presentación seminario ciemi-iiar 6

Seminario de refrigeración industrial IIAR “La refrigeración industrial con

amoníaco, asunto estratégico para el planeta”

“ANSI/IIAR -2” Norma Nacional Americana para Equipos, Diseño e

Instalación de Sistemas Mecánicos de Circuito Cerrado con

Refrigerante Amoniaco

David Solís Moya Líder Regional PSM

Como nace un paradigma

ANSI / IIAR 2-2008 Esta norma establece los requisitos para el diseño, fabricación, instalación y uso de los sistemas mecánicos de refrigeración de amoníaco en instalaciones industriales. ANSI / IIAR 2-2008 está armonizado con la norma ASHRAE 15, y presenta las mejores prácticas disponibles para el uso de amoníaco en sistemas de refrigeración industriales.

ANSI/IIAR 2-2014

Partes/Capitulos ANSI/IIAR-2 2014 • Dividido en 4 Partes y 17

Capítulos

• El cuerpo principal es normativo

• Todo el material informativo se trasladó a la introducción y a los apéndices

• Nuevo Apéndice A

• Parte 1 – General (capítulos 1-3)

• Parte 2 – Diseño e Instalación Consideraciones que afectan la construcción (capítulos 4-7)

• Parte 3 – Equipamiento (capítulos 8-17)

• Parte 4 – Apéndices (A-N)

Requerimientos Generales

• Refrigerante grado Anhidro

• Limite de inflamabilidad a una presión atmosférica es del 15.5% al 27% del volumen del amoniaco en el aire. Esta mezcla amoniaco y aire no hace ignición debajo de 1204°F (651.1°C).

• Zinc, cobre y las aleaciones de cobre no deben ser usadas en contacto con amoniaco.

Requerimientos Generales

Requisitos resistencia final:

Cada componente que contiene la presión de un circuito cerrado del sistema de refrigeración de amoníaco que no sea recipientes a presión, tuberías, medidores de presión o mecanismos de control, deberá:

– a. ser aprobado por un laboratorio de pruebas reconocido a nivel nacional; o

– b. deberán estar diseñados, construidos y montados para tener una resistencia a la rotura suficiente para soportar al menos tres veces la presión de diseño.

Valores mínimos de presión de diseño y prueba de fuga de presión –NH3

Condensadores

• El condensador cuando puede ser aislado, debe ser protegido a partir de la presión hidrostática de refrigerante por sección: 11.4 ANSI/IIAR-2 2008 15.6 ANSI/IIAR-2 2014

Recipientes a Presión

• Recipientes que excedan 6 in de diámetro interno deberán cumplir con la sección VIII, división 1. ASME, código para calderas y recipientes a presión.

Recipientes a Presión

• Recipientes a presión deberán estar provistos de un adecuado dispositivo de alivio de presión, según indica sección 11.2.

• Es recomendado que los recipientes del lado de alta reciban tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT).

• Los recipientes deben estar diseñados y con estampado de “mínima temperatura de diseño del metal” (MDMT).

• En aplicaciones sujetas a corrosión externa los recipientes deben estar diseñados y especificados con un mínimo de 1/16” (1.6mm) de tolerancia a la corrosión.

Tubería

• Acero al Carbono: ASTM A53 — Grado A o B, Tipo E o S

• Acero al Carbono: ASTM A106 — Grado A o B

• Acero Inoxidable: ASTM A312 — Tipo 304, 304L, 316, o 316L

• Acero al Carbono (Baja temperatura): ASTM A333 - Grado 1 o 6.

• ASTM A120, A53/A-120, A53— Tipo F, tubería de hierro fundido o de tubo de hierro forjado no se utilizarán para el servicio de refrigeración con amoníaco.

Tubería (baja Temperatura)

Tubería de acero al carbono, ASTM A53 o A106 puede utilizarse por debajo de -20 °F si bien:

• (1) prueba de impacto, o

• (2) cumple con una especificación de baja tensión tal como se determina a través de los cálculos de tensión en ASME B31.5.

Tubería (Accesorios)

• Acero al Carbono: ASTM A105

• Acero al Carbón: ASTM A234

• Acero Inoxidable: ASTM A403

• Acero al Carbono (baja temperatura): ASTM A420.

• Accesorios roscados deben ser forjados o acero fundido.

Tubería (Mínimo Espesor de Pared)

Acero al Carbono, Soldable.

• 1-1⁄2 in y menores — cedula 80

• 2 in hasta e incluso 6 in — cedula 40

• 8 in hasta e incluso 12 in — cedula 20

• 14 in y mayores — cedula 10.

