las fallas de energa pueden ser:

    - Falla local.- Un solo elemento del equipo es afectado.

    - Falla intermedia.- Un centro de distribucin, un centro de control o bus es afectado.

    - Falla total.- Todo el equipo elctrico se ve afectado.

    a.5 Presin de relevo.

    De acuerdo con los requerimientos del cdigo ASME, Sec. VIII, o equivalente, la presin acumulada debe limitarse al 110% de la presin mxima permisible de trabajo en recipientes que son protegidos por una sola vlvula de relevo (vlvulas individuales) y dimensionada para contingencias operativas distintas al fuego.

    En caso de vlvulas para lquido, servicio no ASME, es decir para proteccin de tubera sin recipientes conectados, se debe especificar una sobrepresin del 25%. La sobrepresin permisible es establecida por el diseo del equipo, recipiente o sistema de tubera, sta puede variar para diferentes aplicaciones dependiendo de la relacin de la presin de ajuste a la mxima presin permisible de trabajo del sistema o recipiente que es protegido.

    NOTA: La acumulacin permisible es de 20.68 KPa (3.0 lb/pulg2) cuando la presin mxima permisible de trabajo est entre 103.44 y 206.89 KPa (14.99 y 30.0 lb/pulg2).

    Una instalacin de vlvulas mltiples, requiere la capacidad combinada de dos o ms vlvulas de relevo para aliviar una contingencia dada.

    De acuerdo con los requerimientos del cdigo ASME o equivalente, la presin acumulada debe ser limitada al 116% de la presin mxima permisible de trabajo en recipientes que son protegidos por vlvulas mltiples, dimensionadas para contingencias operativas distintas al fuego. La presin de ajuste de la primera vl vula no debe exceder la presin mxima permisible de trabajo. La presin de ajuste de la(s) vlvula(s) adicional(es) no debe exceder 105% de la presin mxima permisible de trabajo.

    La tabla 1 resume la acumulacin mxima y la presin de ajuste para vlvulas de relevo de presin especificadas de acuerdo con el Cdigo ASME o equivalente.

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    Tabla 1. Presin de ajuste y lmites de acumulacin para vlvulas de relevo de presin.

    Diseo de una vlvula simple Diseo de vlvulas mltiples

    Contingencia Presin de

    ajuste (porciento)

    Mxima presin acumulada (porciento)

    Presin de ajuste (porciento)

    Mxima presin acumulada (porciento)

    No fuego

    Primera vlvula 100 110 100 116

    Vlvula(s) adicional (es) - - 105 116

    Por fuego

    Primera vlvula 100 121 100 121 Vlvula(s) adicional (es) - - 105 121

    Vlvula suplementaria - - 110 121

    b) Area de flujo requerida.

    El clculo de una vlvula de relevo, consiste en encontrar el rea que permita el paso de la mayor masa o flujo, a las condiciones de relevo establecidas para las diferentes causas.

    b.1Procedimiento de clculo.

    Para determinar el tamao de un dispositivo de relevo, se deben determinar las contingencias que puedan ocasionar una sobrepresin (ver inciso a.4). Las contingencias que causen sobrepresin deben ser evaluadas en trminos de la presin generada y la velocidad a la cual el fluido es relevado.

    b.1.1 Clculo de vlvulas en recipientes conteniendo lquido.

    La siguiente informacin es necesaria:

    Tamao del tanque: De acuerdo a hojas de datos

    Tipo de recipiente: Horizontal o vertical

    Fluido: Composicin qumica

    K: Relacin de calores especficos

    Presin de operacin: Po (psia)

    Presin de ajuste: P (psig)

    Temperatura de operacin: To (F + 460)

    Factor de compresibilidad: Caractersticas del fluido

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    - Determinacin del calor de absorcin.

    0.82A*F*21,000Q =

    - Determinacin del ea de superficie. Area de superficie (A) = FWP * Area total de superficie del recipiente

    Las frmulas para el clculo del rea total de superficie para diferentes formas de recipientes son listadas en la tabla 2.

    Fwp (obtener de la figura 5 del anexo).

    Para un recipiente horizontal, usar tabla 2 y figura 6 del anexo.

    Para un recipiente vertical, usar tabla 2 y figura 7 del anexo.

    - Determinacin de la capacidad de descarga de vapor en lb/hr.

    El flujo de vapor relevado se obtiene a partir de un balance de energa por lo que se debe obtener:

    ?

    Qw =

    El rea del orificio de la vlvula, se determina en base a la NOM -093-SCFI-1994 o en su caso a informacin tcnica del fabricante o.

    b.1.2 Clculo para recipientes que manejan gases. La siguiente informacin es necesaria.

