QUEMADURA DEL RELLENO DE TORRE DE ENFRIAMIENTO- PLANTA ACIDO 320K

Fecha de Ocurrencia: 12/06/2012

Elaborado por: Miguel Linares / Michel Solis

1. HISTORIA DE CAJAMARQUILLA

Fig. 2.1: Torre Quench Fig. 2.2: Torre de Enfriamiento

• El año 1980 se inicio las operaciones de la Refinería de Cajamarquilla, con una capacidad de 100 Kton de Zincrefinado por año

• 1992 Hubo un upgrade a 120 KTY

• 2007 Hubo un nuevo upgrade a 160KTY

• 2010 Se duplico la capacidad a 320 KTY, con la construcción de una nueva planta de Tostación y ácido

• 2016 Se implementa un lavador de gases por cada planta de ácido, consiguiendo bajar las emisiones de 500 ppma 40 ppm por chimenea; este mismo año se pone en servicio la planta de tratamiento de gases para eliminación demercurio, con la finalidad de producir ácido con calidad en Hg de 1ppm

• 2017, Cambia de nombre por razones comerciales de Votorantim Metais Cjamarquilla, a Nexa Cajamarquilla

• 2018 Estamos con una producción de 335 KTY, con ajuste de parámetros operacionales

1. BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Fig. 2.1: Torre Quench

A Electro filtros Húmedos

Fig. 2.2: Torre de Enfriamiento

Separador de Gotas

2. PLANO DE LA UBICACIÓN

El año 2012 hubo una parada de planta intempestiva del soplador de tostador planta nueva, que paró las bombas dela torre quench y torre de enfriamiento, sin embargo no se activó el interlock que debió haber parado el soplador de laplanta de ácido. Esto ocasionó que se siga llevando gases calientes (300°C aprox) provenientes del horno hacia lastorre de enfriamiento sin que recibieran riego de refrigeración.

3. GRÁFICO DE PI:

Fig. 3.1: Pérdida de señal

Pérdida de señal de 2 min durante el cual el soplador principal continuó llevando gases a la torre.

4. LINEA DE TIEMPO:

06:41 hrs.Parada de planta enla sección 25, se dejade alimentar al hornoy existe pérdida deseñal en el PI de losequipos

12/06/12

07:01 hrs.Se reestablecen lasseñales de control

07:58 hrs.Intento fallido dearranque de planta 2mediante el sopladorB2016 (planta sobre-presionada)

05:30 hrs.Se alimentaconcentrado demanera continuaala planta 2

20/06/12REPARACIONES 8 DÍAS

5. DISEÑO DE LA TORRE DE ENFRIAMIENTO

1mt

Se encuentra aprox. 20m3 de esferas (relleno), de 60mm de diámetro (1mt) que fueron recuperadas. El resto, 80m3 fue perdido.

Fig. 5.1.1: Elevación de la Torre de Enfriamiento, Ver Plano DWG:

6921_OTO_35_41

Fig. 5.1.2 y 5.1.3: Relleno quemado

5.1 VISTA DE ELEVACIÓN DE LA TORRE

Fig. 5.2.1: Detalle de la vistas de canalones, ver plano DWG: 6840_20K150AB_Rev1

5.2 PLANO DE LA BASE DE LA TORRE

§Diámetro de Torre: 5 mt.

§Altura de la Salida de la Cama de Relleno: 4.5 mt.

§Componentes internos de Torre, son:

ü92 m3 Relleno aleatorio de plástico ENVIPAC nº2 (60 mm)

fabricado en PP-HT.

ü8 m3 Relleno aleatorio de plástico ENVIPAC nº3 (80 mm)

fabricado en PP-HT para soportar el llenado.

ü1 Pieza Bandeja trapezoidal EA-K4 de soporte de relleno

ENVIMAC, diámetro 4.94 m de acuerdo con la ilustración EG-

08016-A2, 18 piezas, hecha de PP. Incluye 5 soportes de

U198x60x4 de PP.

ü1 Pieza Distribuidor de líquidos ENVIMAC EF-K-K2 para

diámetro de columna 5,0 m. de acuerdo con la ilustración

EG-08015-A1 fabricado en PP. Incluye 5 soportes de

U140x80x6 de PP.

