calculo tv - 108 boquilla 20 gpm

No. Documento : MC-S-005

Convenio Especifico No.: 420826804

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Título :MEMORIA DE CALCULO

SISTEMA DE ASPERSIÓN DE TANQUE ALMACENAMIENTO DE 20 MBLS.

Cliente : PEMEX EXPLORACION Y PRODUCCION SUBDIRECCIÓN DE INGENIERÍA Y DESARROLLO DE OBRAS ESTRATEGICAS

GERENCIA DE INGENIERÍASUBGERENCIA DE INGENIERÍA

Título del Proyecto :

"INFRAESTRUCTURA COMPLEMENTARIA PARA ESTABILIZACIÓN DE CRUDO EN LA BATERIA ARENQUE"

Lugar : Atmosférico de techo fijo 0 2CD. MADERO, TAMAULIPAS

No. Fecha Revisiones Aprobación Aprobada Revisada ElaboradaRev. Cliente: por: por: por:

B 1-Sep-06TV - 304 10.97 R.R.M.R. 9.65 JLOR/NMH

0 15-Nov-06J.V.H. R.R.M.R. R.M.R.F. JLOR/NMH

De acuerdo a la NRF-015-PEMEX-2008, puntos 8.1.7.4, se deben de adicionar dos anillos de enfriamiento.

4.1) Determinación del área a proteger:

2 X PI X r X H10.97

332.570569

4.1 lpm/m²

CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN MATERIALES

S.A. DE C.V.

Para Comentarios Cliente

Aprobado para Construcción

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No. Página 1 15-Nov-06

HOJA DE

CONTENIDO

1 OBJETIVODICLOROETANO

2 BASES TEORICAS

3 CONDICIONES DEL SISTEMA

4 ANILLOS DE ENFRIAMIENTAtmosférico de techo fijo 0 2.000

5 LINEA DE ALIMENTACION PARA LOS ANILLOS DE ENFRIAMIENTO

6 LINEA DE ALIMENTACION PARA CADA SEGMENTO

7 LINEA DE CADA SEGMENTO DE LOS ANILLOS 1 Y 2TV - 304 DICLOROETANO 5000.0 10.97 9.65

8 LINEA DE ALIMENTACION A UN SEGMENTO DE LOS ANILLOS 2 Y 3 MENOS UN SEGMENTO DEL ANILLO 1

De acuerdo a la NRF-015-PEMEX-2008, puntos 8.1.7.4, se deben de adicionar dos anillos de enfriamiento. LINEA DE CADA SEGMENTO DEL ANILLO 3

4.1) Determinación del área a proteger:10 CONCLUSIONES

2 X PI X r X H10.97 332.5705691053

4.1 lpm/m²

CORPORACION MEXICANA DE INVESTIGACION EN

MATERIALES S.A. DE C.V.

MEMORIA DE CALCULO

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HOJA DE

SISTEMA DE CONTRA INCENDIO

1 OBJETIVO

El objetivo de la presente memoria de cálculo es definir y establecer el sistema contra incendio para la protección DICLOROETANO

2 BASES TEORICAS

El sistema contra incendio para la protección del tanque, será con anillos de enfriamiento con agua contra incendioEsta protección se deberá diseñar de acueAtmosférico de techo fijo 0 2.000

Anillos de Enfriamiento:

- Para el enfriamiento de la envolvente en los tanques de cupula flotante deberan instalarse tres anillos

uno diseñado para el área envolvente que se encuentra por arriba del anillo atiesador y los otros cubrirán

la envolvente desde el anillo atiesador hasta la base del tanque.

- Deberán instalarse dos anillos de enfriamiento, para el área envolvente de la base al anillo atiesador: TV - 304 DICLOROETANO 5000 10.97 9.65

-Con el criterio anterior los tanques que posean mas de un anillo atiesador, debe colocarse un anillo de

enfriamiento debajo de cada uno de ellos.