• Acero al carbono, roscado, deberá ser cedula 80 para todos los tamaños.

Tubería (Mínimo Espesor de Pared)

Acero Inoxidable, Soldable.

• 3⁄4 in hasta e incluso 1-1⁄2 in — cedula 40

• 2 in y mayores — cedula 10.

• NO es recomendable el uso de tuberías menores a ½ in.

Tubería (Soportes)

ASTM A 575-96

Tubería (Rotulado)

Utilizar boletín 114 del IIAR

Dispositivos de protección de sobrepresión

• Todos los sistemas de refrigeración de amoníaco en circuito cerrado deberán estar protegidos por un dispositivo de alivio de presión de acuerdo con los requisitos generales de la norma ANSI / ASHRAE 15-2007 Sección 9.4


• Recipientes inferiores a 10 ft3 (0.3 m3) deberán estar protegidos por uno o más dispositivos de alivio.

• Recipientes mayores a 10 ft3 (0.3 m3) deberán estar protegidos por uno o más dispositivos duales de alivio.


• Capacidad de descarga de un dispositivo de alivio de presión para cada recipiente a presión se determinará mediante la siguiente ecuación

Donde: C = capacidad de descarga requerida del dispositivo de alivio, lb air/min [kg/s] D = Diámetro externo del recipiente, ft [m] L = longitud del recipiente, ft [m].


• La tubería de descarga de los dispositivos de alivio de presión deberá ser como mínimo de acero cédula 40 para todos los tamaños de tubería.

EXCEPCIÓN:

• Tuberías de alivio se le permite ser galvanizado o un-galvanizado ASTM A120, A53 / A120 o A53-Tipo F.

Ejercicio:

Recibidor de liquido 30” x 163” @ 250 psig. Línea de descarga a 100ft

Seleccionamos válvula de alivio: set presión 250 psig, Capacidad de flujo 226 scfm (17lb/min), tamaño ½” x ¾”.

C = 0.5DL (lb/min) = 0.5 x 2.5 ft x 13.58 ft = 16.975 lb/min

Capacidad de la línea de descarga de la válvula de seguridad (lb/min air) de varias longitudes, diámetros de tuberías y ajustes de presiones.

Diseño Cuarto de Máquinas • 13.1.1.3 Las paredes, el piso y el techo deberán

estar herméticas y de construcción no combustible. Las paredes, piso y techo que separan la sala de máquinas de refrigeración de otros espacios ocupados deberán ser resistente al fuego por una hora.

• 13.1.3.1 Los materiales inflamables y combustibles no se almacenarán en salas de máquinas

• 13.1.6.1 Una ducha lava ojos y cuerpo se debe encontrar afuera de la sala de máquinas y de fácil acceso a través de una salida.

Aceite R717

Diseño Cuarto de Máquinas

• Cada sala de máquinas de refrigeración deberá contener al menos dos detectores de refrigerante que accionan una alarma y la ventilación mecánica.

TLV-TWA < 1000 ppm

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Requerimientos de Códigos para Detección de Amoniaco

Ejemplo Sistema Detección de Amoniaco

Diseño Cuarto de Máquinas

Ventilación • Máxima presión negativa: 0,25 in columna de agua.

• Ventilación mecánica normal: 20 ACH

• Límite de temperatura en el cuarto: 104°F (40°C)

• Ventilación mecánica de emergencia: 30 ACH

• Mínima velocidad de descarga: 2500FPM

• Todos los motores de los ventiladores de escape situados en la corriente de aire o en el interior del edificio deberán ser del tipo totalmente cerrado.

• Escape de los sistema de ventilación mecánica deberán ser descargados no menos de 20 ft (6 m) desde el límite de la propiedad o de aberturas en los edificios.

Puerta Principal del Cuarto de Máquinas

Diseño Sistemas

• Purga Gases no condensables

• Extracción de aceite.

• Aislamientos

• Fundaciones y soporte de equipos.

Pruebas y Carga

• Preparación.

• Prueba de fugas.

• Prueba de amoniaco.

• Purga.

• Manejo y almacenamiento del amoniaco.

Otros Estándares ANSI/IIAR

IIAR 1: Definiciones IIAR 3: Válvulas IIAR 4: Instalación

IIAR 5: Arranque y Commissioning

IIAR 7: Procedimientos Operación

IIAR 8: Decommissioning

SOLO HAY DOS COSAS INFINITAS EN EL MUNDO: EL UNIVERSO Y LA ESTUPIDEZ HUMANA (Y DE LO PRIMERO NO ESTOY SEGURO)

Albert Einstein

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