informe de cálculo hidráulico de líneas

7/26/2019 Informe de Clculo Hidrulico de Lneas

1/68

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roel Cubillo

o


2/68

INDICE

OBJETIVOS ............................................................................ 3

INTRODUCCION .................................................................... 4

1. Metodologa general del clculo hidrulico ....................................51.1 ClculoHidrulicoLnea2"P210AB............................................................................. 8

1.2 ClculoHidrulicoLnea3"P256AB........................................................................... 13

1.3 CalculoHidrulicoLnea6"P266AB........................................................................... 17

1.4 ClculoHidrulicoLnea2P302AB........................................................................... 21

1.5

Clculo

Hidrulico

Lnea

10

P

307

AB

.........................................................................

29




2. Hojas de especificacin ................................................................48

CONCLUSION ...................................................................... 60

BIBLIOGRAFIA ..................................................................... 61

ANEXO: Especificacin de Lneas de la Planta .................... 62


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OBJETIVOS

Establecer dimetro de caeras a partir de velocidades recomendadas

Seleccin de bombas para los requerimientos de presin del proceso considerando las

prdidas de carga tanto singulares como regulares en las lneas de proceso

analizada.

Seleccin de vlvulas de control para las lneas analizadas


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INTRODUCCION

Dentro de la industria es de vital importancia poder determinar las perdidas decarga asociadas a las lneas de proceso, producto del roce entre capas del fluido debido

al perfil de velocidad propio de cada escurrimiento.

Para determinar las perdidas de carga se utilizara un balance hidrulico con el que

se calculara la energa necesaria para transportar un fluido entre dos puntos a

seleccionar, y as verificar si es necesario el uso de bombas de succin para cumplir dicho

objetivo.

Por medio de la elaboracin del isomtrico se puede determinar la informacin

necesaria, como lo es el largo de la caera y los accesorios presentes en ella, para

poder calcular la perdida de carga asociada al tramo de lnea seleccionado.

Junto con l calculo de bomba, se realiz el diseo de la vlvula control presente

en la lnea seleccionada, donde se determinara el dimetro y el tipo necesario para cada

tipo de control.

Hoy en da existen estndares y especificaciones que facilitan el diseo de

caeras, adems de catlogos de proveedores de vlvulas, bombas y otros accesorios

que sern utilizados en este informe.


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1. Metodologa general del clculo hidrulico

Dimensionamiento y seleccin de la bomba

Para la seleccin de la bomba se utiliza la ecuacin de Bernoulli, la cual consiste

en realizar un balance de energa entre dos puntos de presin constante del sistema, a

partir de este balance se determina la altura (Hs) que debe proporcionar la bomba para

llevar el fluido desde 1 a 2. A continuacin se presenta la ecuacin de Bernoulli.

12

2

2

2

2

2

2

1

1

1

12

1

2

1

+++=+++ gvp

zHg

vp

z S (2.1)

Donde: (Con i=1,2)

Zi: Alturas de los puntos (m)

Pi: Presiones en los puntos (Pa)

i: Densidades en (kg/m3)

i: Velocidades en (m/s)

g: aceleracin de gravedad (m/s)

12 : Perdida de carga total (m)

La prdida de carga producida a lo largo de la lnea se obtiene a partir de la suma

de las prdidas regulares y singulares del sistema. Dadas por:

Perdidas regulares:g

v

D

Lfr

=2

2

, (2.2)

Prdidas singulares:g

v

D

Lf eS

=2

2

(2.3)


6/68

Donde :

f: Factor de friccin

L/D: Longitud equivalente

Para los clculos se supone que el fluido es incompresible, que se utiliza un caudal

de 1,3 veces el caudal de diseo y para el clculo de la presin de vapor se consideraron

los componentes en mayor proporcin.

Clculo de la altura neta de succin positiva disponible (NPSHd)

La NPSHddel sistema en funcin del caudal se obtiene a partir de la ecuacin:

0101 )( = zzppNPSHv

od

(2.4)

Donde:

Po: Presin en la bomba [Pa]

Pv: Presin de vapor [kPa]

Zi: Alturas de la bomba y del inicio del trayecto

01 : Perdida de carga total entre el inicio y la bomba.

Para la eleccin de la bomba se debe cumplir que el NPSHd debe ser mayor al

NPSHr (requerido) por la bomba, para evitar cavitacin en la bomba. Para cualquier

caudal dentro del rango de operacin.

Para la seleccin de la bomba se considera la altura requerida (Hs), las

propiedades del fluido y las condiciones de operacin. Se selecciona a partir de catlogosla bomba que cumpla de mejor forma con los requerimientos de la lnea.


7/68

Dimensionamiento y seleccin de la vlvula de control

Para el dimensionamiento se requiere el coeficiente de la vlvula (Cv), el cual se

obtiene de la ecuacin:

G

pf

qC

V

V

= (2.5)

Donde,

VC = parmetro caracterstico de la vlvula de control, (ad).

q = caudal de operacin, (gpm)

f = porcentaje de abertura de la vlvula de control para el caudal q de operacin, (ad).

Vp = Cada de presin en la vlvula de control para el caudal q de operacin, (psi).

G = Gravedad especfica del fluido, (ad).

Luego a partir del conocimiento de estos datos y reemplazando en la ecuacin

(2.5) para obtener el VC , se determina el dimetro de la vlvula de control para una

apertura entre un 50-70%,de acuerdo al catlogo de la marca Masoneilan.


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1.1 Clculo Hidrulico Lnea 2"-P-210-AB

(Mariana Poblete)

Descripcin de la lnea

La lnea donde se realiza el clculo hidrulico corresponde a la 2-P-210-AB, que

va desde el recipiente separador V-201 hasta la alimentacin del stripper T-201. Para este

clculo se considera la bomba J-202 y la vlvula de control VC-205.

En la figura 1.1.1 se presenta un esquema del sistema, mostrando los puntos

considerados en el balance de Bernulli y las condiciones del fluido.

Figura 1.1.1:Esquema del sistema hidrulico.

Para el clculo hidrulico se considera que el fluido es incompresible y que la lnea

presenta las siguientes propiedades:


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Tabla 1.1.1:Descripcin de fluido

Dimensionamiento y seleccin de la bomba.

Para realizar el clculo hidrulico de la lnea se realiza un balance de Bernoulli

entre los puntos 1 y 2 presentados en la figura, donde se considera que las velocidades

en ambos puntos son iguales (v1=v2).

La lnea posee un total de 146.032 [m] de caera, en la siguiente tabla se

presentan las singularidades de la lnea y las prdidas de carga asociada a cada una de

ellas.

Tabla 1.1.2:Singularidades de lnea 2-P-210-AB

Lnea 2-P-210-AB(antes de succinbomba)

Lnea 2-P-210-AB(despus de succinbomba)

Le(ft) Cantidad CantidadCodos 90 4 3 17

Vlvulas de globo 70 1 3T 4 1 3

Prdida total (ft) 86 290

De esta forma las prdidas de carga en la lnea, tanto singulares como regulares,

corresponde a 5,58 [m] y 5,41 [m] respectivamente.

Lnea 2-P-210-ABT (C) 30

P1(Kpa) 2,35*102

P2(Kpa) 4,71*102

Qoperacin(m3/h) 137,66

Qdiseo(m3/h) 178,96

Fraccin vaporizada 0Gravedad especfica 0.7081

Viscosidad (cP) 0,2897Presin de vapor (kPa) 10


10/68

Tabla 1.1.3:Resumen del Bernoulli en el sistema

z1(m) z2(m) p1/ (m) p2/ (m) r ys (m) Hs (m)1,7 40 335,4 670,7 11,0 384,6

Clculo de la altura neta de succin positiva disponible (NPSH).

