06 planta de cemento

Planta Planta de de CementoCementoTeoriaTeoria y y CalculosCalculos

Programa Programa de de Entrenamiento Acelerado Entrenamiento Acelerado Para Para

los Supervisores los Supervisores de de Pozo Pozo en IPMen IPM

2 Planta de CementosRev: Feb 17th, 2004 JB

Principios Operativos de la Planta de Material a Granel

l Propósito– Almacenamiento de Material a Granel– Mezcla Seca (Neumáticamente)– Transferir Material a Granel

l Ventajas Sobre los Sacos – Mayores Tasas de Transferencia – Menos Requisito de Mano de Obra– Menos Pérdida o Daño de Material – Más Limpio desde el punto de vista Ambiental


Principios de la Transportación Neumática

l La cantidad de material transportado por el aire comprimido depende de varios factores :

– Cantidad de Aire

– Tamaño y peso de las partículas de material

– Tamaño de la tubería entre los Tanques de Material a Granel

– Longitud de la tubería o manguera entre los Tanques de Material a Granel

– Presión en el Tanque de Almacenamiento

– Presión en el Tanque Receptor


Componentes del Sistema a Granel l Tanques de Presión (P-Tanks)l Tubería

– Suministro de Aire– Carga a Granel– Descarga a Granel – Ventilación

l Balanza de Mezcla (WBB)l Botella de Aditivol Compresorl Secador de Aire l Filtros


Tanque de Presión (P-Tank) & Tubería Asociada

l Tubería de Ventilación/Llenado, usualmente 4” o 5”.

l Tubería de Descarga, usualmente 5” y siempre ubicada en el fondo del tanque.

l Tubería de Aire - 2” o 3”

l Tuberías de ayuda (jets) conectadas a la tubería de aire principal, proporciona aire directamente dentro del tanque o, a través, de una válvula mariposa.

l Medidor de presión y válvula de disparo en la tubería de ventilación.

l Las plataformas de fluidificacion permiten un flujo de aire uniforme a través del material a granel.


Operación del Silo Presurizado (P-Tank)l Sacudir el tanque de transferencia antes de la descarga

abriendo el venteo y la tubería de aire hacia las plataformas deaireacion.

l Cerrar venteo para presurizar el tanque de transferencia.

l Abrir venteo del tanque receptor. Pasar aire a través de este tanque para revisar si hay taponamientos.

l Abrir válvula de descarga en tanque de transferencia.

l La presión de aire caerá cuando se transfiera todo el material agranel.

l Cerrar válvula de descarga de transferencia y purgar la linea de transferencia.

l Cerrar venteo y despresurizar los tanques.


Tanque de Presión


Silo de Gravedad

DISPOSITIVO DE DISPOSITIVO DE AIREACIONAIREACION

(plataformas)(plataformas)

VALVULA DE VALVULA DE DESCARGADESCARGA TUB. LLENADO

TUB. DE SUMINISTRO DE AIRE

TUBERIADE VENT.


Surge Tank

DISPOSITIVO DE DISPOSITIVO DE AIREACIONAIREACION

(chorros)(chorros)

DISPARO

TUB. DE SUMINISTRODE AIRE

VALVULA DE BOLA

PERNOSVALVULA DE DESCARGA

TUB. DEVENTILA

TUB. DE LLENADO

VIA DEHOMBRE

INDICADORDE PESO

CELDA DE CARGA


Tanque de Material a Granel

Boca de VisitaBoca de Visita

Válvula de Válvula de DescargaDescarga

TuberíaTuberíade Descargade Descarga

Dowell


Balanza de Mezcla & Botella de AditivoBalanza de Mezcla (WBB)l Recipiente Especializado (Tanque) para la mezcla de material a granel.l Posee lados con inclinación pronunciada y usa jets como dispositivos

de aireación.l La mayoría están construidos con tres patas

– Dos patas poseen pernos y pueden rotar– La tercera pata se mantiene arriba por la celda de carga

Botella de Aditivol Pequeño tanque a presión usado para añadir material en sacos a la

WBB.l No posee línea de llenado - el material se añade a través de compuerta

o válvula en el tope del tanque.l Contiene tuberías de aire con chorros en el fondo del tanque.


Balanza de Mezcla & Botella de Aditivo

Vía de Hombre

PernoPerno

Celda de Carga

Válvula deDescarga

Tubería de Tubería de DescargaDescarga

Fill Hopper

TubTub. de. desumisumi--nistronistrode airede aire

Dispositivo de Aireación (Jets)


Compresores de AireTipos comunes de compresores usados en SLB:

l Compresor Reciprocante

– Tipo más común usado– Funciona por mecanismos de embolada de

admisión/compresión– Regulación de Presión

l Control de velocidad constante - válvula piloto o governador

l El compresor se apaga y enciende solo cuando sea necesario para mantener una presión establecida.


