criterio de diseño instrumentación

Criterio de Diseño Instrumentación

CONACSA S.A.

ACIDUCTO CODELCO RADOMIRO TOMIC

CRITERIO DE DISEÑO INSTRUMENTACION

Doc. Nº Q1027-99000-J-DC-001

Jefe Disciplina : A. Wrbka __________________

Gerente Ingeniería : D. Méndez __________________

Gerente Proyecto : G. Reveco __________________

Gerente Cliente : O. García __________________

0 Construcción AW AW DMC GR OG 14-Jun-02 B Aprobación Cliente AW AW DMC GR OG 29 May. 2002 A Coordinación Interna AW AW DMC GR 17 Abr. 2002

Rev. Emitido Para: Por J.Disc G.Ing G.Proy Cliente Fecha

Ingenieros y Consultores

Ltda.

Ingenieros y Consultores Ltda.

Criterio de Diseño Instrumentación Doc. Nº: Q1027-99000-J-DC-001

Rev. C, 14 Jun. 2002

Q102799000JDC001-0 Criterio de Diseño Instrumentación.doc Página 2 de 7

TABLA DE CONTENIDO Item Descripción Página

1 Objetivo 3 2 Alcance 3 3 Condiciones Ambientales 3 4 Códigos y Normas 3 5 Requerimientos del Sistema de Control 4 6 Bases del Diseño 5 7 Arquitectura del Sistema de Control 5 8 Dispositivos de control e Instrumentación de terreno 6 9 Sistema CCTV 7 10 Sistema Detección de Incendio 7 11 Comunicaciones 7



Rev. C, 14 Jun. 2002


1.0 Objetivo

El objetivo del presente documento es establecer los criterios de diseño de instrumentación y control para desarrollar la ingeniería y materializar el control requerido para operar las instalaciones del proyecto Aciducto Codelco Radomiro Tomic de Conacsa S.A.

2.0 Alcance

Se aplicará lo contenido en el presente documento como guía en la confección de la ingeniería, elección de controladores, instrumentos y demás componentes, y en la construcción de las instalaciones del sistema de control del proyecto. Por tratarse este de un proyecto cuyas instalaciones serán una línea de cañería para el transporte de ácido sulfúrico concentrado, fluido altamente corrosivo y potencialmente peligroso en caso de derrames, se definirá las especificaciones de instalaciones y equipos aplicables a este tipo de instalación.

3.0 Condiciones Ambientales

El Proyecto se encuentra ubicado a 10 Km. al este del Mineral de Chuquicamata en la II región, aproximadamente a 40 Km. al nordeste de la ciudad de Calama a una altura promedio del nivel del mar de 3000 m, siendo aplicables las condiciones ambientales contenidas en documento “Site Conditions”, Nº Q1027-99000-P-DC-002

4.0 Códigos y Normas La documentación del proyecto y el diseño de los esquemas a desarrollar por la

disciplina de instrumentación deberán estar basados en las normas y estándares de la ISA (Instruments Society of America).

De acuerdo con lo anterior, la simbología y nomenclatura de diseño estará basada

en la Norma ISA S 5.1 "Instrumentation Symbols and Identification", sus complementarias S 5.2 y S 5.3 y todas las que se deriven de éstas.

Las unidades de medida que se emplearán para la especificación de equipos e instrumentos serán, de preferencia, las correspondientes al Sistema Internacional de Unidades, definido por la ISO (International Standard Organization).

Los instrumentos y equipos deberán ser especificados, diseñados, instalados y probados de acuerdo con la última edición de las siguientes normas y estándares:



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ISA Instrument Society of America NEC National Electrical Code NEMA National Electrical Manufacturer's Association ANSI American National Standard Institute UL Underwriter's Laboratories ASME American Society of Mechanical Engineers NCR U.S. Nuclear Regulatory Commission FM Factory Mutual NFPA National Fire Protection Association EIA Electronics Industries Association IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers ASTM American Society of Testing Materials OSHA Occupational Safety and Health Administration SUBTEL Subsecretaría de Telecomunicaciones, Chile SEC Superintendencia de Servicios Eléctricos y Combustibles CCHEN Comisión Chilena de Energía Nuclear SNS Servicio Nacional de Salud DECRETO N°° 72 Reglamento de Seguridad Minera

5.0 Requerimientos del Sistema de Control

Para la presente aplicación, consistente en controlar la operación del Aciducto Radomiro Tomic, se define los siguientes requerimientos para el sistema de control: 5.1 Permitir la operación automática de las instalaciones del aciducto desde un

control centralizado ubicado en la sala de control. 5.2 Permitir la operación local de los equipos controlándolos en forma manual. 5.3 Permitir el llenado de las tuberías, inicial o después de algún drenaje,

controlando en forma automática el caudal de llenado a modo de no sobrepasar las velocidades de flujo y presiones de diseño de la instalación.

5.4 En modo de operación automática efectuar una partida y detención suave

del conjunto de instalaciones, manteniendo los caudales y las presiones en los límites seguros de diseño.

5.5 Controlar en cada estación las variables del proceso, logrando una

condición estable de nivel, flujo y presión que permitan operar la instalación a distintos caudales según se requiera.

5.6 Detectar la detención de alguna de las bombas en servicio y

automáticamente transferir la operación a la bomba de respaldo, sin interrumpir la operación del aciducto.