- Para el enfriamiento de la envolvente deberán emplearse boquillas aspersoras de chorro plano, conexión

De acuerdo a la NRF-015-PEMEX-2008, puntos 8.1.7.4, se deben de adicionar dos anillos de enfriamiento. macho NPT, de bronce e impacto medio, con una presión mínima de descarga de 4.1 kg/cm² (60 psig);

4.1) Determinación del área a proteger: los patrones de flujo deberán traslaparse cuando menos el 15% entre las coberturas de las boquillas

aspersoras proyectadas sobre la envolvente del tanque.2 X PI X r X H

10.97 332.57056910534

4.1 lpm/m²



MEMORIA DE CALCULO

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MEMORIA DE CALCULO


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Fecha 15-Nov-06

HOJA DE

3 CONDICIONES DEL SISTEMA

3.1) Clasificación del producto

Producto Clasificación NFPA Clase

DICLOROETANO Liq. Combustible IIIA

3.2) Tipo de Tanque

Clasificación NFPA Tipo de Tanque No. De atiesadores No. Tot. Anillos

Clase II Atmosférico de techo fijo 0 2

3.3) Características del Tanque

El sistema se diseñará para el tanque de almacenamiento, con las siguientes características:

CLAVE FLUIDO CAPACIDAD ALTURA, m DIAMETRO, m

TV - 108 DICLOROETANO 5,000 12.200 9.100

4.- ANILLOS DE ENFRIAMIENTODe acuerdo a la NRF-015-PEMEX-2008, puntos 8.1.7.4, se deben de adicionar dos anillos de enfriamiento.

4.1) Determinación del área a proteger:

Area lateral = 2 X PI X r X HH = 10.970 m

A = 348.8 m²

4.2) Determinación del gasto requerido de agua:

= A P A: Area a protegerP: Densidad de aplicación de agua gpm/pie²

De acuerdo al punto 8.1.5.21.c.de la norma NRF-15 PEMEX 2003, P = 4.1 lpm/m²

= 1430.00 lpm 377.8 GPM

4.3) Selección de la boquilla aspersora de acuerdo con la norma DG-GPASI-SI-3600

Se hará un estudio de tres modelos diferentes, para seleccionar el más adecuado, a continuación se indican:

Modelo: Tipo IGasto por cada boquilla: 20 gpm

Presión, psi: 60 mínimoConexión: 0.75 pulgada

Angulo: 140 °Tipo de aspersión: Chorro Plano



Q REQ.

QREQ. =

(332.6m2)( 4.1 lpm/m²)

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MEMORIA DE CALCULO


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HOJA DE



4.3.1) Determinación del número de boquillas aspersoras requeridas

Número de =

Boquillas

Modelo: ½ K-40No. de Boquillas: 18.89

No. de Boq. requeridas: 19.00Gasto de agua real, gpm: 380.00Gasto de agua real, lpm: 1438.30

4.3.2) Distribución de las boquillas aspersoras:

Radio + Distancia Anillo a tanque = Radio .....(1)

Sustituyendo (1) en (2).....(2)

Radio + Distancia Anillo a tanque = Radio

= .....(3)

Radio

.....(4)

Aplicando (5) en (4):

=Radio

= .....(5)

Radio

Gasto requerido (Q req)

Gasto de la boquilla (Q boquilla)

a) Cálculo del ángulo b

Aplicando la ley de senos:

sen ((90 - a) + (90 - b)) sen a

sen (180 - (a + b)) sen a

Despejando (a + b) de (3)

sen (180 - (a + b)) sen a [ Radio + Dist. anillo a tanque]

sen (180° - g) = sen g

sen (a + b) sen a [ Radio + Dist. anillo a tanque]

(a + b) sen -1 sen a [ Radio + Dist. anillo a tanque]

D A

-T

90-b

a

b

90-a

R

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MEMORIA DE CALCULO


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Fecha 15-Nov-06

HOJA DE



Para este caso:

½ K-40Radio del tanque (R) = 4.55 m

= 70 grados= 0.2920088647654 m

Empleando las ecuaciones (6) y (7):

½ K-40= 90.00

b = 20.00 grados

Un circulo tiene 360° que corresponden a un perímetro, por lo

tanto a cada grado corresponde una distancia en el perímetro.

Entonces:

Perímetro del tanque = metros/grado360°

Para una boquilla:

360°

Perimetro del tanque 30.31636911

Para nuestro caso:

½ K-40 8.99999999926561 28.58849315= 3.176 m=

La mitad del ángulo de la boquilla (a)Distancia Anillo a tanque (DA-T)

(a + b)

b) Cálculo de la cobertura de cada boquilla (Cb):

D = Perímetro del tanque x b / 360°

Perímetro mojado = Cobertura de la boquilla (Cb)

Cb = Perímetro x 2 b

Cb

Cb

a

b

D

R

H134

Esta distancia cambia para cada boquilla, porque el ángulo es diferente para cada una, si damos valores más altos, se produce un error. Al retirar más la boquilla del tanque, con estos ángulos, resulta que los extremos ya no tocan la pared del tanque.