Compresores de Airel Compresores Axiales Rotatorios

– Comúnmente denominados Sopladores

– Contiene rotores del tipo de tornillos para compresión

– La regulación de la presión se logra por un regulador de control de velocidad constante

– Capaz de transmitir 300-400 CFM @ 15-25 psi de presión de aire

l Compresores del Tipo de Aspas – Montada en camión y referida como Sopladores

– Fuente de Poder necesaria para girar rotor

– Leva Interna para máximo volumen entre aspas durante descarga


Compresores de Airel Marcas

– Gardner Denver– Super Ambassador– Le Roi

l Deben ser capaz de transmitir 300-400 CFM, pero de manera ideal 450 CFM

l Pueden accionarse por medio de: – Motores Diesel – Motores Eléctrico– PTO– Hidráulica

l La Presión máxima de trabajo (descargador) debe ser de 30 psi.l Valvulas de seguridad (en los silos) fijadas a 35 psi.


Compresores de AireControl de Humedad:

l La humedad posee la tendencia de condensarse en el aire comprimido.

l Daño al material a granel - Bloques, Plataformas y Jets.

l La humedad en el tanque de aire y las tuberías debe drenarse antes de airear los silos.

l Se Cuentan con tres tipos de sistemas de control de humedad:

– Post enfriadores – Separador de agua– Secadores de aire


Colectores de Polvol Todos los Tanques de de Material a Granel poseen tuberías

conectadas al Colector de Polvo.l Sale aire limpio filtrado del colector hacia la atmósfera.l El Sistema de Filtrado consiste en cualquiera de estos dos tipos:

– Filtros de Media de Tela– Cartuchos de Papel Plegado

l Algunos contienen un montaje de vibrador.l El Tanque de Colección provee espacio nulo para las partículas

de polvo. l Los Filtros y Medias deben inspeccionarse de manera rutinaria.l Baño de agua a la salida del colector de polvo.


Colector de Polvo del Tipo de Cartucho de Papel

Hacia el Tanque de Colección

Entrada

Salida de AireMontaje de Chorro de Aire

Suministro de Aire a AltaPresión

Lugar de Filtros de Aire


MuestreoDeben colectarse las muestras de material a granel durante la tercera transferencia :

l Colectar muestras durante la mitad de la tercera parte del proceso de mezcla.

l Tamaño mínimo de muestra 2 x 10 lb (como minimo).l Debe muestrearse cada mezcla.l Almacenar muestras en bolsa de plástico sellada.l Debe etiquetarse apropiadamente la muestra.

– Fecha – Cliente– Nombre y número del pozo– Número de unidad del camión de material a granel– Número de bache– Número de Cliente– Cemento inicial o final marcado

l Retener muestras 30 días, de no presentarse problemas.


Toma-Muestras Aprobados

Tomador de Muestras Preferido Tomador de Muestras Alternativo

Flujo Desviador Automatizado Válvula de Bola de 1”


Fuerzas Ejercidas sobre los Silos Presurizados

l Los silos presurizados no deben ser golpeados nunca, con un martillo u cualquier otro objeto metálico.

l Cálculo de la Fuerza dentro de un Silo de Almacenamiento de Material a Granel

lbs Fuerza Fp = Area x PSI


Procedimiento de Mezcla de Material a Granel

De acuerdo con la Directiva Tecnológica 4-2, el procedimiento de mezcla apropiado es como sigue:

l No más de 75% del Volumen Absoluto de WBB.l Cargar la 1/2 del material de cementación en el WBB.l Añadir todos los aditivos pesados correctamente al WBB.l Cargar la 1/2 restante de materiales cementaciónl Airear el material en la WBB durante 10 minutos.


Procedimiento de Mezcla de Material a Granel

l Transferir la mezcla tres veces.

– De la Wbb al P-Tank vacío.– Del P-Tank a la WBB.– Del WBB al vehiculo de transporte.


Factores de Carga de Material a Granell El volumen del material a granel es igual a la suma de este

último más el volumen del aire.– Predecir el espacio necesario para almacenamiento.– Se halla de manera experimental.

l Asegura que no haya pérdidas a través del sistema de ventilación.

l Aumenta con el tiempo.

l No todos los factores de carga han sido calculados.

l Cemento neto BLF es de 0,873.

l Por cada 1% de aditivo remover 0.01 del neto BLF.


