ing servicios introd feb 2011

INGENIERIA DE SERVICIOSING. RENE DE LA MORA MEDINA AGOSTO DEL 2005

INTRODUCCINLas plantas de tipo industrial requieren de servicios de enfriamiento, calentamiento, diferentes tipos de agua, energa elctrica, aire de planta e instrumentos, combustibles, vapor de diferentes niveles de presin y calidades, y en algunos casos, gas inerte as como el almacenamiento, tratamiento de efluentes y sistemas de desfogue.

Frecuentemente las condiciones requeridas en los servicios no corresponden a las condiciones en que se encuentran disponibles, y entonces es necesario llevar a cabo un acondicionamiento de los mismos, por ejemplo, el agua de calderas debe ser tratada, eliminando dureza, con el fin de evitar incrustacin; la corriente elctrica debe ser acondicionada al voltaje y frecuencia requerida en las mquinas y motores, etc.

INTRODUCCINPor lo general los procesos industriales utilizan grandes cantidades de energa, agua y combustible, por lo que el costo y la disponibilidad de estos servicios es muy importante, as la continuidad del servicio.

El ingeniero qumico debe saber, determinar el tipo de servicios requeridos en un proceso, as como estimar la cantidad de servicios auxiliares requeridos; especificar la topologa de las redes de suministro; elaborar los diagramas de ingeniera bsica, donde se especifican las operaciones unitarias a que sern sometidos; y por lo menos, interpretar los diagramas de ingeniera de detalle de los diferentes equipos que se diseen para cada servicio.

DEFINCIONES

Ingeniera de Servicios.- Es la parte de la ingeniera encargada de la determinacin del tipo, capacidad y sistemas para generar los servicios auxiliares necesariospara las plantas de procesamiento.

Servicios Auxiliares.- Aquellos fluidos y dispositivos generados dentro o fuera de la planta y que se aplican a un proceso para:

a) operacin normal c) de arranque y paro b) una emergencia d) de mantenimiento

SERVICIOS AUXILIARES REQUERIDOSAire de Instrumentosy Energa ElctricaAire de Instrumentosy Energa ElctricaAire de Instrumentosy Energa ElctricaAire de Instrumentosy Energa ElctricaAire deInstrumentosAire deInstrumentosy EnergaElctricaCombustibleAgua de EnfriamientoAgua deEnfriamientoEnerga Elctrica

PROCESO DE PRODUCCIN DE BUTADIENOGascombustibleAireGascombustibleAguaVaporAguaAceite deabsorcinGasCombustibleExtraccin deACAA combustibleSistema derefrigeracinMateriaPrimaButadieno acopolimerizacinFCTCTCTCTCFCFC

CLASIFICACION

Servicios Primarios .- Se caracterizan por ser vitales para la operacin de la planta de Proceso

Servicios Secundarios.- Complementan a los del tipo primario dentro del funcionamiento de la planta.

CLASIFICACION

Servicios Primarios

Agua- Para calderas- de enfriamiento- de servicios- contra incendios- proceso- potable- uso sanitario

Vapor- proceso- calentamiento- generacinCombustible- lquido- slido- gasEnerga elctrica- fuerza- alumbrado- control

CLASIFICACION

Servicios SecundariosProteccin contra incendioGas inerteDrenajes- qumicos- aceitoso- pluvial- sanitario

Aire- de planta- de instrumentosEdificiosMantenimientoAdministrativoVas de accesoVas frreasCasetas de vigilancia y cercas

SERVICIOS AUXILIARES

IMPORTANCIA DE LOS S.A.

Los servicios auxiliares son de suma importancia, como hemos descrito anteriormente por que son vitales para la operacin de una planta, los factores que afectan su diseo son operacin y mantenimiento, arreglos de equipos, separacin entre ellos, accesibilidad. En el diseo de los servicios auxiliares debe tenerse mucho cuidado para que lo mencionado se cumpla.

