903-HM120-P09-GUD-046 (Especificacion final de alivios y veteos).pdf

8/9/2019 903-HM120-P09-GUD-046 (Especificacion final de alivios y veteos).pdf

http://slidepdf.com/reader/full/903-hm120-p09-gud-046-especificacion-final-de-alivios-y-veteospdf 1/198

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PROCESOS 903-HM120-P09-GUD-046

Rev. 1

GUÍA PARA LA ESPECIFICACIÓN DE LOS EQUIPOS FINALES DE ALIVIO Y VENTEO

903-HM120-P09-GUD-046/24/03/2010/RA/pa 1 de 198 INEDON

FECHA OBJETO ELABORÓIniciales

REVISÓIniciales

APROBÓIniciales/Cargo

MAR. 10 Actualización Sección 11.14, IncorporaciónSecciones 13.4;13.6.1;13.6.2 y Anexo 9

RA ABA/GP

MJP/GP

SN/VPO

MS/VPO



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Rev. 1



Í n d i c e

Página

1.

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 9

2.

OBJETIVOS............................................................................................................ 9

3.

USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA ...................................................... 9

4.

INEDON RELACIONADOS .................................................................................. 10

5.

ACRÓNIMOS Y SIGLAS ...................................................................................... 11

6.

MEMORIA DE CÁLCULO ..................................................................................... 12

7.

LECCIONES APRENDIDAS ................................................................................. 12

8.

DEFINICIONES GENERALES ............................................................................. 13

9.

FLUJOGRAMA BÁSICO DE DIMENSIONAMIENTO Y ESPECIFICACIÓN ......... 19

10.

EQUIPOS FINALES DE ALIVIO Y VENTEO ........................................................ 22

10.1.

Mechurrios (Teas, Antorchas, Quemadores de Desfogue) ................................... 22

10.2.

Venteos ................................................................................................................ 23

10.3.

Diseño .................................................................................................................. 23

11.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO ............................................................ 24

11.1.

Quema (Operación) Sin Humo ............................................................................. 24

11.2.

Gas de Purga........................................................................................................ 28 11.3. Sellos para la Conservación del Gas de Purga .................................................... 32

11.3.1.

Sello de Líquido .................................................................................................... 33

11.3.2.

Sellos Mecánicos .................................................................................................. 34

11.4.

Tipos de Mechurrio ............................................................................................... 35

11.5.

Estructuras para Mechurrios/Venteos Elevados ................................................... 40

11.6.

Otros Sistemas para Mechurrios .......................................................................... 42

11.7.

Sistema de Ignición .............................................................................................. 43

11.8.

Ruido .................................................................................................................... 47

11.9.

Presión de Operación en la Entrada del Mechurrio .............................................. 48

11.10.

Estimación de la Pérdida de Presión .................................................................... 48

11.11.

Presión y Temperatura de Diseño ........................................................................ 49

11.12.

Velocidad del Viento ............................................................................................. 50

11.13.

Programas para Apoyo al Diseño ......................................................................... 50

11.14.

Información de los Vendedores ............................................................................ 51

11.15.

Instalaciones Cercanas y Diferencia en las Cotas de Nivel .................................. 53

12.

DEFINICIONES BÁSICAS DEL DISEÑO POR RADIACIÓN Y DISPERSIÓN ..... 55

12.1.

Propiedades de la Corriente de Gas ..................................................................... 56

12.2.

Diámetro de la Punta de Salida ............................................................................ 56

12.3.

Velocidad de Punta de Salida ............................................................................... 57

13.

DISEÑO POR RADIACIÓN .................................................................................. 57



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13.1.

Modelos de Cálculo .............................................................................................. 57

13.2.

Efecto de las Condiciones Meteorológicas en el Diseño ...................................... 58

13.3.

Fracción de Calor Transmitido .............................................................................. 59

13.4. Fracción de Calor Radiado ................................................................................... 60

13.5.

Radiación Total de Diseño .................................................................................... 63

13.6.

Máxima Radiación Permitida ................................................................................ 63

13.6.1.

Efectos de la Radiación en las Personas ............................................................. 64

13.6.2.

Efectos de la Radiación en los Equipos ................................................................ 68

13.7.

Radiación Aportada por el Mechurrio en el Punto de Interés ............................... 75

13.8.

Flujo de Calor Generado por la Llama .................................................................. 75

13.9.

Distancia Radial por Radiación ............................................................................. 75

13.10.

Relación de Distorsión de la Llama ...................................................................... 75

13.11.

Esquema de Mechurrios ....................................................................................... 76

13.12.

Ubicación del Centro de la Llama Según el Modelo de Aproximación Simple ...... 76

13.13.

Ubicación del Centro de la Llama Según el Modelo de Brzustowski-Sommer ..... 79

13.14.