Factores de Carga de Material a Granel- EjemplosSistema de cemento Fact.de Carga de Mat. a Granel

A, G o H Puro .873A, G o H + 2% D20 .844A, G o H + 4% D20 .817A, G o H + 6% D20 .790A, G o H + 8% D20 .767A, G o H + 10% D20 .744A, G o H + 12% D20 .722A, G o H + 16% D20 .680A, G o H + 25% D20 .608A o H + 35% D30 .678H + 1.2% D79 .860D49 ( Trinity Litewate) .67050:50 Litepoz + 2% D20 .71250:50 Litepoz + 4% D20 .69550:50 Litepoz + 8% D20 .664Litepoz 300 .727Bentonita (D20) .470


Factores de Carga de Material a Granell Los materiales de cementación se venden por peso.

En SLB se usan varios métodos para pesar el material a granel:

– Balanzas de Camión

– Medidores de Deformación sobre los Tanques de Almacenamiento de Material a Granel

– Mover material a través de la WBB para que pueda ser pesado


Capacidad en Volumen de los Transportes de Cemento a Granel

Capacidad Absoluta CementoModelo. Unidad No. (Agua pies3) (sacos)

Semi-Trailers 38A-XXXX 590 total 440295 frontal 220570 total 420285 frontal/trasero 210

Camiones 40A-XXXX 500 total 370(Carga de Cuerpo) 250 frontal/trasero 185

Recipientes de 39C-XXXX 1325 1000Almacenamiento deCampo


Cálculos de Carga de Material a Granell Determinar la cantidad total de materiales necesarios.l Revisar si hay suficiente inventario.l Determinar tamaño de la cada bache:

– Carga máxima en el WBB es de un 75% del volumen.– Máximo a cargar en vehículo de transporte.

l Calcular número máximo de sacos que pueden mezclarse usando volumen máximo de mezcla y factor de carga de material a granel para el sistema de cemento.

l Ajustar el tamaño de la mezcla para adaptarse al volumen de los tanques de los camiones y limitaciones de peso de los camiones.

l Calcular el número de baches.l Calcular el número de sacos por bache.


Cálculo de Carga de Material a GranelUn trabajo exige 180 sacos Clase H + 8% D20 de ligera y 765 sacos Clase H + 2% S001 de cola.

l Determinar cantidad de materiales necesarios.

l Sistema #1 D20: 180 sacos x 94 lb/saco x 0.08 = 1354 lb

l Sistema #2 S1: 765 sacos x 94 lb/saco x 0.02 = 1439 lbl Revisar Inventariol Determinar tamaño del bache de acuerdo con la capacidad del equipo usado

– Capacidad de la WBB : 324 pies cúbicos.– Tanque de Mezcla o

Transferencia: 1000 pies cúbicos. – Tanques en el Camión de

Carga a Granel: 295 pies cúbicos.

l La Directiva Tecnica requiere un tamaño de mezcla máxima de un 75% del WBB– 324 pies cúbicos x 0,75 = 243 pies cúbicos.


Cálculo de Carga de Material a Granel

l Calcular el número máximo de sacos:– # de sacos = Volumen Máximo de Mezcla x Factor de

Carga de Material a Granel (pies cúbicos) l Para el Sistema #1.

# Sacos = 243 pies cúbicos. x 0,767 sacos/pie cúbico = 187 sacos



l Ajustar tamaño de la mezcla para que se adapte a los tanques y limitaciones de peso de los camiones# Sacos= Volumen del tanque x factor de carga de

material a granel (pies cúbicos)= 295 pies cúbicos x 0,767 saco/pie3= 226 sacos



l Ajustar tamaño de la mezcla para que se adapte a los tanques y limitaciones de peso de los camiones# Sacos= Volumen del tanque x factor de carga de

material a granel (pies cúbicos)= 295 pies cúbicos x 0,767 saco/pie3= 226 sacos

b. Peso del Saco:



l Ajustar tamaño de la mezcla para que se adapte a los tanques y limitaciones de peso de los camiones

# Sacos= Volumen del tanque x factor de carga de

material a granel (pies cúbicos)

= 295 pies cúbicos x 0,767 saco/pie cúbico

= 226 sacos

b. Peso del Saco:

Peso del Cemento: 94 lb/saco = 94,0 lbsPeso del D20: 94 lb/saco x .08 = 7,52 lbsPeso total de 1 saco: 101,5 lbs