Para el clculo del NPSH disponible se utiliz la ecuacin (2.4), a continuacin se

presenta una tabla resumen.

Tabla 1.1.4:Calculo de NPSH disponible

Qop (m3/h) P1 (m) Pv (Pa) z (m) r ys (m) NPSHd (m)

137,66 2,35*105 10000 1,7 0,15 31,19

Con estos datos es posible obtener la curva del sistema y adems seleccionar la

bomba.

Para el dimensionamiento de la bomba J-202 se utiliz el catalogo de Goulds

pumps donde se busco una bomba que cumpliera con los requisitos exigidos, de aqu se

elige una bomba centrifuga modelo 3640 funcionando 3570 rpm, con un rodete de 12,875

[in] y una eficiencia de 60,5 %. El NPSHrequerido por la bomba es de 4,45 [m] menor, el

cual es menos al NPSH disponible en la lnea de 31,19[m].

A continuacin se presentan las curvas de la bomba y del sistema hidrulico.

Figura 1.1.2:Curva caracterstica de la bomba modelo 3640


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Figura 1.1.3:Curva caracterstica del sistema hidrulico

Seleccin de la vlvula de control.

Para la seleccin de la vlvula de control se supone que esta opera con una

fraccin de abertura entre un 50-70% para el caudal de diseo (Qdis =137 [m3/h])

Realizando los clculos utilizando la ecuacin (2.5) para la condicin de operacin

se obtuvo un Cv de 66. Los datos utilizados se muestran en la tabla 1.1.5.

Tabla 1.1.5:Clculo de Cv de vlvula de control para condicin de operacin.

Qop (m3/h) f (%) Pcv (m) Pcv (psi) G Cv

137,66 100 15 2,036 0,7081 80,1

Con estos valores se busca en el catalogo de Masoneilan, y se escoge que cumpla

con los requisitos para Cv, de ah se busc el valor ms cercano de Cv y se obtiene una

vlvula de tipo lineal con un 87,7 de Cv, un dimetro de 4 [in] y una fraccin de abertura

de 50% para el caudal de operacin.

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 50 100 150 200 250 300

H(m)

Q(m3/h)

H

P

Qdis

Qdis+30%

P

vc


12/68

Figura 1.1.4: Caudal en funcin del porcentaje de abertura de la vlvula.

0

50

100

150

200

250

300

0 20 40 60 80 100 120

Q

(m3

/h)

f(%)


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1.2 Clculo Hidrulico Lnea 3"-P-256-AB

(Camila Fernndez)

El sistema de bombeo correspondiente a la lnea que va desde el recipiente V-206al stripper T-202 forma parte de la zona de recuperacin de componentes livianos al tren

de compresin. Este sistema se ubica a la salida de la zona de compresin, por lo que las

presiones asociadas a la lnea son muy altas.

Las condiciones y propiedades de la corriente de procesos asociada a la lnea se

presentan en la tabla 1.2.1. Adicionalmente, utilizando esta informacin y para una

velocidad recomendada de 6 [ft/s], se realiz el clculo de caera. El dimetro calculado

es de 3 [in] y a la lnea se le asigna la especificacin: 3"-P-256-AB

Tabla 1.2.1:Especificaciones del flujo de procesos en la lnea 3"-P-256-AB

Temperatura, 30Flujo volumtrico, 37,9Fraccin vaporizada, 0Densidad, 506,4

Viscocidad, 0,089


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Figura 1.2.1 Diagrama del sistema de bombeo para la lnea 3"-P-256-AB

La figura 1.2.1 corresponde a un esquema del sistema de bombeo, que

proporciona la informacin bsica requerida para su clculo hidrulico. Adems, interesa

conocer la longitud de caera y los elementos de la lnea con prdida de carga asociada,

informacin que se extrae del isomtrico de caeras correspondiente.

Tabla 1.2.2:Prdidas de carga asociada a los elementos de la lnea

Le [m] Le/D Cantidad Prdida de carga [m]

Codos 90 1.83 24 20 0.87

T 4.27 56 8 0.81

Vlvulas de globo 0.61 8 6 0.09Vlvulas de retencin 7.62 100 2 0.36


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Se obtiene que el circuito consta de 32,2 metros de caera a los que se asocia

una prdida de carga regular de 0,76 metros, mientras que la prdida de carga singular es

de 2,13 metros y se debe a los accesorios que se presentan en la tabla 1.2.2 con sus

respectivas longitudes equivalentes y contribuciones a la prdida de carga. As, la prdida

de carga total de la lnea () es de 2,89 metros.

Con los resultados obtenidos y aplicando la ecuacin de energa mecnica entre

los puntos 1 y 2 indicados en la figura 1.2.1, para la velocidad de 6 [ft/s] se obtiene lo

siguiente:

170,82 2,89 167,93m

Esto indica que la disponibilidad de energa de la lnea equivale a 170,8 metros y,

por lo tanto, no se requiere instalar una bomba.

Figura 1.2.2 Curva caracterstica del sistema

20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 40 80 120 160 200 240 280 320

H[m]

Caudal,Q[m^3/h]

Qdis

P

H

Qmax


16/68

El porcentaje recomendado para la prdida de carga en una vlvula de control

respecto de la prdida por friccin en la lnea es de 30 a 50%. Sin embargo, esta

condicin se excede considerablemente en este caso, dada la gran fuerza motriz

disponible en la lnea, que debe ser absorbida por la vlvula de control. En estas

condiciones y para un caudal de diseo de 50 [m^3/h], se obtiene un Cv de 16.

La seleccin de la vlvula de control VC-211 se realiza en base a que esta opera a

un 50 % de abertura para el caudal de diseo. Para este caso se selecciona una vlvula

de tipo equiporcentual con un Cv de 17,6 y un dimetro de 3/4" de acuerdo al catlogo de

Masoneilan.


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1.3 Calculo Hidrulico Lnea 6"-P-266-AB

(Sebastin Santa Cruz)

Para dimensionar la bomba se realiza un balance de energa (Bernoulli) entre los

puntos seleccionados se indican en la figura 3.2 y se considera v1= v2.

Se contabiliza 157 m de caera entre los puntos 1 y 2 de la figura 1.3.1.

Los accesorios presentes en la lnea se resumen en la siguiente tabla:

Tabla 1.3.1: Descripcin de elementos singulares en la succin

Diametro tubo(in) Elemento Cantidad Le Le total

6 Codo 90 18 11 1986 T 4 20 44

Expansin 1 8 8Contraccin 1 5 5

6 valv globo 4 200 800Total 1055

Figura 1.3.1: Esquema del Bernoulli

T202

T300

VC218

1

2

P1=430 psi

Z1=1.5 m

P2=150 psi

Z2=25 m

L-266

L-301


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Para el clculo de la prdida de carga del C 102, se utilizan las siguientes ecuaciones:

12

2

2

2

22

2

1

1

11

2

1

2

1++

+=++

+

g

v

g

pzH

g

v

g

pz S

Perdidas regulares:g

v

D

Lf

r =2

2

,

Prdidas singulares:g

v

D

Lf eS

=2

2

Variables descritas en la metodologa de clculo.

Tabla 1.3.2: Variables fsicas del Bernoulli

(kg/m3) 455.3

1p (Pa) 2.96E6

2p (Pa) 1.2E6

1z (m) 1.5

2z (m) 25

Reemplazando valores se obtiene:

mrS 3.608.221.412 =+=+=

mBBHS 45.36812 12 =+=

De este resultado se observa que la fuerza motriz entre los estanques es capaz de moverel fludo de 1 a 2, sin necesidad de una bomba, presentndose la siguiente situacin:


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Figura 1.3.2: Grafico Caudal vs. Altura

En que la lnea curva representa a la perdida en la lnea, la recta horizontal a la

altura total disponible y la recta vertical a la diferencia entre la altura necesaria para

vencer las perdidas de la lnea y la diferencia de alturas, y la altura disponible producto de

la fuerza motriz entre ambas columnas. Es por esto que se debe aprovechar dicha fuerza

motriz y por tanto instalar una vlvula que absorba dicho delta de presiones y permita

trabajar con el caudal de operacin requerido que es de 107 m3/h.