Altura Total del Mechurrio o Mínimo Radio de Seguridad .................................... 82

13.15. Consideraciones para el Plano de Planta ............................................................. 82

14.

DISEÑO POR DISPERSIÓN ................................................................................ 83

14.1.

Modelos de Cálculo .............................................................................................. 83

14.2.

Modelos Gauseanos ............................................................................................. 84

14.3.

Estabilidad Térmica .............................................................................................. 84

14.4.

Efecto de las Condiciones Meteorológicas Sobre la Forma de la Pluma .............. 87

14.5.

Velocidad del Viento a la Altura del Venteo .......................................................... 89

14.6. Parámetro de Estabilidad ..................................................................................... 90

14.7.

Parámetro de Flujo por Flotabilidad y por Momento ............................................. 90

14.8.

Modelo de la EPA (SCREEN 3) ............................................................................ 90

14.9.

Modelo de PDVSA ................................................................................................ 99

14.10.

Concentraciones Ambientales Permisibles en Lugares de Trabajo .................... 104

14.11.

Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica .............................. 104

15.

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO ..................................................................... 105

15.1. Diseño por Radiación ......................................................................................... 105

15.2.

Evaluación por Radiación ................................................................................... 106

15.3.

Diseño y Evaluación por Dispersión ................................................................... 107 16.

LIMITACIONES DE LOS MODELOS ................................................................. 108

17.

HOJAS DE DATOS ............................................................................................ 108

17.1.

Hoja de Datos para Mechurrios .......................................................................... 110

17.2.

Hoja de Datos para Venteos ............................................................................... 137

17.3.

Elaboración de las Hojas de Datos ..................................................................... 158

18.

RECOMENDACIONES PARA LAS PROPUESTAS TÉCNICAS ........................ 158

19.

EVALUACIÓN DE LOS EQUIPOS EXISTENTES .............................................. 159

19.1.1.

Información Requerida ....................................................................................... 159



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19.1.2.

Desarrollo de la Evaluación ................................................................................ 160

19.1.3.

Consideraciones ................................................................................................. 160

20.

INFORMACIÓN SOBRE LA GARANTÍA DE DESEMPEÑO .............................. 162

21.

REFERENCIAS .................................................................................................. 164

ANEXO 1 – INFORMACIÓN ADICIONAL SOBRE MECHURRIOS PARASERVICIO DE HIDRÓGENO ............................................................................. 167

ANEXO 2 – CONSTANTES EN LAS ECUACIONES PARA DISEÑO PORRADIACIÓN Y DISPERSIÓN ............................................................................. 168

ANEXO 3 – INFORMACIÓN ADICIONAL SOBRE LA FRACCIÓN DE CALORRADIADO ........................................................................................................... 179

ANEXO 4 – MAPA DE RADIACIÓN SOLAR EN ARGENTINA .......................... 183 ANEXO 5 – MAPA DE RADIACIÓN SOLAR EN COLOMBIA ............................ 185

ANEXO 6 – FIGURAS BASADAS EN LAS FÓRMULAS DE TURNER .............. 187

ANEXO 7 – FORMATO DE HOJA DE DATOS PARA UN SISTEMA DEMECHURRIOS ................................................................................................... 190

ANEXO 8 – FORMATO DE HOJA DE DATOS PARA UN VENTEO .................. 191

ANEXO 9 – COMPARACIÓN DE LOS MODELOS DEL API STD 521 CONMODELOS DE LLAMA SÓLIDA PARA CÁLCULOS DE RADIACIÓN ............... 192



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LISTA DE S MBOLOS

Símbolo Definición Unidad

C L Límite inferior de inflamabilidad %vol. en

aire

LC Factor de inflamabilidad [ - ]

C P Calor específico a presión constante J/(kg·K)

d Diámetro interno de la punta de salida del equipo final dealivio o venteo

m

dR Perturbación del viento m

D Distancia radial desde el centro de la llama hasta el puntode radiación total de diseño

m

f Parámetro de Coriolis (= 9,374·10 – a 40º de latitud) s –

F Fracción de calor radiado [ - ]

F b Parámetro de flujo por flotabilidad m4/s3

F i Factor de importancia [ - ]

F m Parámetro de flujo por momento m /s

Flujo Flujo volumétrico actual de la corriente de gas m /s

g Aceleración de gravedad (= 9,8) m/s2

H Altura del equipo final de alivio o venteo m

H e Altura efectiva de la pluma m

H REF Altura de referencia m

I Radiación total de diseño en el punto de interés aportadapor el equipo final de alivio o venteo

W/m2

I 0 Radiación solar W/m2

k Relación de calores específicos [ - ]

K Máxima radiación permitida (según las normativas locales) W/m

L Longitud de la llama m

LHV Calor neto (o bajo) de combustión de la mezcla J/kg

Mach Número de Mach [ - ]

