memoria de calculo chimenea de venteo
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ADECUACIÓN DEL MÓDULO DE COMPRESIÓN LAGOGAS 3
PARA OPERAR COMO UCI
MEMORIA DE CÁLCULO CHIMENEA DE VENTEO
2007-A87 / ADECUACIÓN DEL MÓDULO DE COMPRESIÓN LAGOGAS 3 PARA OPERAR
COMO UCI
2007-A87.01.D04.02.029.073
REV FECHA BREVE DESCRIPCIÓN DEL CAMBIOAPFM
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PDVSA
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PDVSA
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A 29/07/08 EMISIÓN PRELIMINAR J. VELÁSQUEZ R. CASTELLANOSB. ALVARADO
HERNÁNDEZY. ZABALA
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INGENIERÍA BÁSICA
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PC BACHAQUERO 5
MEMORIA DE CÁLCULO CHIMENEA DE VENTEO
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ÍNDICE
Pág.
1 INTRODUCCIÓN...................................................................................................4
2 OBJETIVO DEL DOCUMENTO............................................................................4
3 ALCANCE DEL DOCUMENTO.............................................................................4
4 CONDICIONES DE DISEÑO.................................................................................4
4.1 Condiciones Meteorológicas y Ambientales.....................................................4
4.2 Presión..................................................................................................................5
4.3 Temperatura de Operación.................................................................................5
4.4 Caudal Manejado..................................................................................................6
4.5 Códigos y Normas Aplicables............................................................................6
5 PREMISAS Y CRITERIOS DE DISEÑO................................................................6
6 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED...............................................................7
7 Resultados.............................................................................................................8
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Códigos y Normas Aplicables...................................................................................6
Tabla 2 Espesores Nominales Comerciales......................................................................8
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1 INTRODUCCIÓN
Como parte del proyecto “ADECUACIÓN DEL MÓDULO DE COMPRESIÓN LAGOGAS
3 PARA OPERAR COMO UCI”, en su fase de Ingeniería Básica, se requiere la instalación
de una (1) Chimenea para el Venteo de gases de los equipos presurizados que se
conectará a la línea de venteo que viene del tanque de disposición intermedia o K.O.D
(“Knock-Out-Drum”).
La Chimenea de Venteo será instalada en la Plataforma de Venteo que se construirá
continua a la Plataforma del K.O.D. de la Planta Compresora Bachaquero 5 (PCBA5).
2 OBJETIVO DEL DOCUMENTO
El presente documento tiene como objetivo mostrar las bases, premisas y metodología
utilizada para el cálculo del espesor de pared de tubería que debe ser utilizada para la
fabricación de la Chimenea de Venteo a ser instalada en la Plataforma de Venteo que
pertenecerá a la Planta Compresora Bachaquero 5 (PCBA-5), considerada en el desarrollo
de la Ingeniería Básica del Proyecto “ADECUACIÓN DEL MÓDULO DE COMPRESIÓN
LAGOGAS 3 PARA OPERAR COMO UCI”.
3 ALCANCE DEL DOCUMENTO
El presente documento expone las bases y criterios para la Memoria de Cálculo de la
chimenea auto soportada para el venteo de gases contemplada en el proyecto
“ADECUACIÓN DEL MÓDULO DE COMPRESIÓN LAGOGAS 3 PARA OPERAR COMO
UCI”, en su fase de Ingeniería Básica. Su propósito es mostrar los datos de entrada que
deben ser tomados en cuenta para la fabricación de dicha chimenea de venteo, lo cual es
producto de las condiciones de diseño bajo las cuales operarán las mismas, como lo son:
presión, flujo a desalojar, temperatura y condiciones del medio ambiente.
4 CONDICIONES DE DISEÑO
4.1 Condiciones Meteorológicas y Ambientales
Las condiciones ambientales del lugar donde se instalarán la chimenea de venteo son las
siguientes:
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Temperatura del Aire: Máx. Promedio: 45 ºC (113 ºF)
Mín. Promedio: 20 ºC (68 ºF)
Temperatura ambiente anual: Promedio: 22 ºC (71,6 ºF)
Humedad Relativa: Máx.: 100%
Mín.: 40%
Condición Ambiental: Industrial - Marino (Costa Afuera),
Presencia de gases y/o inflamables
Velocidad Máxima del Viento: 120 km/hr
Dirección Predominante del Viento: N-NE
Índice Pluviométrica: Promedio: 762 mm/año (30 in/año)
Zona Sísmica: 3
Altitud 0-20 metros
Los datos fueron tomados de Documento Nº 2007-A87.01.D04.01, “Bases y Premisas de
Diseño”
4.2 Presión
La presión a la cual deberán ser expulsados los gases de venteo por la chimenea auto
soportada a ser instalada en la Planta Compresora Bachaquero 5 (PCBA-5), según se
muestra en el documento 2007-A87.01.D04.02.026.04 “Análisis de Dispersión y
Radiación”, es la siguiente:
Presión chimenea de venteo 2 psig
4.3 Temperatura de Operación
La temperatura a la cual deberán ser expulsados los gases de venteo por la chimenea
auto soportada a ser instalada en la Planta Compresora Bachaquero 5 (PCBA-5), según
se muestra en el documento 2007-A87.01.D04.02.026.04 “Análisis de Dispersión y
Radiación”, son las siguientes:
Temperatura chimenea de venteo 125 ºF
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4.4 Caudal Manejado
Para el cálculo del caudal del gas de venteo a ser transferido hacia la chimenea se
tomaron las siguientes consideraciones basado en las simulaciones realizadas por la
Disciplina Procesos:
Flujo chimenea de venteo: 108.500 lb/hr / 38,20 MMPCED
4.5 Códigos y Normas Aplicables
Los códigos y normas aplicables son las siguientes:
Petróleos de Venezuela S.A. (PDVSA)
PDVSA L-TP-3.1 Calculo para la Dispersión de Gas de la Chimenea
PDVSA H-221 Materiales para Tuberías
PDVSA 90616.1.021 Sistema de Mechurrio
American Society Of Mechanical Engineers (ASME)
ASME B31.3 “Process Piping”
ASME B36.10 “Welded and Seamless Wrought Steel Pipe”
Tabla 1 Códigos y Normas Aplicables
5 PREMISAS Y CRITERIOS DE DISEÑO
Las premisas y criterios de diseño que se utilizarán para el cálculo del espesor de pared
de la Chimenea de Venteo será según lo indicado en la última edición de la Norma ASME
B31.3 “PROCESS PIPING” y se nombran a continuación:
La Chimenea de Venteo a construir es del tipo auto soportada.