Bases de diseo Vlvula VC-218

Se selecciona el tipo de vlvula de acuerdo a su funcin en la lnea, la que puede ser

lineal o equi-porcentual.

Se selecciona la vlvula para que opere al caudal de operacin para una apertura60%.

Caudal mximo (vlvula 100% abierta > 1,25 Qdis).

0

50

100

150

200

250

300350

400

450

0 200 400 600 800 1000 1200

Altura(m)

Caudal (m3/h)

Caudal vs. Altura de perd. de carga

Perd. carga Linea Fza. Motriz disponible Delta P, valvula


20/68

Seleccin de la vlvula de control VC-218

Se selecciona la vlvula de control para que a una apertura de un 60% maniobre a

caudal de operacin. Para este caso, existe un control de nivel para el stripper T-202, por

lo cual se requiere una vlvula de tipo lineal.

Para el clculo del Cv se requiere de los siguientes parmetros:

Tabla 1.3.3: Clculo de Cv de la vlvula de control VC-218.

Qop (m3/h) Qop (gpm) Hd (m) Hc (m) H (m) P (psi) G Cv

107.4 472 399.1 29.7 369.4 236.8 0.455 20.7

De esta forma se selecciona una vlvula de 2 de dimetro de acuerdo al catlogo

de Masoneilan.


21/68

1.4 Clculo Hidrulico Lnea 2-P-302-AB

(Javier Aguayo)


La bomba J 300 es la encargada de impulsar el reflujo proveniente del

acumulador de tope V-300 hasta la columna de destilacin T-300. Para los clculos, se

tuvo en cuenta que la bombas no funcionan conjuntamente, si no que la bomba J-300s

est de respaldo en caso de que la otra deje de funcionar por cualquier motivo.

Figura 1.4.1:Dibujo esquemtico y puntos de aplicacin de la ecuacin de Bernoulli.

Especificacin del fluido

Para el diseo de esta bomba y el clculo hidrulico se considera el fluido

incompresible con las propiedades que presenta en la succin de la bomba. La tabla 1

resume las propiedades del flujo de la lnea que se calcul.


22/68

Tabla 1.4.1: Descripcin de fluido

Componente Fraccin Molar

Buteno 0,14

Etano 0,05

Propadieno 0,02

Propano 0,034

1,3 Butadieno 0,083

Butano 0,033

Propileno 0,63

Flujo total (kmol/hr) 209,3

Temperatura (C) 30

Presin (kPa) 1200

Flujo vol. de operacin (m3/hr) 13

Fraccin de vapor 0,0

Gravedad especifica 0,53

Densidad (Kg/m3) 529

Pv (Kpa) 1172

Siguiendo el criterio de velocidad econmica, la velocidad del fluido varia entre 0.5

y 2 m/s, dependiendo del caudal a ser impulsado. De esta forma la lnea tiene un dimetro

nominal de 2.

Calculo Hidrulico

Para el dimensionamiento de la bomba se realiza un balance de energa (Bernoulli)

entre los puntos seleccionados se indican en la figura. Se consideraron iguales

presiones y velocidades variando slo las alturas , teniendo unz =100 m


23/68

Se contabilizaron 60 m de caera entre los puntos 1 y 2.

En el clculo de las prdidas singulares se utiliz el mtodo de la longitud

equivalente y el resumen de los elementos considerados se muestra en la siguiente

tabla:

Tabla 1.4.2: Descripcin de elementos singulares de la lnea

tem Leq.(ft) cantidad Total(ft)

contraccin 3 1 3

codo(roscaradiocorto) 4 9 36

Te(roscaydura) 10 4 40

Vlvulasdecompuerta. 2 4 8

Vlvuladeretencin 17 1 17

Total(ft) 104

En la tabla 3 se muestra el resumen del Bernoulli del sistema para el caudal de diseo.

Tabla 1.4.3: Resumen del Bernoulli en el sistema

Q (ft3/h) z (ft) p1/ (ft) 1-2 (ft) Hs (ft)

457 100 0 15 115


24/68

Calculo NPSHr y NPSHd

Para el clculo de NPSHd se consider los elementos singulares desde el comienzo del

bernoulli y el punto de succin de la bomba para lo cual se consideraron los siguientesvalores:

Tabla 1.4.4: Resumen del Bernoull i en la lnea de succin

P0(kPa) 1200

Pv(kPa) 1172

Z

(ft)

0

Temperatura(K) 303

L01(m) 6,3

P0Pv(m) 5,4

Leq01(ft) 26

Luego obteniendo las intersecciones de las lneas de NSPHr con las de la curvacaracterstica elegida, se obtuvo la curva para el rango de caudales de trabajo, lo que se

puede apreciar en la figura 2:


25/68

Figura 1.4.2: NPSH vs caudal

En la figura 2 se ve que el NSPH disponible es mayor que el requerido en todo el

rango de caudales.

Curva Caracterstica

De acuerdo al clculo hidrulico realizado para el dimensionamiento de la bomba J

300, se verifica que la bomba 3196/HT3196 funcionando a 3500 rpm (ver) y utilizando

un rodete de = 6 cumple con los requerimientos exigidos por el sistema. El NPSH

requerido para el funcionamiento de esta bomba es de 1 m, el cual es menor que el NPSH

disponible (5 m) para el Qdis= 13 m3/h.

0

1

2

3

4

5

6

10 15 20 25 30 35

H(m)

Q(m3/hr)

NPSHd

NPSHr


26/68

.En la figura 3se aprecia el conjunto de curvas caractersticas de la bomba seleccionada.

Fibura 1.4.3: Bomba J-300 y J-300s a 3500 RPM

Seleccin de la vlvula de control

Para la seleccin de la vlvula de control supone que al estar 100 % abierta, deja

pasar 1,6 veces el caudal de operacin. Para este caso, existe un control de reflujo parta

la columna de destilacin T-300, por lo cual se requiere una vlvula de tipo

equiporcentual.

Tabla 1.4.5: valores utilizados para dimensionar vlvula

1,6Qop(gpm) 91,5


27/68

Cv(100%)Calculado 42

DPv(psi)100% 2,52

Cv(100%)Encontrado 46

Qop(gpm)

57,2

La tabla 5 muestra un valor Cv= 46 encontrado en el catlogo de vlvulas y tiene

una dimensin de 2.

Por otro lado la tabla 6 muestra Cv de la vlvula seleccionada para cada abertura

Tabla 1.4.6: Cv de la vlvula seleccionada

Abertura% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10

Cv 46 30,8 20,7 14,2 10,5 7,36 5,52 3,45 1,84 1,15

Con los datos de la tabla 6 se pudo encontrar que al tener 70% abierta la vlvula la

curva se intersecta con la curva caracterstica de la bomba en un punto cercano al caudal

de operacin.

Finalmente se presentan las grficas de lnea, curva de caracterstica, y vlvulas

de control 70 % y 100% abierta con las intersecciones correspondientes al caudal de

operacin y 1,6 veces el caudal de operacin.