MW CONT Peso molecular del contaminante g/gmol

MW G

Peso molecular de la corriente de gas g/gmol



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LISTA DE S MBOLOS


MW ∞ Peso molecular del aire g/gmol

P Presión absoluta Pa

P psuedo Pseudo fracción de sólido en el gas [ - ]

Q Flujo de calor generado W

r DIS Relación de distorsión de la llama [ - ]

R Distancia desde el centro del equipo final de alivio o venteohasta el punto de radiación total m

R0 Constante universal de los gases ideales (= 8,3145) J/(mol·K)

S Parámetro de estabilidad s –

t Tiempo de observación min

T G

Temperatura de la corriente de gas K

T ∞ Temperatura ambiental K

T 0 Temperatura de la superficie K

U Velocidad del viento m/s

U REF Velocidad del viento a H REF m/s

U 10 Velocidad del viento a 10 m de altura m/s

U Velocidad de fricción m/s

V Velocidad de la corriente de gas m/s

V SON Velocidad del sónica m/s

W Flujo másico de la corriente de gas kg/h

W CONT Flujo másico del contaminante kg/h

X Distancia horizontal m

X b Mínima distancia horizontal antes de la elevación final del

eje central de la pluma, dominada por flotabilidadm

X c Distancia horizontal desde la punta de salida hasta el

centro de la llama según el modelo de Brzustowski &Sommer

m

X CL Distancia horizontal desde la punta de salida hasta el

centro de la llamam



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LISTA DE S MBOLOS


X f Distancia para la elevación final de la pluma m

X fb Distancia para la elevación final de la pluma dominada por

flotabilidadm

X fm Distancia para la elevación final de la pluma dominada por

momentom

X int ; X int,1;

X int,2

Valores del eje X usados para la interpolación lineal de la

Figura 30 y la Figura 31

[ - ]

X m Mínima distancia horizontal antes de la elevación final del

eje central de la pluma, dominada por flotabilidadm

Y Fracción molar [ - ]

Y int ; Y int,1;Y int,2

Valores del eje Y usados para la interpolación lineal de laFigura 30 y la Figura 31

[ - ]

Y c Distancia vertical desde la punta de salida hasta el centro

de la llama según el modelo de Brzustowski & Sommerm

Y CL Distancia vertical desde la punta de salida hasta el centro

de la llama

m

Z Coeficiente de compresibilidad de la mezcla [ - ]

Z i Altura del mezclado m

Z r Altura del receptor m

LISTADO DE S MBOLOS GRIEGOS


β j Coeficiente de arrastre por efecto del chorro de la corriente

de gas[ - ]

∂ T / ∂ Z Variación de la temperatura atmosférica con la altura K/m

∆ H Variación del eje central de la pluma m

∆ H b Elevación del eje central de la pluma dominada porflotabilidad

m

∆ H f Elevación final del eje central de la pluma m

∆ H m Elevación del eje central de la pluma dominada pormomento

m



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LISTADO DE S MBOLOS GRIEGOS


∆ H p Elevación del eje central de la pluma dependiente de ladistancia

m

∆ H pb Elevación del eje central de la pluma dependiente de ladistancia dominada por flotabilidad

m

∆ H pm Elevación del eje central de la pluma dependiente de ladistancia dominada por momento

m

∆T Diferencia de temperaturas K

∆T c Diferencia crítica de temperaturas K

φ Humedad atmosférica [ - ]

Y σ Parámetro de dispersión horizontal m

Yeσ Parámetro de dispersión horizontal efectiva m

Z σ Parámetro de dispersión vertical m

Zeσ Parámetro de dispersión vertical efectiva m

∑ L

X ∆ Relación de la distorsión aproximada de la llama debida alviento lateral en la dirección horizontal

[ - ]

∑ L

Y ∆

Relación de la distorsión aproximada de la llama debida alviento lateral en la dirección vertical

[ - ]

τ Fracción de calor transmitido [ - ]

χ Concentración de contaminante o hidrocarburo en laatmósfera (metros cúbicos de aire)

µg/m3

χ ppm Concentración molar de contaminante o hidrocarburo en la

atmósferappm

χ ppm, t Concentración molar de contaminante o hidrocarburo en laatmósfera para el tiempo t diferente al tiempo de promediode observación

ppm

χ t Concentración molar de contaminante o hidrocarburo en la

atmósfera en un tiempo distinto al de referenciappm

LISTADO DE SUBÍNDICES

i Propiedad del componente i



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1. INTRODUCCIÓN

La Disciplina de Procesos tiene como responsabilidad el diseño o evaluaciónde los equipos finales de alivio y venteo de las instalaciones durante lasdiferentes fases de un Proyecto o en una Propuesta. Estos equipos son parteintegral del sistema de alivio de presión.

El personal de la Disciplina de Procesos, involucrado en el dimensionamiento ola evaluación de los equipos finales de alivio y venteo, requiere estarfamiliarizado con los criterios usados en inelectra.