    Tamao del tanque: Dimensiones descritas en hoja de datos

    Tipo de recipiente: Horizontal o vertical

    Fluido: Composicin qumica

    K: Relacin de calores especficos

    Presin de operacin: Po (psia)

    Presin de ajuste: P (psig)

    Temperatura de operacin: To (F + 460)

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    - Presin de relevo.

    De acuerdo a la causa de relevo, se considera que la acumulacin va de un 10% para causas por bloqueo, hasta un 25% para causas por fuego. La presin de relevo debe estar de acuerdo a lo siguiente:

    P1 = 1.1 PD +14.7

    - Temperatura de relevo.

    La temperatura de relevo, es posible calcularla por dos mtodos. Uno de ellos consiste en determinarla a partir de una curva presin - temperatura, y el segundo se basa en la siguiente frmula:

    0

    011

    P

    T*PT =

    - Area expuesta del recipiente.

    Para determinar el rea expuesta del recipiente, se hace la seleccin de la frmula aplicable de la tabla 2 para el recipiente de que se trate.

    +=

    2

    DL*D*A

    2

    S

    - Area del orificio de la vlvula.

    El rea de orificio requerida, para una vlvula de seguridad - alivio en un recipiente conteniendo gas, expuesto a fuego, puede ser determinada por la siguiente frmula:

    1

    S

    CP

    A * 1

    FA =

    Para determinar el factor de operacin de la vlvula de relevo (F1), ver en la figura 8 del anexo, la temperat ura de relevo correspondiente, seguir horizontalmente hasta aproximadamente localizar la curva que representa la relacin de calores especficos (k), despus hacer un movimiento vertical hacia abajo de la carta y leer el factor de operacin de la vlvula de relevo.

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    Tabla 2. Frmulas de rea total de superficie.

    Tipo de recipiente Frmula

    Cilindro vertical con tapas A= ( DL + D2 / 2 )

    Cilindro vertical con tapas elpticas A= ( DL + 2.61 D2 )

    Cilindro vertical con tapas hemisfricas A= ( DL + D2 / 2 )

    Cilindro horizontal con tapas A= ( DL + D2 )

    Cilindro horizontal con tapas elpticas A= ( DL + 2.61 D2 )

    Cilindro horizontal tapas hemisfricas A= ( DL + D2 )

    8.2.6 Sistema de desfogues. - Requisitos de seleccin.

    La seleccin del destino final del sistema de desfogue, depende de las caractersticas fsicas y qumicas de los fluidos relevados, ste puede ser:

    Sistema abierto: Descarga a la atmsfera.

    Sistema cerrado: Sistema de conduccin y tratamiento para su disposicin.

    Sistema de recuperacin: Sistema especfico para recuperacin total o parcial de los fluidos relevados.

    8.2.6.1 Sistema abierto.

    Las emisiones a la atmsfera deben cumplir con la NOM -085-ECOL-1994.

    a) A este sistema deben ir las descargas que nicamente deban satisfacer lo referente a ruido excesivo durante la descarga, como son el vapor de agua, aire comprimido y gas inerte.

    b) Para los desfogues de dixido de carbono, el venteo debe estar elevado 3 metros como mnimo (dato a confirmar o modificar por el anlisis de dispersin), sobre cualquier equipo adyacente, plataforma o edificio, para no disminuir la cantidad de oxgeno en reas de trabajo.

    c) Slo se pueden enviar directamente a la atmsfera, pequeas cantidades de hidrocarburos y otros vapores inflamables o txicos (que debe definir el anlisis de dispersin), que de acuerdo a la NOM-085-ECOL-1994, no causen problemas como los siguientes:

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    El gas relevado reaccione qumicamente y por consiguiente genere mezclas explosivas e inflamables con el aire a nivel del piso o de plataformas de operacin.

    Exposicin del personal a vapores txicos o substancias corrosivas que excedan las concentraciones permisibles de acuerdo a lo establecido en la tabla 12 del anexo.

    Explosin de corrientes de relevo en el punto de emisin.

    La baja dispersin que el hidrocarburo en cuestin tenga en el aire, de acuerdo al estudio de dispersin correspondiente.

    d) El nivel de ruido mximo para descargas espordicas de dispositivos de alivio de presin, debe estar limitado a 105 decibeles en un perodo de 15 minutos como mximo, en reas donde se encuentre personal laborando sin equipo de proteccin.

    e) Definir si la fuente de emisin es un punto o una lnea.