28/68

Figura 1.4.5 : Resumen de altura v/s caudal para todos los elementos de la lnea

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

H(ft)

Q(ft3/hr)

1,6*Qop

Qop

L

B

L+VC100%

L +VC70%


29/68


(Ral Moraga)

Descripcinlnea

Las lneas seleccionadas corresponden a la P-307 y P-312, que corresponden a la

salida de la torre depropanizadora y la de alimentacin a la torre debutanizadora

respectivamente. La figura mostrada a continuacin es el esquema tentativo de ambas

lneas, donde se considera una bomba y una vlvula de control que sern diseadas mas

adelante mediante l calculo hidrulico entre dos puntos a seleccionar.

Los puntos considerados para el balance de energa se muestran en la figura1:

Figura 1.5.1:Esquema de las lneas y equipos del sistema considerado para el clculo

hidrulico de la bomba y vlvula.

El fluido que circula en este sistema corresponde a una mezcla de hidrocarburos

provenientes de la zona de compresin y fraccionamiento primario de la planta, las

condiciones de este fluido se presentan en la siguiente tabla:


30/68

Tabla 1.5.1:Caractersticas del fluido en la lnea

P-307 P-312Fase lquido Lquido

Caudal operacin (m3/h) 120 120

Temperatura (C) 130.8 130.8Presin (kPa) 12.1 4.82

Densidad (kg/m3) 585.8 585.8viscosidad cinemtica

(kg/m*s) 1.2E-02 1.2E-02

Caudal de diseo, dimetro y material de la lnea

Para el diseo se considera un caudal de 120 m

3

/h. El dimetro de la lnea se obtiene con la velocidad recomendada para hidrocarburos

en fase liquida, la que fue de 1.83 m/s resultando un dimetro de caera de 6

pulgadas.

El material seleccionado para la lnea es de acero al carbono.


Tabla 1.5.2:Prdidas de carga regulares en el sistema.

De esta forma las prdidas de carga regulares en el sistema resultan de 0.751 m.

En la siguiente tabla se presentan las perdidas de carga singulares en las lneas y

la prdida de carga asociada a cada una de ellas:

Tabla 1.5.3:Prdidas de carga singulares

Totalsistema

Largo total lnea (m) 71.78Factor de friccin, f 0.00935

Perdida de carga (m) 0.751


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Le (ft) CantidadLe total

(m)Codos 90 11 13 43,6Vlvulas de globo 4 4 243,8Vlvulas check 200 2 2,43

T 28 4 34,14Contraccin 9 1 2,74Expansin 4 1 1,22Prdida total 327,9

El balance de Bernoulli realizado corresponde al siguiente:

( ) ff HzzgPP

W ~~

1212 ++

=

( )LeLv

D

fH

f +=2

~ 2

En la tabla 1.5.4 se muestra el resumen del Bernoulli del sistema:

Tabla 1.5.4:Resumen del Bernoulli en el sistema

z1 (m) p1/ g(m) z2 (m) p2/ g (m) Hf (m) Wf (m)

1,5 211,27 20 83,95 4,18 -104

Entonces de acuerdo a lo anterior, la fuerza motriz que se tiene entre los puntos

seleccionados donde se aplico Bernoulli es ms que suficiente para absorber las perdidas

de carga asociadas a la lnea seleccionada. Por lo que para este caso no hay necesidad

de una bomba de succin ya que no cumplira ninguna funcin en el proceso normal de la

planta.


32/68

Figura 1.5.2:Altura en funcin del caudal para el sistema y la bomba


Criterio de seleccin

La vlvula controla el nivel de la torre, por lo que es apropiado seleccionar una vlvula

lineal.

Para el caudal de diseo (Qdis= 120 m3/h) el porcentaje de apertura de la vlvula, f, es

60%.

Enlasiguientetablasepresentanlosresultadosdeldiseodelavlvuladecontrol:

Tabla 1.5.5:Clculo de Cv de vlvula de control para condicin de operacin.

Qop (GPM) f

pV(psi) G Cv528,5 0.6 86,6 0.585 43,48

Con estos valores se escoge una vlvula de control lineal de 3 de dimetro.


33/68


(Marianelly Villarroel)


La lneas se encuentran ubicadas en el rea 300, va desde el estanque V-301

hasta la bomba J-303 y J303s, luego hasta el tope de la columna T-301. La bomba

centrifuga le proporciona la energa necesaria al fluido para llegue al tope de la torre T-

301. A continuacin se presenta un esquema del sistema y se indican los puntos entre los

que se realiza el balance de energa (Bernoulli) para la posterior eleccin de la bomba.

Figura 1.6.1: Caractersticas de la lnea

El fluido que circula por la lnea es una mezcla lquida de hidrocarburos, en mayor

cantidad se presenta el buteno.

V-301

T-301

J-303

VC-309

1

2

z = 1,9 m

P = 4,36 Kg/cm2 z = 27,69 m


34/68

Tabla 1.6.1: Caractersticas del sistema

z1 (m) 1,9 z2 (m) 27,639p1 (kpa) 427,5 p2 (kpa) 427,51 (kg/m ) 585,6 2 (kg/m ) 585,6

Caudal de diseo, dimetro y material de la lnea

Para el diseo se considera un caudal 30% mayor al de operacin: Qdis = 38,16 m3/h.

El dimetro de la lnea se obtiene con la velocidad recomendada para

hidrocarburos en fase lquida. Para el clculo se consider una velocidad de 1,828 m/s

con lo que el dimetro resulta ser de 4 pulgadas.

El material seleccionado para la lnea es de acero al carbono.


Para el dimensionamiento de la bomba se realiza un balance de energa para 2 puntos

seleccionados, estos se indican en la figura 1.5.1 y se considera v1= v2.

Como se observa en el isomtrico de caeras del sistema el largo total de lnea es de

53,4 m, por lo que a continuacin en la siguiente tabla se presentan los resultados de las

prdidas de carga regulares:

Tabla 1.6.2: Perdidas regulares de la lnea.

Largo total lnea, L (m) 53,4Factor de friccin, f 0,01066

Perdida de carga, r (m) 0,954

Las singularidades del sistema son las que se presentan en la siguiente tabla:


35/68

Tabla 1.6.3: Accesorios asociados a las singularidades de la lnea.

Cantidad Le/d (m) TotalCodo de 90 22 2,4384 53,64

vlvula de bola 4 60,96 243,84T suave 2 2,4384 4,88

De esta forma las prdidas de carga singulares en el sistema resultan de 5,40 m.

Realizando el Bernoulli entre los puntos elegidos se tienen los siguientes resultados:

Tabla 1.6.4: Resumen Bernoulli.

z1 (m) p1/(m) z2 (m) p2/ (m) (m) Hs (m)1,9 0,73 27,69 0,73 6,36 32,09

Basndose en el valor de Hs calculado, se selecciona la bomba centrfuga, de 3500 rpm y

dimetro de rodete de 139,7 mm, comercializado por la empresa Goulds Pumps. Luego

se presenta el grfico de la bomba seleccionada:

Figura 1.6.2: Curva caracterstica de la bomba seleccionada


36/68

A continuacin se presenta el grfico Q-H del sistema bomba-circuito:

Figura 1.6.3: Curva caracterstica del sistema y de la bomba.

Altura neta de succin positiva (NPSH)

EL NPSH disponible de la bomba se calcula segn la ecuacin (2.4), y al seleccionar la

bomba se tiene un NPSH requerido de 2,19 m el cual esta por debajo del valor de NPSH

disponible calculado a travs de la ecuacin, por lo tanto la bomba no presenta cavitacin,


- La vlvula controla el nivel del estanque acumulador V-301, por lo que se selecciona una

de tipo lineal.

- Para el caudal de diseo (Qdis=38,16 m3/h) el porcentaje de apertura de la vlvula, f, es

60%.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Q (l/s)

H(m)

Hb

Hs

DH

Q dis


37/68

Para el dimensionamiento de la vlvula se utiliza la ecuacin (2.5).En la siguiente tabla se

presentan los resultados del diseo de la vlvula de control:

Tabla 1.6.5: Resumen clculo Cv para VC-309.