El INEDON “Guía de Diseño para los Sistemas de Alivio de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-041, es complemento de este INEDON para el diseño de lossistemas de alivio de presión.

2. OBJETIVOS

Los objetivos principales de este INEDON son suministrar la informaciónnecesaria sobre el tema:

• Las definiciones aplicadas a los equipos finales de alivio y venteo.

• Los criterios de diseño de Procesos.

• Las consideraciones para el diseño de los mechurrios, antorchas, teas oquemadores de desfogue y venteos.

• Los modelos de cálculo para radiación y dispersión, véase la Figura 1.

• Los procedimientos de cálculo para radiación y dispersión.

3. USO DE LOS CRITERIOS Y LA NORMATIVA

I. Los criterios especificados por el Cliente tienen prioridad sobre losindicados en este INEDON. Si las especificaciones del Cliente carecen dealgún criterio, el Líder de Procesos en el Proyecto solicita la aprobacióndel Cliente para usar los criterios mostrados aquí.

II. El usuario de este INEDON tiene la obligación de utilizar la revisión másactualizada de la normativa (normas, códigos, estándares,especificaciones, Leyes, etc.) nacional e internacional usada en elProyecto; así como, solicitar al Cliente o ente gubernamental

http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-041.pdf








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correspondiente, la normativa local usada en el país donde se construyela instalación.

Figura 1. Modelos descritos en este INEDON para cálculos de radiación ydispersión.

4. INEDON RELACIONADOS

Procedimientos e instrucciones de trabajo relacionados con este INEDON:

Ingeniería (HM010)

903-P3000-A20-ADM-917 Procedimiento para la Identificación, Registro y Aplicación de Lecciones Aprendidas

903-HM010-A90-GUD-009 Instructivo para la Elaboración de Propuestas deIngeniería

903-HM010-A90-TEC-003 Equivalencia de Términos entre Centros deEjecución

Gestión de la Calidad (HM060)

903-HM060-G09-ADM-901 Elaboración y Actualización de INEDONES

Procesos (HM120)

903-HM120-P09-GUD-013 Bases y Criterios de Diseño

Modelosde cálculo

Radiación

Dispersión

Aproximación Simple (API STD 521)

Brzustowski & Sommer (API STD 521)

SCREEN 3 (EPA)

PDVSA

http://ineweb/inedon/HM010/903-P3000-A20-ADM-917.pdf


http://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-GUD-009.pdf


http://ineweb/inedon/HM010/903-HM010-A90-TEC-003.pdf


http://ineweb/inedon/HM060/903-HM060-G09-ADM-901.pdf











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903-HM120-P09-GUD-023 Guía para la Elaboración de los DiagramasBásicos de Procesos

903-HM120-P09-GUD-025 Guía para la Elaboración de los Diagramas deTuberías e Instrumentación

903-HM120-P09-GUD-041 Guía de Diseño para los Sistemas de Alivio dePresión

903-HM120-P09-GUD-049 Guía para los Cálculos de “Gas Blow-By ”

903-HM120-P09-GUD-050 Guía sobre Flujo Crítico para FluidosCompresibles

903-HM120-P09-GUD-051 Guía sobre Datos de Procesos para Clasificaciónde Áreas

903-HM120-P09-GUD-052 Guía para la Elaboración de la Memoria de Cálculo

903-HM120-P09-REF-053 Manual del Usuario – Programa de Radiación yDispersión

903-HM120-P09-GUD-054 Guía para la Selección de los Materiales deConstrucción

Los Procedimientos y las Instrucciones de Trabajo están relacionados de

manera directa: el INEDON es citado en este documento, o indirecta: elINEDON contiene información adicional para el usuario; pero no escitado en este documento.

5. ACRÓNIMOS Y SIGLAS

Español Inglés

API American Petroleum Institute

(API) RP Recommended Practice

(API) STD Standard

BME Balance de Materia y Energía Material and Heat Balance

COVENIN Comisión Venezolana deNormas Industriales

DBP Diagrama Básico de Procesos

DTI Diagrama de Tuberías(Cañerías) e Instrumentación

PID: Piping and InstrumentationDiagram)















http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-REF-053.pdf















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Español Inglés

EPA U. S. Environmental Protection Agency

EUA Estados Unidos de América

FFG Generador de Frente de Llama Flame Front Generator

HdD Hoja de Datos Data Sheet

INEDON inelectra DocumentoNormalizado

IPC Ingeniería, Procura yConstrucción

EPC: Engineering, Procurement& Construction

LEL Límite Inferior de Explosividad Lower Explosive Limit

LHV Calor Neto de Combustión Low Heating Value

N/A No Aplica No Applicable

NAP Niveles de Aprobación (de unProyecto)

PDVSA Petróleos de Venezuela, S. A.