Cálculo de Carga de Material a Granel l Ajustar tamaño de la mezcla para que se adapte a los tanques y limitaciones de peso

de los camiones




= 226 sacos

b. Peso del Saco:Peso del Cemento: 94 lb/saco = 94,0 lbsPeso del D20: 94 lb/saco x .08 = 7,52 lbsPeso total de 1 saco: 101,5 lbs

c. Limitaciones del peso del camión: Carga max. es de 15600 lb en cada botella# sacos = Peso Max (lb)

Peso de cada saco, lb/saco


Cálculo de Carga de Material a Granel l Ajustar tamaño de la mezcla para que se adapte a los tanques y limitaciones de

peso de los camiones




= 226 sacos

b. Peso del Saco:Peso del Cemento: 94 lb/saco = 94,0 lbsPeso del D20: 94 lb/saco x .08 = 7,52 lbsPeso total de 1 saco: 101,5 lbs

c. Limitaciones del peso del camión: Carga max. es de 15600 lb en cada botella# sacos = Peso Max (lb)

Peso de cada saco, lb/saco# sacos = 15600 lb = 154 sacos por botella

101,5 lb/saco


Cálculo de Carga de Material a Granel l Calcular el Número de Baches:

# de Baches = Total # de SacosMin. Valor Limitante

= 180 sacos (Sistema #1) 154 sacos (Límite del camión

por tanque)= 2 Baches= 90 saco/bache



l Sistema #2: 765 sacos Clase H + 2% S1l Ajustar tamaño de mezcla para que se adapte al tanque y limitaciones de peso del camión.

0,873 BLF en el caso del Neto0,873 - 2 (.01) = 0,853 saco/pie cúbico.a. # de Sacos = 243 pies cúbicos x 0,853 sacos/pie

cúbico= 207 sacos

Ajuste del Tanque del camión# de Sacos = Volumen del Tanque (pies cúbicos) x

BLF= 295 pies cúbicos x 0,853 sacos/pie

cúbicos= 252 sacos


Cálculo de Carga de Material a Granel b. Peso del Saco:

Peso del Cemento: 94 lb/saco = 94,0 lbsPeso de S001: 94 lb/saco x .02 = 1,88 lbsPeso total de 1 saco : 95,88 lbs

c. Limitaciones de peso del camión: La carga max es de 15600 lb en cada

botella

# sacos = 15600 lb = 163 sacos por botella95,88 lb/saco

l Calcular Número de Baches:

# de Baches = 765 sacos (Sistema #1) 163 sacos (límite de camión por botella)

= 4,7 Baches= 5 Baches= 153 saco/bache

MOVER TRES VECES


Seguridad Químical Revisar los MSDS en el caso de todos los materiales a granel antes de su

uso.l El cemento puede provocar daños

– cáustico en la piel y ojos.– Abrasivo y puede rayar la superficie del ojo.

l Deben usarse anteojos protectores cuando se trabaja o está cerca de equipo de material a granel presurizado.

l Deben usarse máscaras de polvo cuando se carga cemento y químicos en sacos.

l Usar mangueras de descarga en los silos de material a granel.

l Limpiar siempre las partes superiores de los tambores/recipientes que contengan químicos líquidos después de cada uso.


Lineamientos de Seguridad OperativaNormas de seguridad a seguir cuando se trabaja con equipo de material a granel presurizado.

l No se permite la presencia de nadie ni encima ni debajo del tanque presurizado.

l Bajo ninguna circunstancia debe trabajarse en un tanque presurizado hasta que la presión haya sido liberada.

l No se debe nunca martillar los contenedores de presión.

l Es indispensable monitorear cada manometro de los tanques - no depender del sistema descargador del compresor unicamente.

l Usar sólo tapas de seguridad (dos piezas) - no usar nunca tapas de 4” en tuberías.

l No mirar por el extremo de una tubería obstruida.


Lineamientos de Seguridad Operatival Cuando se planifique entrar a un tanque de material a granel, es necesario

seguir los lineamientos de la Norma 2 S & LPM.

– El tanque debe estar vacío.

– Debe usarse todo el equipo protector requerido.

– La entrada al tanque no debe estar bloqueada.

– Debe haber una persona más en espera fuera del tanque.

l Usar siempre las mangueras de descarga para transferir - no usar nunca una manguera de succión.

l Mantener limpia el área de la Planta de Material a Granel - limpiar derrames inmediatamente.


Stem 1 de la Planta de Material a Granel

l Se debe llevar a cabo el STEM I en :– El tanque de material a granel– Los compresores de Aire– Los tanques de compensación

Engineering

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