Qdis (GPM) f Hb (m) Hs (m) H (m) pV(psi) G Cv

168,01 0,6 39,47 32,09 7,37 0,626 0,5856 162,5

De esta forma se selecciona una vlvula de tipo lineal de 6 de dimetro 300 ANSI, con un

Cv de 181 y un 70% de abertura, de acuerdo al catlogo Masoneilan.

Figura 1.6.4: Caudal versus porcentaje de abertura, para la vlvula elegida.

Tal como se esperaba, se observa un comportamiento lineal en este grfico, lo que

corresponde a este tipo de vlvula.

Q vs f

0

10

20

30

40

50

60

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

abertura

Q(m3/h)


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(Alvaro Silva)


La lnea 8-P-319-AB se dirige desde el fondo de la columna debutanizadora T-301

hacia la alimentacin de la estabilizadora de gasolina T-302. La diferencia de presin

entre estas columnas hace que sea innecesaria la instalacin de una bomba para

trasladar el fluido, que corresponde a gasolina liviana, por lo que slo se disear la

vlvula de control de nivel del fondo de T-301.

Figura 1.7.1 : esquema de lnea 8-P-319-AB

En la Figura 1 muestra un diagrama de la lnea y sus extremos, donde el fondo de

T-301 se denomina 1 y la alimentacin de T-302, 2. Las propiedades de este fluido

aparecen en la Tabla 1.

T-301 T-302

1

2

P1

z1

P2

z2


39/68

Tabla 1.7.1: descripc in del flu ido en la Lnea 8-P-319-AB

Propiedad Valor

Caudal de operacin (m3/h) 120,7

Viscosidad (Pas) 1,6410-4

Densidad (kg/m3) 636,6

Gravedad especfica 0,6366

Dimensionamiento hidrulico

Para determinar cuanta energa es requerida por el fluido para ir de un punto aotro, se aplica la ecuacin de Bernoulli entre la salida de fondo de T-301 hasta la

alimentacin de T-302.

La velocidad recomendada para esta mezcla de hidrocarburos se encuentra entre

1 y 2 m/s, siguiendo este criterio los clculos se hacen utilizando 1,5 m/s constante.

Tabla 1.7.2: valores de las variables de la ecuacin de Bernoulli, en que i = 1,2.

1 2

vi(m/s) 1,5 1,5

pi(kPa) 496,4 75,8

zi(m) 1,54 15,3

Inicialmente se considera la necesidad de una bomba, y a partir de este supuesto

se calculan las perdidas de carga regulares y singulares considerando todos losaccesorios necesarios para una lnea con bomba. De acuerdo a la ecuacin para calcular

las prdidas de carga singulares, los accesorios tienen un largo equivalente de caera, el

cual se muestra en la Tabla 3


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Tabla 1.7.3: largos equivalentes de los accesorios de la Lnea 8-P-319-AB

Cantidad Accesorio Largo equivalente / ft Total /ft

10 Curva de radio largo 8 80

2 T suave 8 164 Vlvula de globo 200 800

1 Vlvula retencin 48 48

Utilizando la velocidad recomendada y el caudal de operacin se estima el

dimetro de caera. En la Tabla 4 se entrega lo necesario para llevar a cabo el clculo de

la energa que necesita la bomba, adems de las propiedades mostradas anteriormente.

Tabla 1.7.4: resumen de la ecuacin de Bernoulli

Variable Valor

Factor de friccin de D'Arcy 0,012

Dimetro real de caera de 6" Sch 40 (m) 0,163

Largo de la lnea (m) 65,63

Largo equivalente total de los accesorios (m) 287,7

Prdida de carga especfica de la lnea (J/kg) 27,68

Trabajo especfico de la bomba (J/kg) -619,2

Como se observa en la Tabla 4, el trabajo especfico para impulsar el fluido es

negativo, lo que indica que la diferencia de presiones entre las columnas (fuerza motriz)

es ms que suficiente para desplazar el caudal, por lo que no es necesaria la bomba.

Curva caracterstica


41/68

De acuerdo al resultado anterior, diferencia de presin disponible se mantiene

constante y la que corresponde a la lnea vara con el cuadrticamente con el caudal

debido a las prdidas de carga regulares y singulares.

Figura 1.7.2: curva caracterstica de la Lnea 8-P-319-AB

Seleccin de la vlvula de control

0

50

100

150

200

250

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

altura/ft

caudal / gpm

Lnea

Lnea +valv 100%

Lnea +valv 60%


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Ya que la funcin de esta vlvula es controlar el nivel de fondo de la columna T-

301, se necesita una vlvula de tipo lineal. Para la estimacin del Cv, se hicieron las

siguientes consideraciones:

La cada de presin de la vlvula es un tercio de la diferencia de presin

disponible.

El caudal de operacin (mximo) se logra con la vlvula abierta un 60%.

Tabla 1.7.5: Resumen de clculo de Cv de la vlvula de control

Cada de presin de la vlvula (psig) 20,33

Abertura de la vlvula 60%

Caudal de operacin (gpm) 531,4

Cv calculado 156,72

Cv de catalogo 110

Cada de presin de real de la vlvula (psig) 41,27

Altura de la vlvula (ft) 149,54

Se elige un Cv menos al calculado debido a que al utilizar el Cv siguiente que es

ms alto, el caudal de operacin se logra al abrir la vlvula un 30%, lo cual implica que

est muy sobredimensionada para los requerimientos de la lnea. Las caractersticas de la

vlvula de control se encuentran en la hoja de especificacin.


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(Hctor Grandn)


La bomba J306 es la encargada de impulsar el reciclo de tope de la columna T-

302 desde el separador de fase V-304, hasta el tope de la columna T302. El siguiente

esquema describe el sistema a tratar

Figura 1.8.1: Diagrama esquemtico de punto de aplicacin de la ecuacin de Bernoulli

Especificacin del fluido

Para el diseo de esta bomba y el clculo hidrulico se considera el fluido

incompresible con las propiedades que presenta en la succin de la bomba.


44/68

Tabla 1.8.1:Descripcin de fluido

Componente Fraccin molar

1,3 butadieno 1,694E-3Buteno 2,089E-3

n-butano 1,377E-3n-pentano 0,1818Benceno 0.5558n-Hexano 0,1943Tolueno 1,840E-4

n-Heptano 0,0623Caractersticas

Temperatura (C) 34Flujo vol. de operacin (m3/h) 38

Flujo vol. de diseo (m3/h) 49Fraccin de vapor 0.0

Gravedad especifica 0,7502Viscosidad cinemtica (m2/s) 3,757E-4

Pv (kg/cm2) 0,097

A partir de la velocidad recomendada para el flujo de proceso se calcula el dimetro

de la lnea el cual resulta de 4 y se mantiene este entre el tope de la columna T-302 y el

separador V-304.

Calculo Hidrulicoo Para el dimensionamiento de la bomba se realiza un balance de energa (Bernoulli)

entre los puntos seleccionados que se indican en la figura 1.8.1 y se considera v1= v2.

o Se contabiliza 59 m de caera entre los puntos 1 y 2 de la figura 1.8.1.

o En succin de la bomba se encuentran los siguientes componentes, los cuales son

responsable de las perdidas de carga singulares entre el separador V-304 y la succin

de la bomba.