SPL Nivel de la Presión de Ruido Sound Pressure LevelUEL Límite Superior de Explosividad Upper Explosive Limit

6. MEMORIA DE CÁLCULO

La memoria de cálculo para el dimensionamiento de los equipos finales dealivio y venteo es elaborada según el INEDON “Guía para la Elaboración de laMemoria de Cálculo”, N° 903-HM120-P09-GUD-052.

7. LECCIONES APRENDIDAS

Las Lecciones Aprendidas están disponibles a través de la página de intranetde Ingeniería. El sistema de Lecciones Aprendidas puede contener informaciónadicional para el tema de este INEDON.

El INEDON “Procedimiento para la Identificación, Registro y Aplicaciónde Lecciones Aprendidas”, N° 903-P3000-A20-ADM-917, indica losiguiente “cuando no se encuentre evidencia del uso del Sistema deLecciones Aprendidas, se levantará una No Conformidad” durante unarevisión técnica.




http://ineweb/portal_ing/portales/unidad_operaciones/division_ingenieria/










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8. DEFINICIONES GENERALES

Bases de Diseño (Basis of Design)

Documento elaborado conjuntamente entre el Cliente e inelectra. Eldocumento establece la información básica del lugar del Proyecto, premisas ycriterios de diseño especiales o particulares, requerimientos de operación,constructibilidad y mantenimiento, normativa para el Proyecto, y toda lainformación adicional en la cual se fundamenta la ejecución del Proyecto.

Dependiendo del alcance del Proyecto y del documento, los usuarios puedenser solo Procesos, varias o todas las Disciplinas. Consulte los INEDON “Basesde Diseño”, N° 903-P3100-P09-ADM-901, y “Bases y Criterios de Diseño”, N°903-HM120-P09-GUD-013.

Calor Total de Combustión o Poder Calorífico Total (Higher [Gross]Heating Value, HHV)

Es el calor total obtenido de la combustión de un carburante a 15,56 °C (60 °F).El valor incluye el calor latente de vaporización del agua formada por lacombustión del hidrógeno en el carburante. El HHV puede ser expresado enkJ/kg (BTU/lb) o en kJ/m3 (BTU/ft3), las unidades de volumen de gas son acondiciones estándar.

Calor Neto de Combustión o Poder Calorífico Neto (Lower [Net] HeatingValue, LHV)

Es el calor neto obtenido del calor total de combustión menos el calor latente devaporización del agua formada por la combustión del hidrógeno en elcarburante. El LHV puede ser expresado en kJ/kg (BTU/lb) o en kJ/m3 (BTU/ft3), las unidades de volumen de gas son a condiciones estándar.

Clasificación de Presión-Temperatura (Pressure-Temperature Rating )

Las clasificaciones de presión-temperatura son las máximas presionesmanométricas permitidas de operación para el material y la designación de laclase para un rango de temperaturas definidas [4]. Las clasificaciones máscomunes son 150, 300, 600, 900, 1500, 2500.

http://ineweb/inedon/HM120/903-P3100-P09-ADM-901.pdf









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Combustión Inversa (Flashback )

Fenómeno que ocurre en una mezcla inflamable de aire y gas combustible,cuando la velocidad local de la mezcla es menor que la velocidad decombustión de la llama, esto origina que la llama se mueva en la dirección de lamezcla, es decir en dirección opuesta al flujo.

Condiciones Reales, Actuales ( Actual Conditions)

Presión y temperatura del fluido a las condiciones de operación (@ P y T ). Eltérmino es usado para las variables volumétricas como el flujo y la densidad. Ladesignación “A” es de uso común en la industria. Ejemplos: ACF (Aft3), piecúbico real (actual); Am3, metro cúbico real (actual).

Condiciones Base (Base Conditions)

Valores de presión y temperatura (Cuadro 1) para la especificación del volumende gas y líquido.

En la Ingeniería de Procesos existen dos bases principales:

A) Las condiciones estándar, usadas principalmente en los EUA y los paísescon influencia estadounidense en sus unidades de medición o en sunormativa. La designación “S” es de uso común; pero algunos países oClientes usan la “E” como traducción. Ejemplos: SCF (Sft3) o PCE, piecúbico estándar.

B) Las condiciones normales, usadas principalmente en Europa y los paísescon influencia europea en sus unidades de medición o en su normativa.Ejemplo: Nm3, metro cúbico normal.

Las condiciones base están definidas en las Bases de Diseño delProyecto.

Cuadro 1. Condiciones base.

BasePresión absoluta Temperatura

[bar] [psi] [°C] [°F]

Estándar 1 atmósferaestándar

1,01325 14,695915,56 60,00

Normal 0,00 32,00



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Designaciones para el Espesor de Pared y No. de Cédula (Schedule, SCH )

A) Acero al carbono (carbon steel : CS), ASME B36.10M [5]:

Las designaciones para el espesor de pared STD (estándar), XS (extrafuerte) y XXS (doble extra fuerte) han sido comercializadas por años [5]. Los números de cédula fueron añadidos luego.