    Cuando varias descargas estn relativamente cerca, puede considerarse que existe una lnea de emisin. Cuando es un solo venteo se considera un punto de emisin.

    Para una lnea de emisin, la concentracin mxima a nivel de piso ser la suma de concentraciones obtenidas a partir de cada punto.

    f) En el caso de varias instalaciones cercanas entre s, se toma cada una como un punto de emisin, y la concentracin mxima a nivel de piso, ser la suma de las concentraciones obtenidas a partir de cada punto.

    g) Se considera aceptable una concentracin de vapores inflamables a nivel de piso o plataforma de 0.1 a 0.5 veces del lmite ms bajo de inflamabilidad.

    h) Se consideran factibles de descargar a la atmsfera, pequeas cantidades de gases de bajo peso molecular, se prohibe en este sistema el relevo de vapores pesados (peso molecular mayor de 80), pues stos tienden a condensarse al enfriarse en la atmsfera y caer sobre la instalacin provocando suciedad y riesgos de incendio.

    i) Debe evitarse enviar a la atmsfera vapores condensables calientes.

    j) No se deben descargar a la atmsfera fluidos que se encuentren a una temperatura cercana a su punto de inflamacin.

    k) Ningn hidrocarburo o en general ningn gas inflamable, se debe liberar a la atmsfera si su punto de emisin est cercano a una fuente de calor.

    l) Para desfogar cantidades mayores de gases o vapores txicos no inflamables directamente a la atmsfera, stos se deben enviar a un sistema de tratamiento especfico (neutralizacin, absorcin, entre otros) y los efluentes de dichos tratamientos se pueden enviar a la atmsfera, los cuales como mximo solo podrn originar concent raciones resultantes que sean las permisibles de acuerdo a la toxicologa ms reciente.

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    m) La velocidad de los gases en venteos atmosfricos debe ser suficientemente alta para facilitar la dilucin y dispersin en el aire. Se recomienda una velocidad de 150 m/seg o mayor, considerando el flujo mximo esperado.

    n) Para evitar la acumulacin de lquidos, se deben instalar accesorios para drenaje en cada venteo.

    o) La descarga de agua de vlvulas de relevo, se debe enviar al sistema de drenaje pluvial.

    p) No se deben descargar hidrocarburos lquidos directamente a la atmsfera an cuando su punto de inflamacin sea superior a la temperatura ambiente mxima esperada, ya que causan contaminacin y riesgo potencial de incendio. Excepto que se cumpla con 8.2.6.1.c.

    q) No se deben descargar lquidos corrosivos o txicos directamente a la atmsfera, excepto cuando se cumpla con 8.2.6.1.c.

    r) Si los venteos son peligrosos, o si la geometra de la planta no los permite manejar, entonces debern ir al sistema de tuberas que los conduzca al quemador.

    s) Las descargas de gases de combustin a la atmsfera deben cumplir con las disposiciones de proteccin ambiental en lo correspondiente a niveles permisibles de contaminacin atmosfrica, de acuerdo con la ley y los reglamentos aplicables.

    8.2.6.2 Sistema cerrado.

    a) El relevo de vapores inflamables no txicos, se debe enviar al sistema de desfogue y de ah al quemador.

    b) Los desfogues de gases inflamables o txicos, se deben enviar al quemador cuando los productos de la combustin no sean txicos, o bien que stos ltimos, en todo momento estn en concentraciones inferiores a las concentraciones nocivas.

    c) Para desfogar gases txicos no inflamables como sera el caso de plantas endulzadoras de gas, stos se deben enviar a un sistema de tratamiento (neutralizacin, absorcin, etc.), y los efluentes de dichos tratamientos se podrn enviar a la atmsfera, cuando sus concentraciones resultantes sean permisibles para jornadas de 8 horas, de acuerdo a lo establecido en la tabla 12 del anexo o en la toxicologa ms reciente.

    d) Los desfogues de lquidos inflamables en grandes volmenes se evitar enviarlos a los quemadores. Para tal efecto se conectan con tanques de vaciado que cubran esta contingencia.

    e) Los desfogues lquidos pesados fros no txicos en pequeas cantidades, se podrn enviar al drenaje industrial, aceitoso o bien, de retorno al sistema de proceso.

    f) Para enviar lquidos txicos inflamables a la lnea de desfogue, se debe cumplir con lo establecido para gases y vapores punto 8.2.6.1 inciso b.

    g) Para disponer de lquidos txicos no inflamables, se debe cumplir con lo establecido en el punto 8.2.5.2 inciso c. Los gases, vapores y los efluentes lquidos de los tratamientos, deben cumplir con lo establecido en las disposiciones legales de proteccin ambiental.