El costo de los servicios auxiliares deben representar el 17% de la inversin inicial de la planta, los costos anuales deben ser mnimos y su capacidad ptima, adems deben estar protegidos contra accidentes, como evitar una contaminacin de aire, agua, suelos.

IMPORTANCIA DE LOS S.A.

Se considera que los servicios auxiliares constituyen la fuente de energa de una planta y una interrupcin en una suministro, pueden causar mltiples problemas, por lo cual su diseo se debe realizar en forma segura y flexible.

FACTORES DE DISEO DE S.A.

Operacin y mantenimiento- Arreglo de equipo- Separacin entre ellos- Accesibilidad- etc. Costos- Anuales mnimos- Capacidad optima Seguridad- Suministro interrumpido- Protegidos contra accidente

FACTORES DE DISEO DE S.A.

Contaminacin- Evitar contaminar are agua suelos Acatar Disposiciones Materias Primas Producto Sistema de desfogue

EVOLUCIN DE UN PROYECTO INDUSTRIAL.

Definicin de proyecto. un conjunto de actividades desarrolladas de manera ordenada y secuencial con la finalidad del logro de un objetivo.

Etapas del ProyectoEstudio de FactibilidadDesarrollo de la ingeniera conceptual o bsicaIngeniera de Detalle Ingeniera de Procura (adquisiciones)Construccin Prueba y ArranquePuesta en Servicio ( operacin )


Estudio de FactibilidadEstudio de mercado Area de consumo ( cantidad o capacidad demandada)Area productora ( oferta )Balance oferta demandaSeleccin de sitio de ubicacin de la planta Vas de acceso Localizacin de materia primas Requerimientos locales y federales Areas de consumo Condiciones climatolgicasMedio de transporteDisponibilidad de mano de obra Tipo de terreno


Estudio de Factibilidad

Estudio tcnico - econmico (Factibilidad)Tcnico { definir o establecer bases de la ingeniera de detalle Econmico { fijos / variables inversin total de la plantaCostos Rentabilidad del proyecto


Ingeniera Bsica ( Generacin de documentos que nos sirven de referencias para la ingeniera de detalle).

Bases de diseoD.F.P.Balances de materia y energa Diagrama de tubera e instrumentacin (D.T.I's)Plano de localizacin del equipo (PLOT- PLAN)Hojas de datos de equipo ( DATA SHEET)Requerimientos de Servicios AuxiliaresFilosofa bsica de la operacin


Ingeniera de detalle rea o especialidad

Civil- Instrumentacin y control Flexibilidad- Operacin- Mecnico - Recipientes- Tuberas- Seguridad- Proceso- Telecomunicaciones Elctrico - Arquitectura Programacin- Costos Proyectos


Ingeniera de procura

Requisiciones Solicitud de cotizaciones Evaluar cotizaciones y dictaminar a quien se le adjudica el trabajo Colocar pedido Inspeccin Expeditacin - Embarque

EVOLUCIN DE UN PROYECTO INDUSTRIAL. Construccin Estudio de la mecnica del suelo y topografa Acotamiento del terreno Areas de almacn y oficinas trabajo Excavaciones para instalaciones Armado y colocado Prefabricacin y montaje de la tubera Montaje de equipo mayor Montaje de estructuras metlicas Prefabricacin de tuberas rea y montaje Pruebas de campo e instalacin de instrumentos Instalacin de aislamiento (sand blasteo)Instalacin elctrica y de controlAcabado y aplicacin de pintura


Pruebas y Arranque

- Pruebas Hidrostticas o Neumticas Tubera- Desarmado de Equipo Mecnico- Armado y Engrasado de Equipo Mecnico- Pruebas de Recipientes y Tanques - Calibracin de Instrumentos- Arranque por Circuitos- Arranque por Secciones- Arranque total de la Planta

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA. BASES DE DISEO

El diseo bsico suele hacerse bajo la direccin general del Ingeniero de Proceso. Las bases de diseo consisten en establecer la capacidad de la planta, las materias primas, su calidad y caractersticas, los productos que se fabrican, su calidad y especificaciones, la flexibilidad de la operacin, los derechos de licencia y patentes, la experiencia comercial previa, los costos de capital y operacin, as como las garantas.