El No. de cédula 40 y STD son idénticos hasta un NPS de 10, inclusive. ElNo. de cédula y XS son iguales hasta un NPS de 8, inclusive. Tambiénexisten otros espesores de pared que ASME B36.19 adoptó del API 5L

[2].

B) Acero inoxidable (stainless steel : SS), ASME B36.19M [6]:

Las designaciones son 5S, 10S, 40S y 80S.

Diagrama Básico de Procesos (Basic Process Diagram)

Término que incluye los Diagramas de Flujo de Procesos, los Diagramas deFlujo de Servicio y los Diagramas de los Materiales de Construcción. Consulteel INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas Básicos de Procesos”,

N° 903-HM120-P09-GUD-023. Diagrama de Tuberías (Cañerías) e Instrumentación, DiagramasMecánicos de Flujo (Piping and Instrumentation Diagram, MechanicalFlow Diagram)

Diagrama que describe la secuencia del proceso, su automatización y control,indicando todos los equipos, las líneas, la instrumentación, las lógicas decontrol y accesorios que los conforman. Consulte el INEDON “Guía para laElaboración de los Diagramas de Tuberías e Instrumentación”, N° 903-HM120-P09-GUD-025.

Estaca (Stack )

Sección del equipo final de alivio y venteo (Figura 2), generalmente de formacircular que sirve para elevar y soportar la punta.













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Figura 2. Secciones principales equipo final de alivio y venteo.

Humedad Relativa (Relative Humidity )

Relación entre la presión parcial del vapor de agua en el aire y la presión desaturación del agua a una temperatura definida.

Algunos modelos para cálculo de radiación consideran la humedad relativapara disminuir la radiación solar para largas distancias. Adicionalmente, lahumedad relativa puede afectar el desempeño de la quema sin humo.

Mechurrio, Tea, Antorcha o Quemador de Desfogue (Flare)

Equipo para la disposición segura de los gases de desecho por medio de unacombustión. En un mechurrio elevado, la combustión tiene lugar en la punta(tip) de una línea o estaca. Un mechurrio de piso o de suelo es similar, pero lacombustión ocurre a un nivel cercano al suelo. Una fosa de quemado es usadapara quema de líquidos.

La palabra “mechurrio” (Venezuela) es usada en los INEDON deProcesos, para designar a la “antorcha” (Argentina), la “tea” (Colombia) oel “quemador de desfogue” (México).

Quema Interna (Burnback )

Quema interna de la punta del equipo final de alivio y venteo. Puede ser elresultado de la succión de aire hacia dentro de la punta debido a un flujo bajode gas de purga o gas de alivio.

Punta (tip), Quemador (burner )

Estaca (Stack )



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Piloto (Pilot )

Pequeño quemador de uso continuo que provee energía de ignición paraencender los gases venteados.

Presión de Ruido (Sound Pressure)

Desviación de la presión local de la presión ambiental originada por una ondade ruido. La unidad típica de medición es decibel (dB).

Producto

Planos, diagramas y documentos técnicos (especificaciones, requisiciones,cálculos, informes, entre otros), órdenes de compra y formatos, elaborados y/oimplementados por cada Grupo de Trabajo en un Proyecto específico.

Punta, Quemador (Tip, Burner )

Sección del equipo final de alivio y venteo (Figura 2), ubicado en su extremo ydonde se realiza la mezcla de aire y combustible para mantener unacombustión estable.

Sistema de Alivio (Relevo) de Presión (Pressure-Relieving System)

Instalación de un dispositivo de alivio de presión, líneas y medios paratransporte y disposición de los fluidos de alivio en fase gaseosa, líquida oambas. Un sistema de alivio de presión puede consistir en una sola válvula dealivio o disco de ruptura, con la línea de salida, en un recipiente o línea. Unsistema más complejo puede contar con varios dispositivos de alivioconectados a un sistema de recolección y los equipos finales de disposición:KO Drum, mechurrio o venteo (Figura 3).



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Figura 3. Componentes del sistema de alivio de presión.

Tambor Separador de Líquidos de Alivio (Relevo) (Knockout Drum)

Recipiente para la separación de los fluidos de alivio: gas y líquido. El gaspuede ser enviado a un mechurrio o a un venteo para la disposición final. Loslíquidos pueden ser enviados a fosas de quema, tanques para

almacenamiento, retornados al proceso, etc. (Figura 3). Para fines de esteINEDON, se designa KO Drum al separador de alivio.

Termocupla, Termopar (Thermocouple)

Dispositivo para medición de la temperatura, usado para detectar el calorproducido por la llama de un mechurrio o del piloto.