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    h) Se debe evitar enviar al mismo cabezal, compuestos que formen mezclas qumicas que puedan reaccionar entre s.

    i) Por ningn concepto se debe descargar aire a los cabezales de desfogue que manejen productos inflamables o que reaccionen con el aire.

    j) Los desfogues lquidos, de ser posible se deben recircular al proceso, a un punto de menor presin (sto ser realizado a criterio del diseador) siempre y cuando el punto de menor presin tenga capacidad para absorber la carga extra. Si esto no es posible y la cantidad de lquido es pequea, se puede enviar al cabezal de desfogue de la planta. En dicho sistema el liquido se debe recolectar en un tanque separador.

    k) El lquido separado se enva mediante una bomba hacia un sistema de recuperacin, o una fosa de drenaje, o bien se recircula a la alimentacin de la planta para reprocesarlo. La decisin est sujeta a las caractersticas del fluido y de la instalacin.

    l) Las descargas de lquidos no voltiles y no txicos de vlvulas de relevo, se pueden enviar a fosas de recoleccin, en donde puedan ser recuperados. Las fosas deben tener una capacidad suficiente, estar selladas y venteadas adecuadamente. Se debe tener precaucin de no enviar descargas de lquidos voltiles, txicos o calientes a la fosa.

    m) En el caso que se releven grandes cantidades de lquidos inflamables, se debe evitar enviarlos al cabezal de desfogue. Estos se enviarn a tanques receptores y los lquidos se reprocesan.

    n) Las corrientes de los sistemas de alivio se deben recolectar en el cabezal de desfogue de la instalacin, debiendo cumplir con lo estipulado anteriormente para las descargas de vlvulas de seguridad-alivio.

    8.2.6.3 Requisitos para el sistema de recuperacin de hidrocarburos.

    a) Determinar si el valor del producto recuperado justifica la instalacin.

    b) Al sistema de recuperacin se envan los vapores que se puedan enviar directamente a la atmsfera o al quemador.

    c) Cuando los fluidos desfogados se encuentren a una temperatura cercana o superior a su punto de auto-ignicin, deben enfriarse antes de enviarse al sistema de recuperacin.

    d) Los efluentes lquidos de los tratamientos de vapores y lquidos txicos o corrosivos, deben cumplir con lo establecido en las disposiciones legales de proteccin ambiental.

    e) Los sistemas para la recuperacin de los hidrocarburos generados en los desfogues, en general deben cumplir con los requisitos de la NOM -085-ECOL-1994.

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    8.2.6.4 Cabezales para los sistemas de desfogues.

    El diseo de las tuberas de desfogue y las de entrada a los dispositivos de alivio, se har de tal modo que no se transmitan esfuerzos a dichos dispositivos, debe cuidarse en forma especial la alineacin de estas tuberas.

    En las tuberas de salida de los dispositivos de relevo, debe tenerse especial cuidado a las causas que originan expansin o contraccin trmica, vibracin, fuerzas de reaccin producidas por los desfogues, cargas por impacto, ruido excesivo y otros efectos resultantes del movimiento rpido de fluidos compresibles en las redes de tubera.

    Las redes de tubera de desfogue, se deben disear analizando las condiciones que gobiernan la apertura de los dispositivos de desfogue para considerar el flujo producido por el relevo de un dispositivo, o grupo de dispositivos que puedan operar simultneamente y que provean el mximo gasto a desfogar; teniendo especial cuidado en la contrapresin sobre cualquiera de los dispositivos.

    Para que la tubera de desfogue resulte de menor dimetro, se recomienda se tome en consideracin el uso de vlvulas del tipo balanceadas.

    El sistema de entrada debe ser auto drenado y disearse para prevenir prdidas de presin excesivas, las cuales causan chattering con la consecuente reduccin de flujo y dao a las juntas y asientos de las vlvulas.

    Dependiendo de las caractersticas fsicas y qumicas de las corrientes de descarga de las vlvulas de seguridad - alivio que existan en la planta, pueden estar en uno o en varios cabezales. La necesidad de separar los desfogues se presenta por las siguientes causas:

    a) Presencia de materiales corrosivos en algunas descargas.

    b) Diferencias significativas en niveles de presin de equipos conectados al sistema.

    c) Corrientes de alivio que sometan a la tubera a temperaturas demasiado altas o bajas.

    Las descargas de vlvulas que manejen fluidos corrosivos se recolectan en cabezales independientes, si es requerido se envan a un sistema para tratamiento especfico.