Tabla 1.8.2:Descripcin de elementos singulares en la succin

Dimetro tubo(in) Elemento Cantidad

)(/ ftDLqe Totaleq DL )/(

4 Codo 90 3 5 154 T 1 5 54 val. globo 1 130 130

Total 150


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Los elementos responsables de las perdidas de carga singulares del sistema en la

descarga de la bomba son:

Tabla 1.8.3: Descripcin de elementos singulares en la descarga

Dimetro tubo(in) Elemento Cantidad )(/ ftDL qe Totaleq DL )/(

4 Codo 90 21 5 1054 T 1 5 54 valv check4 valv globo 2 340 680

Total 790

Tabla 1.8.4: Prdidas de carga singular y regular.

Perdida de carga (ft) Succin de bomba Descarga de bombaSingulares 3,25 10,95Regulares 0,25 3,9

Total 3,5 14,9

Tabla 1.8.5: Clculo de NPSH disponible

)/( 3 hmQop )(1 PAP )(PAPv )(1 mZ )(0 mZ )(0 mA )(mNPSHd

38 41370 9480 1,5 0,5 1,066 2,27

Considerando el caudal de diseo, el NPSHd, la altura )(Hs la cual es de 29 (m)

y las propiedades del fluido se procede a la eleccin de la bomba para lo que se utiliza el

programa Goulds Pumas Aplications.

La bomba seleccionada corresponde a una bomba centrifuga modelo 3171 de

1750 RPM con un rodete de 10,5 y una eficiencia de un 64,5% la que es comercializada

por la empresa ITT industries.

A continuacin se muestra el grafico de curvas de operacin para la bomba

elegida:


46/68

Figura 1.8.2: Curvas de operacin de bomba.

En la siguiente figura se muestra la curva caracterstica del sistema y de la bomba.

Figura 1.8.3: Curva caracterstica del sistema y de la bomba

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

0 20 40 60 80 100

Caudal (m^3/hr)

H(m)

Hs

Hv

Delta H

Q sobre dimencionado

Q de diseo


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Criterio de seleccin

La vlvula que se selecciona ser una de tipo equiporcentual. Para el caudal de diseo ( disQ =49 m

3/h) el porcentaje de apertura de la vlvula, f, es

70%.

Caudal mximo (vlvula 100% abierta > 1,30 disQ ).

Realizando los clculos para la condicin de operacin mediante la ecuacin (2.5) se

obtiene un Cv de 33,6 los valores utilizados para el calculo del seCv muestran en la

tabla 1.8.6.

Tabla 1.8.6: Clculo del Cv de vlvula de control para condicin de operacin.

)/( 3 hmQop min)/(galQop )(mHv )(mHs )(mH )(psiaP G Cv 104 457.894667 37 28 9 0,97 0,7502 33,6

De esta forma se selecciona una vlvula de 2 de dimetro de acuerdo al catlogo

de Masoneilan.


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2. Hojas de especificacin

Hoja de especificacin Bomba J-202

PROYECTOPlanta de etileno seccin hornos y

fraccionamiento primario

Diseada por: Mariana Poblete

ServicioImpulsin de hidrocarburos desde V-201 alstripper T-201

Fluido Bombeado Hidrocarburos en fase lquida

Temperatura de Entrada (C) 30

Viscosidad (cP) 0,2897

Capacidad de Diseo (m3/h) 137,66

Presin de Descarga Diseo (kPa) 478

Presin de Succin Diseo (kPa) 235Altura de Diseo (m) 384,6

Presin de Vapor (kPa) 10

NPSH Disponible (m) 31,2

NPSH Requerido (m) 4,48

Datos mecnicos

Fabricante Goulds Pumps

Tipo Modelo 3640

RPM 3570

Potencia (hp) 294,2

Eficiencia de Diseo 60,5 %


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PROYECTOPlanta de Etileno seccin hornos yfraccionamiento primario

Diseada por: Javier Aguayo

Servicio

Impulsin Reflujo columnaDepropanizadora T-300

Condiciones de servicio

Fluido Bombeado Mezcla de hidrocarburos C3 y C4

Temperatura de Entrada 30 [C]

Viscosidad 0,09 [cP]

Capacidad de Diseo 12,8[m3/h ]

Presin de Descarga Diseo 1324 [kPa]

Presin de Succin Diseo 84 [kPa]

Altura de Diseo 47,5 [m]

Presin de Vapor 1172[kPa]

NPSH Disponible 5 [m]NPSH Requerido 1 [m]

Datos mecnicos

Fabricante Gould Pumps

Modelo 3196/HT3196

RPM 3500

Potencia 5 [HP]

Eficiencia de Diseo 46 %


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PROYECTOPlanta de olefinas, seccin hornos yfraccionamiento primario

Diseada por: Marianelly Villarroel

Servicio

Traslado de una mezcla de hidrocarburoslquida desde el estanque V-301 hasta latorre T-301.

Condiciones de servicio

Fluido Bombeado Mezcla lquida de Hidrocarburos (buteno)

Temperatura de Entrada (T.E) 25C

Viscosidad a T.E. 0,0001404 (kg/ms)

Capacidad de Diseo a TE 60,93 gpm

Presin de Descarga Diseo 427,5 kPa

Presin de Succin Diseo 427,5 kPa

Altura de Diseo 25,79 m

Presin de Vapor a TE 250 kPa

NPSH Disponible 27,8 mNPSH Requerido 2,19 m

Datos mecnicos

Fabricante Goulds Pumps

Tipo 1.5x3-6

RPM 3500

Potencia 4,1 HP

Eficiencia de Diseo 66,5%


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PROYECTO Planta de Etileno

Diseada por: Hctor Grandn

ServicioImpulsar hidrocarburos desde el separadorv-304 hasta la columna T-302

Condiciones de servicioFluido Bombeado Hidrocarburos

Temperatura de Entrada (T.E) [C] 34

Viscosidad a T.E. [m2/s] 3,7E-4

Capacidad de Diseo a TE [m3/h] 38,42

Presin de Descarga Diseo [kPa] 44,76

Presin de Succin Diseo [kPa] 40,6

Altura de Diseo [m] 29

Presin de Vapor a TE [kPa] 9,48

NPSH Disponible para caudal diseo [m] 2,3

NPSH Requerido para caudal diseo [m] 1,86

Datos mecnicos

Fabricante ITT industries

Tipo Modelo 3171

RPM 1750

Dimetro rodete [mm] 267

Potencia [HP 8,7]

Eficiencia de Diseo % 64,5


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Hoja de especificacin Vlvula VC-210

Especificacin

Item:Vlvula de Control VC-210Cantidad: 1Diseado por:Mariana PobleteServicio: Vlvula de control de nivel F-201Ubicacin:Planta de etileno seccin hornos y fraccionamiento primario

Fluido Hidrocarburos lquidosGravedad especifica 0,7081Presin (kPa) 235Temperatura (C) 30Viscosidad (cP) 0,2897Tamao vlvula (in) 4Coeficiente flujo, calculado 80,1 Vlvula:linealPosicin montaje HorizontalMateriales Cuerpo Acero LCC

Asiento Stainless SteelClasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:contouredFabricante: Masoneilan Modelo:contoured

TrimAccin (A/0;A/C):A/O

Serie: 2600Factor de recuperacin de liquido, FL 0.82Coeficiente cavitacin, Kc

Factor cada presion,Xc

Recorrido vstago (in) 2.5Dimetro orificio (in) 3.5

Dimensiones y materiales del accionador

Materiales

- Diafragma: Nitrilo (estndar)- Horquilla: Hierro fundido

- Placa del diafragma: Aluminio Estndar

Cuerpodelavlvula


53/68


Especificacin n

Item:Vlvula de Control VC-211Cantidad: 1Diseado por:Camila Fernndez Rojas

Servicio: Vlvula de control de flujo de la lnea 3"-P-256-ABUbicacin:Planta de etileno: Seccin hornos y fraccionamiento primarioFluido: Mezcla liquida de hidrocarburosGravedad especifica 0.506Presin