Las bases de diseo son el documento en el que se establecen todas las caractersticas tcnicas que definen los objetivos del proyecto.


Este documento se genera a partir de un cuestionario preparado por el jefe de proyectos en comn acuerdo con los especialistas funcionales que tendrn que intervenir en el desarrollo del proyecto.

El cuestionario de bases de diseo deber contener bsicamente para proyectos de instalaciones industriales los siguientes puntos:

Nombre de la planta.Localizacin.Funcin de la planta.Capacidad, Rendimiento y Flexibilidad.


Especificaciones de los productos.Eliminacin de desechos.Instalaciones de almacenamiento.Condiciones y especificaciones de S. A.Condiciones climatolgicas.Bases de diseo: Elctrico, Tuberas, Civil, Equipos, Instrumentacin.Normas, Cdigos y Especificaciones.

En este cuestionario se originan las bases de diseo para la etapa del desarrollo.

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA.

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO (D.F.P).

El diagrama de flujo es una representacin esquemtica de la secuencia de etapas para transformar la materia prima en productos, en donde se muestran las diversas operaciones unitarias.

Son tres tipos ms comunes de los diagramas de flujo y estos son: Diagrama Preliminar de Bloques, Diagrama de Bloques, y Diagrama de Flujo de Proceso.



Este diagrama surge una vez que se ha seleccionado el proceso especfico. En el se muestra la secuencia bsica de los pasos del proceso (tal como ser desarrollado en el balance de masa y energa) por medio de frecuentes flechas que indican la direccin del flujo destacando las lneas del proceso al dibujarlas ms gruesas.

Tambin muestra el equipo esencial y la colocacin de este evitando al mximo los cruces entre lneas, por tal motivo es importante fijar el sentido de los cortes en las corrientes, este pueden ser un sentido vertical y horizontal pero no en los dos sentidos.



Es tambin llamado Process flow Diagram. Es una representacin grfica de los equipos bsicos de proceso, las tuberas principales y la instrumentacin bsica de proceso, as coma el balance de materia el cual puede ir dentro del diagrama o por separado.

Cada corriente principal lleva un nmero que se refiere al balance en el que se indica el flujo manejado, los flujos msico y volumtrico, la composicin, las condiciones de operacin, las propiedades fsicas, etc.



Es conveniente utilizar en ese tipo de diagramas una simbologa para los equipos de proceso adecuada a un estndar o bien que sea sumamente general como para ser fcilmente reconocida, para esto; es necesario elaborar un diagrama de simbologa en donde se muestren los smbolos a utilizar.

Informacin que debe Contener.

Esquema del flujo de procesoTemperaturas y presiones de operacin Corrientes de proceso e instrumentacin bsica de control



Informacin que debe Contener.

Caractersticas de los equipos de proceso (clave, dimensionamiento, gasto, potencia y condiciones de operacin).secuencia del proceso ( izquierda- derecha)claves y caractersticas de los equipos



Claves de Equipos de Proceso.BA-Horno o calentador a fuego directoDA-TorresDC-ReactoresEA-Cambiadores de calorEC-Enfriador por aireFD-FiltrosFA-RecipientesGA-BombasGB-CompresoresGC-ExpansoresGT-Turbinas de vaporEE-Eyectores

SIMBOLOGA DE EQUIPOS, VALVULAS EINSTRUEMENTOS

DFP DE UN CICLO DE REFRIGERACION CON DOS NIVEL DE TEMPERATURA (SATURADOR)


DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO (D.F.P).Controles Bsicos

A)Elemento primario de medicin.TC - Control de temperatura LC - Control de nivel FC - Control de flujo PC - Control de presin B)Elemento final de control: Vlvulas de Control de: - Nivel -Flujo - Presin - TemperaturaFCAB

DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO


DIAGRAMA DE TUBERA E INSTRUMENTACIN (DTIs)

Tambin conocido como D.T.I., este diagrama es una fuente de informacin para los grupos de diseo de tuberas, elctrico, mecnico y de instrumentos. Estos diagramas utilizan la informacin ms detallada que los diagramas de flujo de proceso, ya que en ellos se muestra toda la instrumentacin necesaria para controlar una operacin y/o un equipo.

Sin embargo, no se muestran las caractersticas del flujo ni la de los equipos del proceso, tal como se hace en el diagrama de flujo de proceso.



Los datos bsicos que se usan en la preparacin de estos diagramas son los diagramas de flujo de proceso y las especificaciones de proceso u hojas de datos de equipo.

En todo proceso de produccin, existen numerosas variablesque deben mantenerse en relacin proporcional unas conOtras o en valores determinados de condiciones de operacinpara garantizar la calidad de productos, los rendimientos de produccin y mantener la seguridad de la operacin tanto paraproteger la integridad de los equipos como de los operadores



Aunque tericamente los procesos pueden controlarse manualmente, en la mayora de las plantas modernas esto no es posible o deseable por una o ms de las razones siguientes:

La velocidad de respuesta del operador es demasiado lenta para responder oportunamente a los cambios que se presentan en las condiciones de operacinLa cantidad de variables a supervisar y controlar en una planta exigira un nmero excesivo de operadores, elevando demasiado los costos de produccin.Con mucha frecuencia los sistemas son demasiado complejos.


DIAGRAMA DE TUBERA E INSTRUMENTACIN (DTIs)Informacin contenida

Todos los equipos que se muestran en los diagramas de flujo Todas las lneas de proceso y servicios que requiera la planta Venteos, drenes. accesorios, vlvulas de control y seguridad Identificacin de lneas de procesos y de servicios auxiliares Comentarios de junta de depuracin Numeracin de instrumentos Dimensiones de vlvulas de control de seguridad Alturas de faldn de recipientes y torres Notas requeridas Informacin final del fabricante Resaltar informacin pendiente


DIAGRAMA DE TUBERA E INSTRUMENTACIN (DTIs)Informacin requerida

Bases de diseo Diagrama (s) de flujo de procesos Lista de equipoPrograma del proyecto informacin complementaria de procesos Comentarios de junta de depuracin Estimado de consumo, de servicios auxiliares Comentarios de operacin Diagramas de balance se servicios auxiliares Numeracin de instrumentos Hoja de datos de dibujos de fabricacin

SISTEMAS DE CONTROLMANUAL PROCESOMEDICIONINTERFASEHUMANAVARIABLEMANIPULADAELEMENTOFINAL DE CONTROLVARIABLE CONTROLADAELEMENTOPRIMARIOCIRCUITO DE INSTRUMENTA-CION

SISTEMAS DE CONTROLAUTOMATICO PROCESOTRANSMISORVARIABLEMANIPULADAELEMENTOFINAL DE CONTROLVARIABLE CONTROLADAELEMENTOPRIMARIORECEPTORCONTROLADORAUTOMATICOACCIONCORRECTIVAVALOR DESEADO DELA VARIABLE OSET- POINTMEDICIONCUARTO DE CONTROLRETROALIMENTACION

SISTEMAS DE CONTROLAUTOMATICO PROCESOMEDICIONINTERFASEAUTOMATICAVARIABLEMANIPULADAELEMENTOFINAL DE CONTROLVARIABLE CONTROLADAELEMENTOPRIMARIOCIRCUITO DE INSTRUMENTA-CION

DIAGRAMA DE TUBERA E INSTUMENTACIN

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA. PLANO DE LOCALIZACIN GENERAL DE EQUIPO

Despus de elaborar el diagrama ingenieril de flujo y antes del diseo detallado de ductos, estructuras e instalaciones elctricas se planea la distribucin de unidades de proceso.