    Las plantas de proceso que trabajen con equipos con rangos de presin diferentes y significativos, deben considerar la opcin de utilizar cabezales independientes para la recoleccin de las descargas de las vlvulas que releven a altas y bajas presiones. Es necesario calcular el sistema para ambas alternativas y elegir la ms econmica.

    Para dar mantenimiento a las vlvulas de seguridad - alivio, stas deben contar con vlvulas de bloqueo y lnea de venteo, Ver figura 8 del anexo.

    En el caso de que la descarga de las vlvulas de baja presin, represente solo un pequeo porcentaje del total, se deben tener cabezales independientes. De otra manera estas descargas disminuirn considerablemente la contrapresin permitida en el sistema y en consecuencia el dimetro obtenido para un solo cabezal sera mayor.

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    Los fluidos con temperaturas extremas, se manejan en cabezales independientes, evitando as especificar el cabezal general de acero de aleacin.

    8.2.6.5 Requisitos para el gas de purga.

    a) Seleccin del gas de purga. Un gas o mezcla de gases que no alcance el punto de roco en cualquier condicin de operacin, puede ser utilizado como gas de purga. Usualmente se utiliza gas combustible, gases inerte o nitrgeno. El vapor de agua no se debe utilizar como gas de purga.

    b) Cuando se tengan sistemas de desfogues estticos a muy baja presin, o con muy poco flujo hacia el quemador, debe inyectarse un gas de purga con peso molecular menor a 29.

    8.2.7 Dimensionamiento de lneas.

    8.2.7.1 El diseo de un sistema de desfogue debe efectuarse en sentido inverso al flujo, ya que siempre existe una presin conocida al final del sistema, ya sea en un tanque, la atmosfrica o un quemador, la cual se encuentra fija, ver figura 9 del anexo.

    Debe tenerse especial cuidado para evitar la acumulacin de lquidos en algn lugar de la red de desfogues, por lo que:

    Las lneas de desfogue deben tener una pendiente de cuando menos 1 metro en 1,000 metros (1/1,000) en direccin a los tanques receptores de lquidos cuando la longitud de las lneas, sea mayor a los 200 metros, y para longitudes cortas (entre 100 y 200 m) la pendiente debe ser de 3 a 4 metros en 1,000 metros (entre 3 y 4/1,000), ver figura10 del anexo.

    No se permiten tramos ascendentes de tubera.

    Las lneas de desfogue, no deben llevar ninguna curva que permita la acumulacin de lquidos con el subsecuente represionamiento de la lnea.

    El clculo de la presin inicial para fase gas o vapor, debe hacerse en funcin de las condiciones finales de la lnea de desfogue.

    En tuberas de desfogue se debe considerar un rango de velocidad de 0.2 a 0.3 Mach, ya que por encima de este valor se presentan problemas de ruido y vibracin.

    8.2.7.2 Contrapresin permisible.

    El valor establecido de la contrapresin al fluir el gas por el cabezal, debe ser lo suficientemente bajo, de modo que no se reduzca la capacidad de relevo de cualquiera de las vlvulas conectadas al cabezal.

    En general se deben considerar los siguientes porcentajes.

    a) Vlvulas convencionales: 10% de la presin de relevo.

    b) Vlvulas balanceadas: 50% de la presin de relevo.

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    c) Vlvulas operadas por piloto: 50% de la presin de relevo.

    Cuando se sobrepasen estos porcentajes, se deben consultar las grficas del fabricante de la vlvula, a fin de efectuar la correccin en la capacidad de la vlvula.

    El clculo de las mximas contrapresiones permisibles, tiene una importancia relevante en sistemas cerrados de desfogue y la limitante principal es el dimensionamiento de la tubera.

    8.2.7.3 Velocidad.

    En tuberas de desfogue, se debe considerar un rango de velocidad de 0.2 a 0.3 Mach. Una velocidad alta, puede resultar en un nivel de ruido inaceptable.

    El lmite de ruido permitido para exposiciones continuas de trabajo es de 85 decibeles, sin embargo, debido a que las descargas mximas de gas solo deben ocurrir en verdaderas condiciones de emergencia y por corto tiempo (15 minutos mximo), puede permitirse un nivel de ruido de hasta 105 decibeles.

    8.2.7.4 Presin de trabajo.

    La mxima contrapresin generada por el sistema, debe ser menor a la presin de trabajo permitida a la temperatura de operacin.