Temperatura 30 [C]Viscosidad: 0,0089 [cP]Tamao vlvula 3 [in]

Coeficiente flujo, calculado 16 Vlvula:equiporcentualPosicin montaje VerticalMateriales Cuerpo Acero LCC

Asiento Stainless SteelClasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:contouredFabricante: DeZurik, Kieleyand Mueller Division

Modelo: 6600 Accin (A/0;A/C):A/C

Serie: 6600Coeficiente cavitacin, Kc

Factor cada presin, Xc

Recorrido vstago (travel) 2,5 [in]Dimetro orificio 2,625 [in]


Materiales



Cuerpodelavlvula


54/68


Especificacin n1

Item:Vlvula de Control VC-218Cantidad: 1Diseado por:Sebastin Santa CruzServicio: Vlvula de control de nivel T-202Ubicacin:Planta de recuperacin de etileno

Fluido Hidrocarburos C3+Gravedad especifica 0.4553Presin 2600 kPaTemperatura 130.9 CPeso molecular fluido 60.2 kg/kmolViscosidad: 0.0667 cPTamao vlvula 50.8mm (2)Coeficiente flujo, calculado 20.7 a 60% Vlvula:linealPosicin montaje HorizontalMateriales Cuerpo Acero LCC

Asiento Stainless SteelClasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:contoured plugFabricante: Masoneilan Modelo:contoured

TrimAccin (A/0;A/C):A/C

Serie: 2600Factor de recuperacion de

liquido, FL

0.79

Coeficiente cavitacion, Kc 0.66Factor cada presion,Xc 0.66Recorrido vastago (travel) 1.5 in

Diametro orificio 1.625 inDimensiones y materiales del accionador

Materiales



Cuerpodelavlvula


55/68


Especificacin n1

Item:Vlvula de Control VC-302Cantidad: 1Diseado por:Javier Aguayo RubioServicio: Vlvula de control de Flujo T-300Ubicacin: Planta de Etileno seccin hornos y fraccionamiento primario

Fluido Mezcla de Hidrocarburos C3 y C4Gravedad especifica 0,53Presin 1200 kPaTemperatura 30CPeso molecular fluido 45 kg/kmolViscosidad: 0,09 [cP]Tamao vlvula 51 mm (2)Coeficiente flujo, calculado 70 a 100% Vlvula:EquiporcentualPosicin montaje horizontalMateriales Cuerpo Acero LCC

Asiento Stainless SteelClasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:contouredFabricante: Masoneilan Modelo:contoured



liquido, FL

0.79



Materiales



Cuerpodelavlvula


56/68


Especificacin n1

Item:Vlvula de Control VC-306Cantidad: 1Diseado por:Raul MoragaServicio: Vlvula de control de nivel T-300Ubicacin:Zona de fraccionamiento

Fluido Hidrocarburos C3+Gravedad especifica 0,585Presin 1219 kPaTemperatura 130,8 CPeso molecular fluido 77.7 kg/kmolViscosidad: 0.1247 cPTamao vlvula 76,2 mm (3)Coeficiente flujo, calculado 44 a 60% Vlvula:linealPosicin montaje HorizontalMateriales Cuerpo Acero LCC

Asiento Stainless SteelClasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:contoured plugFabricante: Masoneilan Modelo:contoured



liquido, FL

0.79



Materiales



Cuerpodelavlvula


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Especificacin

Item:Vlvula de Control VC-309Cantidad: 1Diseado por:Marianelly Villarroel

Servicio: Regula nivel del estanque VC-309Ubicacin:Planta de etileno, seccin hornos y fraccionamiento primarioFluido Mezcla de hidrocarburos lquidaGravedad especifica 0,5856Presin 427,5 kPaTemperatura 25CPeso molecular fluido 55,6 kg/kmolViscosidad: 0,0001404 (kg/ms)

Tamao vlvula 6Coeficiente flujo, calculado 162,5 a 70% Vlvula:linealPosicin montaje Vertical

Materiales Cuerpo Acero LCCAsiento Stainless Steel

Clasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:Fabricante: Masoneilan Modelo: Accin (A/0;A/C):A/O

Serie:

Factor de recuperacion de

liquido, FL

0,78

Coeficiente cavitacion, Kc

Factor cada presion,Xc

Recorrido vastago (travel) 2,50 in

Diametro orificio 4,250 inDimensiones y materiales del accionador

Materiales



Cuerpodelavlvula


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Especificacin n

Item:Vlvula de Control VC-312

Cantidad: 1Diseado por:lvaro Silva VillalobosServicio: Vlvula de control de nivel de fondo de T-301Ubicacin:Planta de etilenoFluido Gasolina livianaGravedad especifica 0,6366Presin 496 kPaTemperatura 119 CPeso molecular fluido 84,05Viscosidad: 0,1636Tamao vlvula 101,6 mm (4)Coeficiente flujo, calculado 48 a 60% Vlvula:linealPosicin montaje horizontalMateriales Cuerpo Acero al carbn ASTM A194 Gr WC B

AsientoHardfaced 316 St. St. ASTM A479 TY

Clasificacin cuerpo Vlvula esfrica Tapn:contoured

Fabricante: Masoneilan Modelo:contouredTrim

Accin (A/0;A/C):A/C

Serie: 2600

Factor de recuperacion deliquido, FL

0,75

Coeficiente cavitacion, Kc 0.66Factor cada presion,Xc 0.66Recorrido vastago (travel) 2.5 inDiametro orificio 2.625 in


Materiales- Diafragma: Nitrilo (estndar)

- Horquilla: Hierro fundido- Placa del diafragma: Aluminio Estndar

Cuerpodelavlvula


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EspecificacinItem: Vlvula de Control VC-316Cantidad: 1Diseado por: Hctor Grandn

Servicio: controla presin del tope de la columna T-302Ubicacin: Planta EtilenoFluido HidrocarburosGravedad especifica 0,7502Presin (kpa) 41,3Temperatura (C) 34Peso molecular fluido (kg/kmol)Viscosidad (m2/s) 3,7E-4Tamao vlvula (in) 2Coeficiente flujo, calculado 8.6 a 60% Vlvula: equiporcentualPosicin montaje Vertical

Materiales Cuerpo Acero LCCAsiento Stainless Steel

Clasificacin cuerpo Vlvula esfrica Pistn:Fabricante: Modelo: Accin (A/0;A/C):A/O

Serie: 6600Factor de recuperacin de liquido,FL

0.86

Coeficiente cavitacion, KcFactor cada presion,XcRecorrido vstago (travel) (in) 1,5

Dimetro orificio (in) 1,625Dimensiones y materiales del accionador

Materiales



Cuerpodelavlvula


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CONCLUSION

Se logr recalcular los dimetros de caeras, mediante la velocidad recomendabapara cada tipo de fluido, donde estos valores difirieron del calculo realizado anteriormente.

Se logr seleccionar la bomba adecuada para cada una de las 8 lneas escogidas,

sin embargo en varios casos se llego a concluir que no era necesario la instalacin de

este equipo, ya que la fuerza motriz era mas que suficiente para absorber las perdidas de

carga de la lnea.

Las vlvulas de control diseadas operan a un porcentaje de abertura mayor o

igual al 60 % del total para el caudal de operacin.

De estos anlisis cabe mencionar la estrecha relacin que existe entre el

dimensionamiento de la vlvula de control y de la bomba.