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MEMORIA DE CALCULO


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HOJA DE



c) Cálculo del No. de boquillas para el anillo :

Perímetro del Tanque

Considerando: 15.0% Traslape

½ K-40= 10.6

No. de boq. calculadas con 15%T = 11Total de boq. requeridas

por la densidad de flujo = 19No. De anillos requeridos = 2

no. De boquillas por anillo = 10

Aquí el numero de boquillas salio ligeramente mayor con el traslape reglamentario de 15% por lo que se propone usar11 boquillas por cada anillo de aspersión para cumplir con el traslape reglamentario.

No. de boquillas A =(1 - % Traslape)(Cobertura de cada boq.)

No. de boquillas A1 =2 p r

Cb (1-0.15)

No. de boquillas A

Cantidad calculada en el punto 4.3.1. De esta memoria de calculo

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MEMORIA DE CALCULO


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HOJA DE



4.6) Dimensionamiento de los Anillos

Distancia anillo al tanque + Radio del tanque

4.842 m 15.886 pies

30.423 m 99.814 pies

2.77 m 9.074 pies

=

= 220 GPM / anillo

4.7) Dimensionamiento del anillo (diámetro), tomando una velocidad límite de 15 ft/s:3in

v =

== 9.53612935139021 ft / s

4.8) Dimensionamiento de cabezal de alimentación a anillos de enfriamiento:

Qtotal a anillos = Qanillo1 + Qanillo2

= 440 GPM 179.52

4in

V === 11.0755499091967 ft / s

4.9) Dimensionamiento de cabezal general para los dos tanques de almacenamiento A y B:

Qtanques = QcabezaltanqueA + QcabezaltanqueB= 880 GPM 359.04

6in

V =

=10 ft / s

a) Radio del Anillo (rA):

rA =rA =

b) Perímetro del Anillo (rA):

PA = 2 p rA

PA =

c) Distancia entre boquillas en el Anillo (Db):

Db = PA /No. de boquillasDb =

d) Gasto de agua alimentación a segmentos (Q alim. A segmentos)

Q Alim a anillo No. de boq. con 15%Ten cada anillo * Flujo de cada boquilla

Q Alim a anillo

0,408*Q/din2

0,408 * 220/ 3,0682

0,408*Q/din2

0,408*440GPM/4,0262

0,408*Q/din2

0,408 * 880/6,0652

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MEMORIA DE CALCULO


PROY: REV. 0

Fecha 15-Nov-06

HOJA DE



H321

Esta distancia cambia para cada boquilla, porque el ángulo es diferente para cada una, si damos valores más altos, se produce un error. Al retirar más la boquilla del tanque, con estos ángulos, resulta que los extremos ya no tocan la pared del tanque.

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MEMORIA DE CALCULO


PROY: REV. 0

Fecha 15-Nov-06

HOJA DE



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HOJA DE

10.0.- Conclusiones

El sistema contra incendio para el tanque TV-5, de acuerdo a lo calculado en esta memoria,estará constituido por:

a) Dos anillos de Enfriamiento, superiores al anillo atiesador cada uno de las siguientes características:DICLOROETANO

Num. De boquillas por anillo: 24Num. De Segmentos por anillo: 4

Num. De boquillas por segmento: 6Modelo: ½K-60

Atmosférico de techo fijo 14.7 0 2Presión, psi: 60 mínimo

Conexión: ½ pulgadaAngulo: 142 °

Tipo de aspersión: Chorro plano

TV - 304 DICLOROETANO 5000 10.97 9.65

Num. De boquillas por anillo: 16Num. De Segmentos por anillo: 4

Num. De boquillas por segmento: 4De acuerdo a la NRF-015-PEMEX-2008, puntos 8.1.7.4, se deben de adicionar dos anillos de enfriamiento.4.1) Determinación del área a proteger: Modelo: ½K-60

Gasto por cada boquilla: 14.7 gpm2 X PI X r X H 60 mínimo

10.97 Chorro plano 332.5705691053

4.1 lpm/m²



MEMORIA DE CALCULO

calculo tv - 108 boquilla 20 gpm

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