El plano de localizacin general de equipo es un documento crtico en el diseo y construccin de una planta de proceso. Es un plano de tipo unitario, en el cual se muestra la localizacin y distribucin en vista de planta de todos y cada uno de los equipos dentro de una sola unidad, ya sea de proceso o de servicios auxiliares en l se presentan los edificios, reas funcionales, caminos, vas de ferrocarril, sistemas de acceso a la planta, estructuras adyacentes, reas de almacenamiento y de administracin.


Sirve para determinar la orientacin que tendr una planta para localizar equipos peligrosos, debido a que se tiene que considerar la posicin y caractersticas de las plantas contiguas. Tambin sirve para localizar oficinas, el cuarto de control elctrico y el de instrumentos, los cuales debern estar cerca de la calle; los racks de tubera estarn en funcin de entradas y salidas de materias primas y productos terminados.

En general este documento es el resultado de una planeacin adecuada y eficiente, y es de gran utilidad a los dems departamentos, ya que el plano representa una estimacin en cuanto a seguridad, operacin, mantenimiento y almacenamiento.


Planos de Localizacin de reas de Proceso y Equipos.

Los planos de distribucin de reas de procesos y equipos, son documentos dibujados a escala en los que se muestra la localizacin ptima del equipo e instalaciones que integran una planta industrial.

Informacin contenida

Caminos o rutas de tubera Edificios Estructuras principales Cuarto de equipo elctrico


Informacin contenida

Caminos accesos as como coordenadas de equipo * Bombas* Compresiones* Torres* Recipientes Separacin de soportaraLocalizacin de cambiadoresLocalizacin de hornos, quemadores Cuarto de control vas de acceso, calles, esquela de ferrocarril


Informacin requerida

Mapa topografa Bases de diseo Condiciones climatolgicas (Vientos dominantes, reinantes etc.) D.F.P Lista de equipo Dimensiones de equipoDimensiones de racksDimensiones de edificiosProcedimiento


Consideraciones generales

Rutas de tubera Hidrulicas De esfuerzos Meteorolgicas De seguridad De operacin De construccin Accesibilidad

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA. ACOTACIONES EN EL PLOT-PLANRECIPIENTE VERTICALCAMBIADOR DE CALOR VERTICALREACTORSECADORFILTROTORRECAMBIADOR DE CALORTANQUE DE ALMACENAMIENTO EN DIQUECUARTO DE CONTROLRACK DE TUBERIASRECIPIENTE HORIZONTALCOMPRESORBOMBA

PLOT PLAN

Refinera de Qatar

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA. HOJAS DE DATOS DE EQUIPOS DE PROCESO.

El desarrollo y la Ingeniera de una planta de proceso es el resultado del trabajo elaborado por un grupo de personas el cual, debe transmitir a otro grupo de trabajo sus resultados. Para dar a conocer esta informacin se usan las hojas de datos, ellos son el mejor camino para mostrar las caractersticas de las lneas y de los equipos.

Las hojas de datos contienen informacin a cerca de las dimensiones de los equipos, condiciones de presin, de temperaturas y otros parmetros de diseo aplicables a cada equipo.

DOCUMENTOS DE INGENIERIA BASICA. HOJAS DE DATOS DE EQUIPOS DE PROCESO.

En estas tambin se especifica las conexiones necesarias de tubera e instrumentacin y del grado de corrosin as como los materiales de construccin necesarios.

Esta informacin debe de ser lo suficientemente completa y comprensible para permitir la preparacin de los dibujos de diseo de los recipientes a presin, intercambiadores de calor y las especificaciones mecnicas de los equipos, segn se soliciten.

ing servicios introd feb 2011

Documents