Fig. 6.1: Esferas de relleno

Fig. 6.2: Pieza Trapezoidal

6. DATOS DE DISEÑO DE OPERACIÓN

SizeDiameter

(mm)Surface

(m2/m3)Vold Volume

(%)

PackingDensity(1/m3)

MaterialDensity(Kg/m3)

Weight (kg)

1 32 123 94.4 47 PP 51.7

2 60 98.4 96.1 6.8 PP 35.4 3256.8

3 80 57 95.5 1.9 PP 36.1 288.8

Fig. 6.3: Data técnica ENVIMAC

Teniendo en cuenta que los rellenos serán de 92 y 8m3 respectivamente por los dos tipos de bolas usados, se calculará el pesoque estos componentes internos tienen dentro de la torre.

7. INSPECCIÓN YREGISTRO FOTOGRÁFICO

Los gases entraron a 284°C y los 2 minutos mostrados que permanecieron en la torre de enfriamiento solo llegó a disminuir a 276°C, es decir prácticamente todo el tiempo se estuvo arriba de los 250°C y sin recibir riego de las bombas. Esto ocasiono pérdida de casi todo el relleno de las torres.

Fig. 7.1: Bombas de enfriamiento y recirculación apagadas

Fig. 7.1: Relleno quemado en base Fig. 7.2: Uso de pico para retiro de partes quemadas

Se tuvo que sacar el relleno quemado con pico e incluso motosierra.

DISTRIBUCION DE RELLENO EN TORRE DE ENFRIAMIENTO DE PLANTA ACIDO Nº 2

DESCRIPCIÓN ALTURA( mts ) PESO( Kgrs) PESO TOTAL

(Kgrs)

Sillas Intalox de 3" 0.100 1,285

Tubos recortados PVC + Esferas PP 2.424 2,465 3,750

8.1 CÁLCULOS

1. Retiro total de la base, y colocación de una base nueva de fibra de vidrio con cocadas de 5 centímetros y espesor de 3 mm.

2. Se colocaron 10 centímetros de sillas intalox de 3” sobre la nueva base.

3. Se colocaron los rellenos o esferas de PP recuperados, mezclados con los tubos de PVC recortados, sobre las sillas intalox.

4. Se realizaron limpieza de los enfriadores de placas, y agua acidulada.

5. Se verificó el riego de agua acidulada dentro de la torre, y se normaliza la temperatura.

6. Luego del arranque de planta se tomaron algunos datos de operación, dando los siguientes resultados:

8.2 PROPUESTA DE REPARACIÓN

0.10 m

1.42 m

1 m V= 20 m³

V= 30 m³

Relleno Original(recuperado) Ø 60mm

Anillo tubo PVC Ø 50mm

Sillas intalox

Vtotal= 51.4 m³

8.3 DETALLE TÉCNICO DE PROPUESTA

9.3.1 Retiro de Relleno OriginalDesmontaje de Manholes M1, M2 y M3.Retiro de Relleno Recuperado y Fundido.

Fig. 9.3.3: Relleno Recuperado

Fig. 9.3.2: Relleno Fundido

8.4 REGISTRO FOTOGRÁFICO DE LAS REPARACIONES

Corte de los 18 paneles a lo largo de las 5 vigas.

Fig. 9.3.4: Canalones en la base de la torre

Fig. 9.3.5: Canalones en la base de la torre cortados

Fig. 9.3.6: Retiro de partes internas en la base fundidas

Se reemplaza las bases por placas de FRP.

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

07/06/2012

07/06/2012

08/06/2012

09/06/2012

09/06/2012

10/06/2012

11/06/2012

11/06/2012

12/06/2012

13/06/2012

13/06/2012

14/06/2012

15/06/2012

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17/06/2012

17/06/2012

18/06/2012

19/06/2012

19/06/2012

20/06/2012

21/06/2012

21/06/2012

T° S. A Acid T.E P005_ TI T.S. gases T.E. p010_TI

T°I. A Acid (1) T.E. P013_TI T° I. A Acid (2) T.E P014_TI

ANTES DESPUES

9. RESULTADOS

10.1 GRÁFICOS DE PI

DATOS Temperatura entrada gas (ºC) Temperatura Salida gas (ºC)

Datos de Diseño 64 40

Datos Actuales 59 37.7

10 TEMPERATURAS GASES ENTRADA Y SALIDA DE TORRE DE ENFRIAMIENTO

Quemadura Relleno Torre Enfriamiento/Separador de gotas

Exceso de temperatura de gases de Tostación (320ºC)

Pase de gases tostación hacia planta de acido

8. ÁRBOL DE FALLAS

No para el soplador SO2

Control de soplador SO2 requiere pulso de parada

PLC planta ácido (secc 35) no mandó pulso de parada al

soplador SO2

PLC se quedó sin energíaNo se concibió falla de

fuentes 24VDC en su diseño

No se concibió falla de fuentes 24VDC en su diseño

¡Gracias por su atención!