El diámetro de la Chimenea de Venteo para los equipos presurizados (gas desde el
K.O.D), se fabricará en tubería de diámetro 10”.Este dato es producto de las
simulaciones realizadas por la Disciplina Proceso.
La Chimenea de Venteo tendrá una longitud de aproximadamente 20 mts desde el
nivel del piso (plataforma de venteo de la Planta Compresora PCBA-5), datos
obtenidos de la Disciplina Proceso según análisis de dispersión y radiación Nº
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Se fabricará una (1) chimenea de venteo de diámetro 10” x 20 m de altura.
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El diámetro de la tubería que se tomará como base para el auto soporte de la
Chimenea es de 20 pulgadas de diámetro y una longitud de 10 mts. Este dato es
obtenido de los cálculos realizados por la Disciplina Civil indicado en el documento
Alcance y Diseño Básico.
La Chimenea estará colocada sobre una plataforma de concreto.
La Chimenea de Venteo constará de una plancha base de forma circular de
diámetro 1,35 m y 1 3/8” de espesor con 8 pernos de anclaje de diámetro 7/8”.
Asimismo, se colocarán 8 cartelas de 0,25 m x 0,25 m y espesor 1”.
La Chimenea de venteo contará con una tubería para el drenaje de las aguas de
lluvia que se pueda almacenar en la misma. Esta tubería se conducirá hasta el
drenaje abierto más cercano.
6 CÁLCULO DEL ESPESOR DE PARED
En el cálculo de espesor de pared para la tubería de venteo a ser utilizada en la
construcción de la chimenea, se utilizará la norma ASME B31.3 “PROCESS PIPING”,
punto 304.1, ecuaciones 2 y 3a, última edición:
Donde:
tm: Espesor calculado de la tubería (in).
P: Presión de diseño de la tubería (psig): 2.
D: Diámetro externo de la tubería (in): 10.
S: Esfuerzo permisible del material (psi) según Tabla A-1 (ASME B31.3): 20000 psi.
E: Factor de Eficiencia de Junta Longitudinal según Tabla A-1B (ASME B31.3):1.
Y: Coeficiente dependiente de la temperatura según Tabla 304.1.1 (ASME B31.3): 0,4.
c: Espesor por corrosión según especificación de material.
Se considera que las juntas soldadas son de alta calidad, por lo tanto, se asume que la
eficiencia de las mismas es igual a 1 y tomando en cuenta un sobre espesor por corrosión
de 0.125 pulgadas (Espesor por corrosión según especificación de línea AA2, Norma
PDVSA H-221 “MATERIALES PARA TUBERÍA”, se tiene para el cálculo de espesor de
pared lo siguiente:GERENCIA GAS ASOCIADO 2007-A87.01.D04.02.029.073
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Asumiendo una tolerancia por fabricación de la tubería del 12,5 %, el espesor de pared
calculado de la tubería de la chimenea de venteo será:
tm =
En la siguiente tabla se pueden observar los diferentes espesores comerciales para las
tuberías especificadas:
Tubería Comercial
Diámetro Nominal
Diámetro Exterior
Diámetro Interno
Espesor de Pared
Peso lb/pie
Designación
API 5L Grado B 10 10,750 10,374 0,188 21,12 API
API 5L Grado B 10 10,750 10,344 0,203 22,86 API
A-53 Grado B 10 10,750 10,250 0,250 28,03 SCH 20
Tabla 2 Espesores Nominales Comerciales
7 RESULTADOS
Para seleccionar el espesor de pared de tubería para la fabricación de la chimenea de
venteo, se tomará el valor siguiente superior del espesor calculado, de acuerdo a los
espesores comerciales de tuberías existentes en el mercado.
La tubería para la fabricación de la chimenea de venteo de diámetro 10”, será una tubería
comercial del tipo API 5L Grado B, con espesor de pared 0.188 pulgadas. Para el auto-
soporte de la chimenea se utilizará una tubería de diámetro 20” de igual especificación.
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