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5.7 Impedir, salvo durante la maniobra de transición de una bomba a otra, la

operación simultanea de bombas en una misma estación. 5.8 Detectar fallas en la operación del sistema de bombeo y llevar el proceso a

una condición de detención segura. 5.9 Detectar fallas en la integridad del sistema y dando alarma al operador, y

según la magnitud de la falla, detener la operación y drenar automáticamente el ácido en el sector afectado.

5.10 Medir y registrar continuamente los volúmenes de ácido despachados.

5.11 Medir e indicar el nivel de los estanques tanto en Chuquicamata como en

Radomiro Tomic. La información de estos niveles deberá ser obtenida del sistema de control de Radomiro Tomic y de Chuquicamata respectivamente.

6.0 Bases del Diseño

La instrumentación será la mostrada en los planos P&ID del proyecto, en los cuales también se representará en forma esquemática la interrelación lógica entre los instrumentos y sus controladores y de estos entre si. En la implementación de la instrumentación se utilizará componentes de fabricación y tecnologías estándares en la industria, de probada eficiencia en aplicaciones similares. Se especificarán componentes iguales para aplicaciones similares a modo de minimizar el tipo de componentes y así minimizar el stock de repuestos requeridos, facilitando la operación y mantenimiento de la instalación. Las señales eléctricas análogas para el control serán de 4-20 mA DC y las señales discretas de 115 VAC

7.0 Arquitectura del Sistema de Control

El sistema de control para el Aciducto estará basado en un conjunto de PLC locales, ubicados uno en cada estación, que controlarán las variables del proceso y un PLC central con pantalla de operación ubicado en la sala de control del aciducto desde donde se controlará la operación conjunta del sistema. Las variables a manejar por estos controladores incluyen las variables propias de la operación del proceso, caudales, presiones, niveles y las del sistema de detección de fugas que se manejarán por el mismo PLC. El sistema de control del Aciducto será enlazado con el sistema central de control de Radomiro Tomic solo a modo de permitir una visualización en sus pantallas de los parámetros de operación sin ejercer control.



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El enlace entre estaciones de control, el controlador central del aciducto y el sistema de Radomiro Tomic se efectuará mediante un cable de fibra óptica montado junto a la línea eléctrica que recorrerá todas las estaciones y se conectará al sistema Radomiro Tomic en un punto a definir. Las señales digitales relacionadas con la operación de motores serán alambradas entre los PLC y secciones dedicadas de los variadores de frecuencia y/o partidores correspondientes. Las unidades del sistema de control serán alimentadas mediante UPS con capacidad de respaldo de una hora, para prevenir caídas del sistema de control ante fallas en el suministro eléctrico. Ante la falla del suministro de energía las válvulas de control de flujo serán llevadas automáticamente a su posición definida operacionalmente como de falla segura. En pantalla se podrá visualizar el estado de las variables controladas del sistema. Al retornar la energía, el restablecimiento a la condición de operación deberá ser iniciada por el operador del Aciducto.

8.0 Dispositivos de control e Instrumentación de terreno

En general los instrumentos, paneles auxiliares y cajas de control instalados a la intemperie deberán tener un grado de protección NEMA 4X, resistentes además a la radiación UV. En cuanto a su ubicación, deberán contar con acceso adecuado de modo de poder realizar mantenciones y/o reparaciones en forma expedita y segura. Para las siguientes aplicaciones se ha definido los tipos de instrumentos / dispositivos que se listan a continuación: 8.1 Los transmisores serán en general del tipo de 2 alambres con salida aislada

linealizada de 4-20 mA. La exactitud de los transmisores será del 0,5% o mejor del rango a medir.

8.2 Trasmisores / sensores de nivel: Serán del tipo ultrasónico con sensores

encapsulados en material resistente a los vapores de ácido sulfúrico.

8.3 Flujómetros: Serán del tipo ultrasónico o electro-magnético con rango de precisión de 0,5% o mejor del rango a medir.

8.4 Analizadores de concentración de ácido: Serán del tipo ultrasónico con rango

de precisión de 0,5% o mejor del rango a medir. 8.5 Sensores / transmisores de presión, serán con sello de diafragma de acero

inoxidable compatible con la operación de ácido sulfúrico concentrado



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8.6 Manómetros serán de 6” de diámetro en caja de acero inoxidable, llenos con silicona líquida, conectados al proceso mediante diafragma de acero inoxidable.

8.7 Válvulas de control serán del tipo globo o tapón (plug) comandadas con

actuadores eléctricos y en los casos que se requiera con mecanismos de resortes que permitan llevarlas a posición de falla segura en caso de interrupción en el suministro de energía.

9.0 Sistema de CCTV

Para el presente proyecto no se considera la instalación de un sistema de circuito cerrado de televisión.

10.0 Sistema de Detección de Incendio

La detección de incendios solo se considera necesaria en recintos que contienen equipos eléctricos o electrónicos. En consecuencia se dispondrá sensores de humo en sala de control, containers y gabinetes eléctricos que activarán una alarma en el sistema de control que se desplegará en las pantallas de operación del Sistema Aciducto.

11.0 Comunicaciones

Para la comunicación de voz entre las estaciones, equipos móviles y sala de control, se considera el uso de radios VHF. No se considera por lo tanto instalar un sistema de comunicación telefónica dedicado.

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