Vendedor (Vendor )

Compañía o persona que vende y garantiza el correcto funcionamiento del

equipo final de alivio y venteo. Un vendedor puede ser un fabricante o alguienque suministra los ítems de varios fabricantes.

Venteo (Vent )

Terminación final, elevada y vertical de un sistema de disposición de gases a laatmósfera, sin combustión o conversión del fluido de alivio.

Válvula de alivio de presión

Línea de salida

Colector (cabezal) principal

Línea de entrada

Equipo o sistemapara protección

KO Drum

Línea de salida del KO Drum

Equipo final de alivio y venteo



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Venteo Frío (Cold Vent )

Gases de venteo con una temperatura por debajo de la mínima temperatura delaire.

9. FLUJOGRAMA BÁSICO DE DIMENSIONAMIENTO Y ESPECIFICACIÓN

La Figura 4 es el flujograma básico de cualquier dimensionamiento yespecificación, realizado por la Disciplina de Procesos para los equipos einstrumentos. La adaptación para este INEDON es la siguiente:

Conocimiento del alcance del Proyecto:

Saber qué se requiere de la Disciplina de Procesos en un Proyecto estáestablecido en el alcance. La información necesaria puede estar en lostérminos de referencia de la Propuesta original para el Proyecto, en laminuta o acta de la reunión de arranque (kickoff meeting ), en los cambiosde alcance, etc.

El alcance varía con el Cliente, la etapa del Proyecto (Ing. Conceptual,Básica, de Detalle, Proyecto IPC, etc.), si la instalación es nueva o serealiza una adecuación para una instalación existente.

El conocimiento del alcance del Proyecto es un requerimiento para elpersonal de la Disciplina de Procesos, el cual incluye al Líder de laDisciplina, los Ingenieros y Especialistas de Procesos.

Obtención de la documentación necesaria:

• Bases de Diseño del Proyecto: el documento se puedecomplementar con información de este INEDON y específica delProyecto.

• Normativa usada para el Proyecto: las normas, los códigos,estándares, las especificaciones, leyes, etc. varían en los Proyectosy se requiere obtener la versión más actualizada. Es posible que eldocumento Bases de Diseño solo nombre la normativa; pero esfunción de la Disciplina de Procesos, la obtención de la informacióndetallada.

• BME: ayuda a conocer las características de los fluidos del proceso.

• DBP: complementa a los dos documentos anteriores.

1a

1b



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• DTI: el documento representativo de la Disciplina de Procesos, es elque también muestra más información sobre el equipo del alivio yventeo. Debido a que el mechurrio o el venteo es subcontratado a unvendedor, Procesos, elabora un DTI donde se muestra el límite delvendedor y se hace referencia al DTI elaborado por el vendedor.Consulte el INEDON “Guía para la Elaboración de los Diagramas deTuberías e Instrumentación”, N° 903-HM120-P09-GUD-025.

• Hoja de Datos o Especificación del Equipo: contiene informacióndetallada sobre del equipo (dimensiones, condiciones de diseño,

etc.). Según la etapa y alcance del Proyecto, se pueden obtener delfabricante, de la Disciplina de Ingeniería Mecánica o de Procesos.

• Planos de Ubicación de los Equipos ( plot plans): saber dónde está elequipo final de alivio y venteo y los otros equipos, límites conterceros, oficinas, etc. es importante para los análisis de radiación ydispersión. La Disciplina de Diseño Mecánico es responsable de laemisión de estos planos.

• Simulación del Proceso: si bien, en muchos Proyectos esto no es undocumento, es considerado de suma importancia para determinar

las propiedades del fluido a las condiciones en el equipo final dealivio y venteo.

• Análisis del Sistema de Alivio de Presión: la información sobre flujo(o los flujos) para el dimensionamiento del equipo final de alivio yventeo proviene de ese análisis. Consulte INEDON “Guía de Diseñopara los Sistemas de Alivio de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-041, para más información.

• Hojas de Datos del Vendedor (en la emisión “como construido” o“conforme a obra”): esta información es indispensable para la

evaluación de instalaciones existentes. Las hojas de datos delfabricante son la fuente más confiable para conocer la especificacióndel equipo final de alivio y venteo.

En el caso de la evaluación de una instalación existente, cualquierdocumento o información relevante para el análisis es solicitada alCliente, comenzado en la Propuesta técnica y durante la ejecucióndel Proyecto. En algunos Proyectos, es alcance de inelectra ellevantamiento (relevamiento) de la información existente.













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La falta de información origina que la Disciplina de Procesos tengaque realizar consideraciones y suposiciones, estas son incluidas enla Memoria de Cálculo. Adicionalmente, se añadenrecomendaciones para obtener información más confiable ydisminuir la incertidumbre.