    8.2.7.5 Temperatura de salida de los dispositivos de relevo de presin.

    En los dispositivos de relevo de presin se presenta una expansin politrpica. Se deben calcular las presiones, temperaturas y composiciones de los fluidos a manejar, a fin de seleccionar correctamente los dispositivos y sus materiales.

    Especial atencin se debe tener en los esfuerzos, cuando la tubera de acero al carbn pueda ser enfriada por debajo de su temperatura de transicin. Los enfriamientos pueden ser causados al entrar fluidos fros o bien por autorrefrigeracin, lo cual ocurre cuando la presin es reducida en fluidos de bajo punto de ebullicin.

    a) El primer requisito en el diseo de un sistema de desfogue, es definir las cargas que van a ser manejadas. Cuando un sistema consta de una sola vlvula, la condicin de diseo del sistema es definir el tipo y caractersticas de la vlvula.

    b) Se define la localizacin de cada una de las cargas y un anlisis para determinar la mxima carga al sistema.

    c) De acuerdo al inciso 8.2.4, no debe considerarse la simultaneidad de dos o ms causas de sobrepresin. Sin embargo, es posible que una sola causa provoque el relevo de varias vlvulas a la vez, por lo que las cargas de cada una de stas, ser aditiva para el dimensionamiento de los cabezales de desfogue correspondientes.

    d) En caso de fuego externo, no es necesario suponer que ste se presente en toda la planta al mismo tiempo, ya que de acuerdo a la prctica recomendada por el API - RP - 520, o equivalente, puede ser confinado en reas de 464.75 m2 (5,000 ft2); por lo que es conveniente dividir la planta en reas de fuego y

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    considerar que dentro de cada rea, las vlvulas que puedan relevar en caso de fuego actan simultneamente.

    e) Un estudio particular se requiere en los casos de falla de algn servicio, como energa o agua de enfriamiento. Una falla total puede ser considerada cuando se tenga una sola fuente de suministro.

    f) En caso de falla total de algn servicio, todas las vlvulas que estn relacionadas con esta causa relevarn al mismo tiempo.

    g) Las vlvulas de alivio deben considerarse como 100% abiertas o 100% cerradas. La mxima carga de una vlvula de alivio abierta, corresponder al flujo de la vlvula a la mxima presin de operacin del equipo protegido.

    8.2.7.6 Presin fija.

    En algn punto del sistema de desfogues se tiene una presin fija, a partir de la cual se iniciarn los clculos, este punto debe ser el de menor presin del sistema considerado y puede ser:

    a) Presin atmosfrica. Si el sistema de desfogues descarga directamente a la atmsfera.

    b) Presin en la base del quemador. Cuando el destino final del sistema de desfogue sea un quemador, el responsable del diseo debe asegurar que se cuente con una presin mnima de 34.47 KPa (4.98 lb/pulg2) en la base del mismo, condicin que debe cumplir tambin el fabricante.

    8.2.8 Recipientes.

    8.2.8.1 Cuando el anlisis del sistema o condicin de desfogue presente lquido en la corriente, debe ser separado antes de llegar al quemador, dependiendo de las caractersticas, as como su valor econmico de la siguiente manera:

    a) Tanque separador: para evitar que las gotas de lquidos arrastradas, en la corriente de gas, entren al quemador y sean arrojadas como gotas encendidas.

    b) Sistema de rec uperacin: cuando la recuperacin de lquidos ya sea a partir de gotas o como descarga de condensado del cabezal de llegada, tiene un alto valor econmico, debe contar con un sistema para su recuperacin.

    8.2.8.2 Aspectos de la separacin en los tanques de desfogue. Los factores bsicos que afectan la operacin y separacin entre fases lquidas y gaseosas en un tanque de desfogue son: temperatura y presin de operacin en el separador, flujo, velocidad y composicin qumica de la corriente.

    Cualquier cambio en estos factores afectar la cantidad de gas y lquidos que salen del tanque. Un incremento en la presin o un descenso en la temperatura, aumenta el volumen de lquido en el separador.

    8.2.8.3 Requisitos de diseo para tanques de desfogue.

    Para el diseo de separadores se recomienda el mtodo API RP -521 o equivalente.

    Las reglas de los incisos siguientes se aplican a tanques de desfogue horizontales y verticales.

