tanques de almacenamiento fuel oil

7/24/2019 Tanques de Almacenamiento Fuel Oil

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Introduccin.

La produccin de vapor para proceso y generacin de energa en la planta aceitera, se obtiene por

medio de dos calderas, a las cuales se le deber suministrador el combustible correspondiente para

alimentar sus quemadores (2 por caldera).

El tipo de quemador que disponen las calderas son del tipo dual, es decir podrn funcionar con Gas

natural o Fuel Oil.

El objetivo de estos captulos ser proporcionar las instalaciones industriales adecuadas, para

alimentar de combustible los quemadores correspondientes a las calderas.

Descripcin de la instalaciones de almacenamiento de fuel oil.

Recepcin por barco o camiones.

Caera de recepcin a tanques de almacenamiento.

Tanques de almacenamiento. Sala de bombas a tanque cisterna.

Caera a tanque cisterna.

Tanque cisterna.

Estacin de bombeo, calentamiento y filtrado.

Lnea de alta presin a quemadores.


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Recepcin por barco.

Al estar la planta a orillas del rio Parana, la misma se podr abastecer de fuel oil por medio de

barcos, este medio es ms econmico que transportarlo por camiones.

La recepcin se hace en el muelle con mangueras flexibles, la impulsin del combustible se hace por

medio de bombas instaladas en el barco, la caera de envi a los tanques, deben estar

correctamente calefaccionados y adems de vlvulas de cierre deber contar con vlvulas anti

retorno.

Recepcin por camiones.

Esta descarga se hace por gravedad a tanques cisternas, los cuales cuentan con equipo de bombeo,

que impulsara el combustible a los tanques de almacenamientos.

Generalmente los camiones transportan 30 tn por viaje, de manera que se debern seleccionar las

bombas adecuadas para hacer la descarga en el menor tiempo posible.


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Tanques de almacenamiento.

Los mismos son tanques verticales de techo fijos, diseados segn API 650 (American Petroleum

Institute), junto a estos se dispondr una sala de bomba que recibir F.O. por gravedad de los

tanques deposito y lo bombeara al tanque cisterna en la sala de caldera.

El tanque de almacenamiento dispondr de un calentador en boca y la caera deber estar

correctamente aislada y calefaccionada (cinta tracing).

A su vez los tanques debern contar con un dique de contencin por posibles derrames y un sistema

contra incendio segn norma NFPA (National Fire Protection Association).

El envi de combustible al tanque cisterna se har de forma intermitente y de acuerdo al consumo.

Tanque cisterna.

El mismo funciona como tanque pulmn y es el que provee de fuel oil a los quemadores, deber

estar aislado y calefaccionado, y cercano a la sala de calderas.

Estacin de bombas, calentadores y filtrado.

Sera la encargada de filtrar, calentar y elevar la presin del combustible para el pulverizarlo en los

quemadores.

La bomba proporciona el flujo de combustible, permitiendo elevar la presin para la posterior

pulverizacin en los quemadores, estas son del tipo volumtricas.


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Tc: Tanque cisterna

M: medidor de fuel oil

Fe: Filtro de entrada

B: Bomba de alta presin.

A : calentador de tanque

Me: motor elctrico

C : Calentador.

Fa: Filtro de alta

L: Caera a quemadores


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Combustible - Fuel Oil.

El Fuel oil que se usa como combustible en la caldera proviene del residuo producido de petrleo

crudo despus de que se ha destilado para producir productos ms ligeros como el aceite de motor,

parafina, queroseno, disel y gasoil.

Segn el pas y el sector, el fuel oil pesado tambin se denomina Heavy Fuel Oil (HFO), Marine

Fuel Oil (MFO), Residual Fuel Oil (RFO), fuel oil pesado, fuel oil S, o combustleo.

Se divide en los siguientes clases:

Nmero 1: Es similar al queroseno y es la fraccin que hierve justo luego de la gasolina.

Nmero 2: Es el disel que usan las camionetas y algunos automviles.

Nmero 3: Es un combustible destilado que es usado raramente.

Nmero 4: Es usualmente una mezcla de fueloil destilado y de residuos, puede ser clasificado como

disel, destilado o fueloil residual.

Los Nmero 5 y Nmero 6 son conocidos como fueloil residuales o fueloil pesados.

Son los remanentes del crudo luego que la gasolina y los fueloil destilados son extrados a travs de

la destilacin.

Nmero 5: Es una mezcla de 75-80 % de Nmero 6 y 25-20% de Nmero 2.