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BIBLIOGRAFIA

[] Branan, Carl R., Soluciones Prcticas Para El Ingeniero Qumico, Editorial McGraw

Hill, segunda Edicin

[] Masoneilan, 2600 Series, Split Body Control Valve Catalog

[] ITT Industries, Gould Pumps Manual, 2002, CD ROM


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ANEXO 1: Especificacin de Lneas de la Planta

La siguientes tablas muestra la especificacin de las lneas , calculadas con

respecto a las velocidades recomendadas en la referencia [1]

rea100

TAG T[C] P[kPa]

Puntosdeinterconexin

desde Hasta

12''-P-101-AB - - Estanque alimentacin Divisor 100

24''-P-102-AB - - Divisor 100 F-10042''-P-103-AB 735 199 F-100 C-100

0,5''-P-105-AB 25 450 toma de agua C-100

6''-P-106-AB 380 450 C-100 V-100

24''-P-108-AB - - Divisor 100 F-101

42''-P-109-AB 735 199 F-101 C-101

1/2''-P-111-AB 25 450 toma de agua C-101

6''-P-112-AB 380 450 C-101 V-101

24''-P-114-AB - - Divisor 100 F-102

42''-P-115-AB 735 199 F-102 C-102

1/2''-P-118-AB 25 450 toma de agua C-102

6''-P-119-AB 380 450 C-102 V-102

24''-P-120-AB - - Divisor 100 F-103

42''-P-121-AB 735 199 F-103 C-103

1/2''-P-124-AB 25 450 toma de agua C-103

6''-P-125-AB 380 450 C-103 V-103

20 P127AB 192 192 Hornos T100


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12 P128AB 25 179 J104 T100

24 P129AB 95 179 T100 C104

2 P130AB 25 179 V104 J104

20

P131

AB

25

179

C

104

V

104

5 S132AB 20 101 C104 Descarga

5 P133AB 10 101 A.R C104

20 P134AB 25 179 C104 V104

22` P135AB 25 179 V104 V207

3 P136AB 25 179 V104 Descarga

2 P137AB 131 192 T100 T101

3 P138AB 178 200 T101 EstanquedeFueloil

2 P139AB 178 200 T101 C105

6 P140AB 200 300 V.C C105

2 1/2''-P-144-AB 189 1229 J-200 C-108

3/4''-P-145-AB - - Estanque Gas natural F-100




3/4''-P-149-AB - - Estanque Gas natural F-100B

3/4''-P-150-AB - - Estanque Gas natural F-101B



6''-P-153-AB 380 450 V-100 F-104

6''-P-154-AB 380 450 V-101 F-104

6''-P-155-AB 380 450 V-102 F-104

6''-P-156-AB 380 450 V-103 F-104

6''-P-157-AB 380 450 V-104 F-104


64/68

6''-P-158-AB 380 450 V-105 F-104

1,25''-P-159-AB 189 1229 C-108 ------

42''-P-160-AB 500 194 C-100 Mezclador 100

42''-P-161-AB 500 194 C-101 Mezclador 10042''-P-162-AB 500 194 C-102 Mezclador 100

4 P164AB 170 190 T101 T100

5 P165AB 190 200 C105 T101

6 P166AB 170 190 C105 Descarga

6''-P-167-AB - - F-104 J-200

1''-P-168-AB 30 199,4 V-106 C-108

rea200

TAG T[C] P[kPa]

Puntosdeinterconexin

desde Hasta

42 P 200 AB 11 124 V207 J201

30 P201AB 500 4500 VA K200

30 P202AB 50 235 J201 Divisor200


4 S204AB 18 101 AR C201


4 P206AB 18 101 AR C202

30 P207AB 30 235 Mezclador200 Amplifica200

30

P208

AB

30

235

Amplifica

200

V

201

30 P209AB 30 235 V201 Mezclador201

22 P210AB 30 470 Mezclador203 V202

30 P211AB 30 235 Mezclador201 J203


65/68

22 P212AB 74 470,7 J202 Divisor201

2 P214AB 30 470,7 V202 Mezclador202


4

P216

AB

18

101

AR

C

203


6 P218AB 18 101 AR C204

22 P219AB 30 470,7 Mezclador203 V203

22 P221AB 30 470,7 V202 Mezclador 204

15 P222AB 19 470,7 VC217 Mezclador204

22 P223AB 29 470,7 Mezclador204 J203

22 P224AB 75 941,4 J205 Divisor202


8 P227AB 18 101 AR C205


8 P229AB 18 101 AR C206

16 P230AB 30 941,4 Mezclador205 V203

16

P231

AB

30

941,4

V

203

T

200

20 P232AB 30 941,4 V203 V200

3 P233AB 11 124 V203 Mezclador206

15 P234AB Mezclador V203

15 P235AB V203 SD

15 P236AB 30 941,4 V204 J208

12 P237AB 78 1883 J204 Divisor203

12 P238AB 30 470,7 V206 V204


8 P240AB 18 101 AR C207



66/68

8 P242AB 18 101 AR C208

10 P243AB 30 1883 Mezclador207 Reductor207

10 P244AB 30 1883 Mezclador207 V205

10

P245

AB

30

1883

V

205

J210

8 P246AB 30 1883 Reductor208 J205

3 P247AB 30 1883 V205 Mezclador206

8 P248AB 82 3766 J205 Divisor

1,5 P249AB 82 3766 Reductor208 Divisor


8 P251AB 18 101 AR C209


8 P253AB 18 101 AR C210

1,5 P254AB 30 3766 Mezclador208 Reductor209

8 P255AB 30 3766 Mezclador208 V206

3 P256AB 30 3766 V206 Mezclador206

10 P257AB 30 3766 V206 Zonasecado

2

P258

AB

30

470,7

Mezclador

T

201

3/4 P259AB 31 414 T201 Mezclador202

2 P260AB 78 482,6 T201 rea300

3/4 P261AB 56 482,6 T201 C211

4 P262AB 240 202 VC C212


6 P264AB 31 2900 Mezclador206 T202

6 P265AB 46 2896 T202 VC217

6 P266AB 131 2965 T202 Mezclador300

6 P267AB 114 1965 T202 C212

4 S268AB 240 202 VC C212


67/68


4 P270AB 114 1965 C212 T202

11/2 P271AB 56 482,6 T201 C211

rea300

TAG T[C] P[kPa]Puntosdeinterconexin

desde Hasta

4 P300AB 65 1200 Gasolina Mezclador300

8 P301AB 95 1200 Mezclador300 T300

2 P302AB 30 115 Divisor300 T300

4 P303AB 54 115 T301 C301

3 S304AB 35 101 C300 Descarga(AR)

3 S305AB 18 101 Ingreso(AR) C300

4 P306AB 30 115 C300 V300

8 P307AB 130 121 T300 Mezclador301

8 P308AB 110 121 T300 C301


4 S310AB 240 202 VaporCalefactor C301

12 P312AB 99 483 Mezclador301 T301

10 P313AB 48 428 T301 C301


8 S316AB 18 101 AR C302

6

P317

AB

25

428

C

302

V

301

6 P318AB 25 428 Divisor301 T301

6 P319AB 119 496 T301 Reductor302

4 P320AB 109 496 T301 C303


68/68


4 S322AB 240 202 IngresoV.Calefactor C303

22 P323AB 68 101 Reduccin302 T302

22

S326

AB

35

101

C

304

Descarga

22 S327AB 18 101 AR C304

3 P328AB 34 42 C304 V303

6 P329AB 34 42 Divisor302 T302

4 P330AB 112 110 T302 Almacenamientogasolina

6 P331AB 104 110 T302 C305

8

P332

AB

90

202

C

305

Descarga

4 P333AB 240 202 VC C305

5 P334AB 30 115 Divisor300 V304

26 P336AB 34 42 Divisor302 Gaseslivianosalmacenamiento

4 P338AB 30 115 V300 Divisor300

5 P339AB 130,8 121 C301 aT300

8 P340AB 130,8 121 C303 aT301

informe de cálculo hidráulico de líneas

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