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    a) Dimetro de partcula: Se consideran partculas lquidas entre 300 y 600 micrones de dimetro.

    b) Los tanques de retencin de lquidos que se conecten en serie con un tanque de desfogue cercano al quemador, ver figura 11, no requieren una separacin fina de partculas, por lo que pueden dimensionarse para un tamao de partculas hasta 600 micrones.

    c) El tanque de desfogue cerca del quemador debe disearse para un tamao mximo de 400 micrones y mnimo de 150 micrones, dependiendo del criterio a seguir y el espacio disponible.

    d) Densidades: Para evaluar la densidad del lquido y el vapor, es necesario conocer la temperatura y presin en el tanque de desfogue durante la falla, para las cuales se va a dimensionar. La temperatura debe ser obtenida de acuerdo al perfil de temperatura del sistema.

    e) En el caso de no obtenerse lquido a las condiciones mencionadas en el inciso d), sus propiedades deben obtenerse en el punto de roco del gas a la presin que se tenga en el tanque de desfogue.

    8.2.8.4 Dimensionamiento de tanques de desfogues.

    El diseo de un tanque de desfogue, de acuerdo al API-RP 521 equivalente, es por un procedimiento de prueba y error. El primer paso consiste en determinar el dimetro del tanque que permita la separacin gas-lquido. Las partculas de lquido se separan cuando el tiempo de permanencia del vapor o gas sea igual a o mayor, que la velocidad de cada de las partculas en su viaje a travs en el tanque, adems de que la velocidad del gas sea lo suficientemente baja para permitir que desciendan esas partculas.

    La velocidad vertical aceptable en el tanque puede ser basada en este requisito, para separar las gotas de 300 a 600 micrones a travs dimetro del tanque. La velocidad de una partcula en el vapor se calcula como sigue:

    ( )( )C

    Dp g1.15Ud

    V

    VL

    =

    El segundo paso en el dimensionamiento de un tanque de desfogue es considerar el efecto de lquido almacenado. El tiempo de residencia en el tanque est determinado por las necesidades de operacin de la planta y la composicin de vapor. Se recomienda un tiempo de residencia de 20 a 30 minutos.

    La economa del diseo del recipiente debe considerar la seleccin del tamao del tanque y puede influir en la eleccin entre un horizontal o un vertical.

    Cuando se desean grandes cantidades de almacenamiento y el flujo de vapor es alto, un tanque horizontal es a menudo ms econmico.

    Los tanques de desfogue horizontales y verticales estn disponibles en diferentes diseos; las diferencias son principalmente en la trayectoria que sigue el vapor. Los diseos son varios e incluyen lo siguiente:

    a) Un tanque horizontal con el vapor entrando en un extremo del recipiente y saliendo por arriba del extremo opuesto (sin elementos internos separadores).

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    b) Un tanque vertical con la boquilla de entrada de vapor, cuya ubicacin debe ser definida por el diseo y la boquilla de salida en lo mas alto del eje vertical del recipiente, la entrada debe contar con elementos internos para provocar el efecto de separacin.

    c) Un recipiente vertical con boquilla tangencial.

    d) Tanque horizontal con el vapor que entra a cada extremo en el eje horizontal y una salida de corriente en el centro.

    e) Un tanque horizontal con el vapor entrando en el centro y saliendo a cada extremo en el eje horizontal.

    f) Una combinacin de un tanque vertical en la base de chimenea del quemador del tanque horizontal agua arriba para remover la mayora del lquido que entra con el vapor.

    Esta combinacin permite el uso de valores ms grandes para la constante numrica en la ecuacin de velocidad. Los clculos han sido limitados al ms simple de los diseos, incisos a y b. Los clculos para los incisos d y e, seran similares, con la mitad del flujo determinando la mitad de la longitud del recipiente.

    La relacin de vapor Rv, en pies cbicos por segundo es determinada de acuerdo a la siguiente ecuacin.

    El coeficiente de arrastre C, es determinado de acuerdo a la figura 15 que aplica la ecuacin siguiente:

    2V

    VL3

    PL8

    2

    )(

    )-())(D(0.95x10C(Re)

    =

    La velocidad, en pies/seg, se calcula como sigue:

    0.5

    V

    VLPd )(C)(

    )-)((32.2)(D1.15U

    =

    Se considera un recipiente cilndrico horizontal con un dimetro interior Di y longitud L. Para obtener el rea de la seccin transversal se tiene la siguiente ecuacin.