Nmero 6: Puede contener tambin una pequea cantidad de No. 2 para cumplir con ciertas

especificaciones.

El fuel oil tiende a disminuir su viscosidad (aumentar su fluidez) con el aumento de la temperatura.

Con un conveniente calentamiento todos los tipos de fuel oil pueden alcanzar la viscosidad necesaria

para ser pulverizados en los quemadores.

El mtodo practico para medir la viscosidad adoptado en la industria est basado en el tiempo

requerido par que cierta cantidad de fuel oil fluya a travs de un orificio estndar (Viscosmetros

Saybolt - Furol)

Para que el fuel oil tenga una buena atomizacin con vapor la viscosidad ser alrededor de 10

SSF(Saybol Universal)

Peso especifico

El peso especifico API del fue l oil es, la relacin entre el peso de un volumen dado de Fuel oil con el

peso del mismo volumen de agua

La norma API Adopta una escala para los productos del petrleo.

Peso especifico (Grados API) a 15,5 C = 5.1315.15*..

5.141

Caep


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p.e h2o a 15.5C p.e. API

0.91 23.9

0.93 20.6

0.95 17.4

0.96 15

0.97 14.3

:

Punto de Inflamacin: Para determinar el punto de inflamacin se utilizara el mtodo de copa cerrada

Pensky-Martens (Procedimiento B - Para slidos en suspensin y material altamente viscoso),

detallado en la norma ASTM D93A.

La muestras se debe calentar a una velocidad constante y lentamente, con agitacin continua. Una

pequea llama se debe aplicar a la copa a intervalos regulares, interrumpiendo simultneamente la

agitacin. El punto de inflamacin corresponder a la temperatura ms baja a la que, la aplicacin de

la llama, inflama el vapor sobre la muestra.

El fuel Oil mas utilizado en Argentina es el Fuel Oil Bunker 6, recibe su nombre (en ingls) de loscontenedores en barcos y en lospuertos en donde se almacena.

El Combustible Bunker A equivale a fueloil No. 2, combustible bunker B equivale a fueloil No. 4 o No.

5 y combustible C equivale a fueloil No. 6. Debido a que No. 6 es el ms comn, se usa el trmino

"combustible bunker" como un sinnimo para fueloil No. 6.

Composicin y propiedades tpicas del Fuel Oil N6.

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Consumo de combustible.

El propsito del Fuel Oil, junto al Gas natural, es alimentar los quemadores correspondientes a las

calderas generadoras de vapor.

Si bien el costo del gas natural es menor que el del Fuel Oil, este es escaso en las industrias durante

el periodo invernal, ya que el ente regulador (ENARGAS - Litoral Gas) limita el consumo del mismo.

Por este motivo de deber tener reservas en cantidades adecuadas de Fuel Oil para aquellos

periodos donde el gas natural sea escaso.

Para determinar la cantidad adecuada de almacenamiento se deber tomar una decisin de

compromiso entre:

1- Un exceso de reserva de combustible. Representara un gran capital inmovilizado.

2- Insuficiente reserva de combustible. Seria critico en temporada de escases de gas natural, lo que

llevara al paro de la planta.

Generalmente la limitacin gas natural depende de la duracin del periodo invernal, por tales motivosse propone tener disponibilidad de Fuel Oil para abastecer las dos calderas, funcionando solo con

fuel por un periodo de 3 meses.

Suponiendo que el funcionamiento de las calderas sea de 24 hs al dia y 7 das a la semana por 3

meses:

24 hs/dia * 7 dias/semana * 4 semanas/mes * 3 meses = 2016 hs (3 meses)

El consumo de combustible estar determinado :

PCI

Entalpiavapordeoduccion

mcomb *

*Pr

m comb= consumo de combustible [kg/hs] (Fuel oil)

Produccin de vapor 60 tn/hs = 60.000 kg/hs (Dato inicial del problema)

Rendimiento caldera : 0.9 (Se adopto a modo de clculo)

Variacin de entalpia = h = hv- hAA

hv= entalpia vapor saturado a la presin de trabajo. (65 bar y 450 C - Datos problema)

De tabla vapor de agua saturado hv= 786.5 Kcal/kg.

hAA= entalpia del agua de alimentacin. (0.6 bar - 85 C) (65 bar y 450 C - Datos problema)De tabla vapor de agua hAA= 85.4 Kcal/Kg

h = 786.5 - 85.5 = 701 Kcal/Kg

PCI = Poder calorfico superior 10400 Kcal/kg (Corresponde a Fuel Oil N4)

hskgkgKcal

kgKcalhskgmcomb /4490

/10400*9.0

/701*/000.60


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Cada caldera est provista de 2 quemadores

Consumo de Fuel Oil por quemador = 2245 kg/hs

Consumo de Fuel en 3 meses

2211 kg/hs * 4 quemadores * 2016 hs = 17.829.504 kg

Si se adopta la densidad del Fuel Oil a 25 C = 998 kg/m3

17.829.504 kg / (998 kg/m3) = 17836 m3

Se necesitara un deposito de 15313 m3para poder abastecer los quemadores, durante un periodo de

3 meses.