    2)i(D4tA

    =

    v

    WvvR =

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    El lquido acumulado para un relevo de 30 minutos de una contingencia simple, en adicin al volumen del lquido mnimo y el volumen en las cabezas es despreciado para simplificar el clculo. El rea requerida para el lquido acumulado, AL1 en pies

    2, se calcula como sigue:

    a) Un volumen de derrame y drenaje de 500 galones ocupa la siguiente seccin del fondo del tanque:

    =

    L1

    )ie7.48(gal/p

    500A

    3L1

    b) Un flujo W (lb/hr) de lquidos condensados con una densidad L (lb/ft

    3) acumulados por 30 minutos, ocupan la siguiente segmento de la seccin transversal del tanque:

    =L1

    xmin/hr 60

    tx

    WA

    LL2

    El rea de la seccin transversal que permanece para el flujo de vapor se expresa como sigue:

    )A(AtAvA L2L1 +=

    Las alturas de los espacios ocupados por el lquido y el vapor son calculadas usando la geometra estndar del recipiente. Dnde: hL1 = altura del espacio para lquido mnimo existente en el recipiente; hL1+hL2 = altura del espacio de lquido acumulado; hV = altura del espacio para el flujo de vapor. La altura total del espacio ocupado por el lquido y el vapor, es calculada usando la siguiente ecuacin:

    ht=hL1+hL2+hv

    El tiempo de salida de lquido, en segundos, es determinado como sigue:

    =

    ft/seg dU1

    in/ft 12vh

    La velocidad del vapor, en pies por segundo, es determinada como sigue:

    =

    2v

    vftA

    1seg

    3ft vapor de FlujoU

    La longitud requerida del tanque, en pies, se determina como sigue:

    ( )seg segft

    vUminL

    =

    Lmin debe ser menor o igual a la longitud del tanque cilndrico anteriormente supuesta L. Por otra parte, de no cumplirse esta relacin, el clculo debe repetirse con una nueva longitud supuesta del tanque. El rea de la seccin transversal requerida del tanque Acs, en pies

    2, se determina de la siguiente manera:

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    d

    vcs U

    RA =

    El dimetro del tanque DT en pies, se determina como sigue:

    )4

    )(A(D csT =

    9. QUEMADORES.

    9.1 Diseo.

    Uno de los principales requerimientos en el diseo de un sistema de quemado es la combustin 100% sin humo para sistemas de desfogues que son frecuentes y vayan a ser localizados en zonas pobladas. La operacin sin humo debe ser en todo el rango de flujo de desfogue del quemador. Para promover la distribucin uniforme del aire de combustin, y as prevenir la formacin de humo, se requiere de energa para crear turbulencia y mezclar el aire de combustin con el gas a quemar. Esta energa puede estar presente en los gases, en forma de presin o bien, puede ser suministrada por otros medios, tales como la inyeccin de vapor de alta presin, aire comprimido o soplado de aire a baja presin a los gases de salida de la boquilla del quemador. La eliminacin de humo en los quemadores se puede conseguir por medio de las siguientes tcnicas:

    Para gases de desfogue de alta presin, 1.05 kg/cm2 (15 psig), se debe contar en la boquilla del quemador con un poder calorfico mnimo 1779.66 kcal/m3 (200 BTU/ft3).

    Para fluidos con baja presin en la boquilla del quemador [0.35 kg/cm2 (5 psig)] y un poder calorfico mnimo de 2669.49 kcal/m3 (300 BTU/ft3) debe disponerse de servicios auxiliares (agua, aire o vapor).

    Los fluidos con poder calorfico bajo, requieren inyeccin de gas combustible. Los procedimientos para la eliminacin de humo se describen a continuacin:

    a) Inyeccin de vapor. El procedimiento ms comn es la inyeccin de vapor de agua para reducir la produccin de humo y holln a consecuencia de un aumento de la velocidad de quemado y turbulencia. La cantidad necesaria de vapor de agua para reducir la formacin de humo se calcula mediante la siguiente ecuacin:

    De la ecuacin anterior se deduce que por cada 0.454 kg (1 lb) de hidrocarburo quemado sin humo, se requiere 0.1362 kg (0.3 lb) de vapor de agua para un hidrocarburo con peso molecular de 28.

    )M10.8(0.68WWst =

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    El vapor de agua que se suministra para la eliminacin de humo debe ser sobrecalentado de 689.5 a 1034.2 kPa (99.97 a 150.02lb/pulg2).

    El dimetro de lnea de suministro de vapor de agua a la boquilla del quemador se calcula de la siguiente manera:

    dst = 6d

    b) Inyeccin de aire a baja presin. La primera alternativa a considerar para eliminar el humo en un quemador, si no se cuenta con suficientes servicios auxiliares en el sitio, es utilizar aire impulsado por un soplador o un ventilador. El flujo de aire se determina mediante la ecuacin siguiente:

    Wa = 3. 1 W1

    La presin del soplador debe estar en un rango de 6.89 a 34.45 kPa (1.00 a 5.00 lb/pu