Depsitos de Fuel Oil

El volumen a contener es el factor que determina principalmente la geometra que tendr el tanque.

Para el almacenamiento del Fuel Oil se utilizaran tanques verticales cilndricos de techo fijo.

Estos se disearan segn normas API 650, la cual est elaborada para la construccin de tanques

verticales de techo fijo con una seguridad adecuada y costos razonables para el almacenamiento de

petrleo y sus derivados y otros productos lquidos.

La misma cubre los requerimientos para materiales, diseo, fabricacin, montaje y pruebas de

tanques soldados verticales cilndricos no enterrados, con extremo superior abierto o cerrado, para

presiones internas prximas a la atmosfrica, no refrigerados y una temperatura mxima de diseo

de 90 C.

Se cumplirn las normas de seguridad contra incendio NFPA(National Fire Protection Association) y

ley nacional 13.6660 de Seguridad de las instalaciones de elaboracin, transporte y almacenamiento

de combustibles, minerales, lquidos y gaseosos.

Capacidad de los tanques.

Segn lo calculado se necesitara una capacidad de almacenamiento aproximada de 17836 m 3 de

Fuel Oil.

En la siguiente tabla se muestran las dimensiones y capacidad tpicas de tanques cilndricosverticales.


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Se adoptaran 2 tanques de 8745m3, teniendo una capacidad total de 17490 m3

Los mismos tendrn un dimetro de =30 m y 12 m de altura.

Recinto de contencin.

Segn la ley nacional N 13660 los tanques de almacenamientos de fuel oil debern estar contenidos

dentro de un recinto para la contencin de posibles derrames de combustible.

La misma detalla el distanciamiento necesario entre tanques y la capacidad del recinto de

contencin.

Artculo 321. Los distanciamientos entre tanques sern como mnimo una vez el dimetro del

tanque mayor ms cercano medido de pared a pared de tanque.

Artculo 329. Los endicamientos de los recintos para la contencin de los derrames, tendrn una

capacidad igual al volumen til del tanque ms un 10%.

Cuando se trate de un agrupamiento de tanques, el volumen total del recinto ser igual al volumen

til del tanque de mayor capacidad ms el 50% de la capacidad total de almacenamiento de los

tanques restantes.

Como se menciona anteriormente se adoptaran 2 tanques verticales de techo fijo con las siguientes

caracteristicas:

Capacidad de almacenamiento: 8745 m3cada uno (Total 17490 m3)

Dimetro =30 m

Altura: 12 m

Segn el artculo 321 el distanciamiento mnimo entre los tanques ser:

Como mnimo 1 vez el dimetro del tanque mayor

Como los tanques tienen un dimetro de 30 m, se adoptara la mnima distancia entre ellos,

igual a 30 m.


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Segn el artculo 329, el volumen total del recinto ser igual al volumen til del tanque de mayor

capacidad ms el 50%

Capacidad un tanque 8745 m3

Capacidad mnima del recinto contencin = 8745 m3* 1.5 = 13117 m3

Se dimensionara el recinto para cumplir con lo requerido.

Dimensiones :

118m largo, 56 m ancho y 2 m de altura dando un volumen de contencin de 13200 m3

Detalles constructivos.

Las paredes del recinto de retencin estarn construidas en hormign , material no combustible, y

armado de tal forma que sea capaz de resistir la presin ejercida por el producto almacenado.

El fondo del cubeto se impermeabilizar con un pavimento rgido de hormign armado,

con el objetivo de evitar filtraciones de productos al subsuelo. Tendr una pendiente

del 1% , que conducir el producto derramado y las aguas pluviales hacia un drenaje con rejilla.

Por cuestiones de seguridad el recinto deber contar con vas de escape hacia el exterior del mismo,

estas sern escaleras empotradas en la pared en los laterales y centro del mismo.

La caera correspondiente tanto al trasiego del fuel oil como a la proteccin contra incendio no

atravesara las paredes del recinto, sino ser soporta por una rampa convenientemente dispuesta.

tanques de almacenamiento fuel oil

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