Conocimiento de las bases, premisas y los criterios:

El documento de Bases de Diseño del Proyecto contiene de maneraresumida la información para el dimensionamiento o la especificación delos equipos e instrumentos; pero en algunas ocasiones, la Disciplina deProcesos establece premisas en base a la información de otros Productospropios u de las otras Disciplinas. Por ejemplo, el valor de la fracción decalor radiado en los cálculos de radiación, Sección 13.4.

Dimensionamiento y especificación del equipo final de alivio y venteo:

En el caso de los equipos finales de alivio y venteo, la Disciplina deProcesos realiza un dimensionamiento preliminar en función de loscriterios mencionados en este INEDON; pero el vendedor del equipovalida las dimensiones de Procesos o las mejora basado en su mejorconocimiento del desempeño del equipo.

Elaboración de la Memoria de Cálculo:

El dimensionamiento del equipo final de alivio y venteo es soportado por laMemoria de Cálculo, véase la Sección 6.

Elaboración de la HdD o Suministro de datos a otra Disciplina:

La elaboración de la HdD consiste en especificar la información requeridapor otras Disciplinas y luego por el vendedor para el dimensionamientodefinitivo del equipo de alivio y venteo, y la especificación de los

componentes asociados el equipo. Véase la Sección 17.

Adicionalmente, se suministra información para el plano de planta, biensea con los radios de seguridad (Sección 13.15) o evaluando con otrasDisciplinas la ubicación del equipo final de alivio y venteo o de los otrosequipos en la instalación.

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3a

3b

4a



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Actualización de otros Productos:

Los otros Productos son actualizados con los resultados deldimensionamiento del equipo final de alivio y venteo. Por ejemplo, la alturatotal en el DBP y DTI.

Figura 4. Flujograma básico de dimensionamiento y especificaciones deProcesos.

10. EQUIPOS FINALES DE ALIVIO Y VENTEO

10.1. Mechurrios (Teas, Antorchas, Quemadores de Desfogue)

Los mechurrios pueden ser clasificados como [10]:

• Mechurrios de tubo: Líneas horizontales o verticales con sistema deignición de pilotos externo.

• Mechurrios sin humo: Quemadores verticales, simples o múltiples,diseñados para garantizar una mezcla apropiada de oxígeno (aire) con losvapores de alivio para una combustión completa. El medio usado paragenerar la mezcla del aire con el gas puede ser vapor de agua, gascombustible a alta presión, rocío de agua, inyección de aire por medio deun soplador, o un diseño que origine alta velocidad por medio de la acciónde un vórtice.

Conocimiento del alcancedel Proyecto

Conocimiento de las bases,premisas y los criterios

1a

2

Obtención de ladocumentación necesaria

1b

Dimensionamiento y/o especificacióndel equipo o instrumento

3a

Elaboración de la Hoja de Datos o

Suministro de datos a otra Disciplina

4a Actualización de

otros Productos

4b

Elaboración de laMemoria de Cálculo

3b

4b



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• Mechurrios endotérmicos: Incineradores elevados para corrientes de bajopoder calorífico (menos de 115 BTU/SCF).

10.2. Venteos

Los venteos son tubos elevados que liberan corrientes de gases y vapores queno necesitan ser quemadas. La distribución de las concentraciones en elespacio cercano a los venteos es el principal estudio que se necesita con estedispositivo, la cual depende de las condiciones del proceso, de la corriente degas, de las condiciones ambientales y de las regulaciones legales, de maneraque el gas liberado se disperse efectivamente en la atmósfera y no representepeligro alguno.

Para conseguir una dispersión satisfactoria de los productos gaseosos dedesecho en la atmósfera, se requiere la evaluación de los siguientes factoreslocales:

• Las especificaciones sobre concentraciones máximas permisibles decontaminantes y altura mínima del venteo previstas en la normativa.

• Las condiciones meteorológicas históricas.• La topografía en la localidad del venteo.

10.3. Diseño

El diseño de un mechurrio o de un venteo está definido en base a:

A) La radiación originada por la llama del mechurrio. En el caso de unventeo, el gas emanado puede encenderse debido a descargas eléctricas,electricidad estática o cuando la temperatura de venteo excede latemperatura de autoignición del gas.

El diseño por radiación está basado en la máxima radiación permisible, lacual puede ser en la base del mechurrio o una distancia definida porlimitaciones de espacio.

B) Dispersión de contaminantes presentes en el gas como H2S, SO2, etc. Enel caso de un mechurrio se evalúa la posibilidad de que la llama seapague.



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El diseño por dispersión se basa en la máxima concentración de uncontaminante para un período de tiempo de observación segúnregulaciones locales o del Cliente.

La radiación y dispersión son evaluadas para un mechurrio o un venteo,con el fin de definir cuál parámetro domina el diseño del equipo. En elcaso del mechurrio, se evalúa la dispersión en caso que la llama seapague; para un venteo, se evalúa la radiación en caso que seenciendan los gases.

11. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO

11.1. Quema (Operación) Sin Humo

La quema sin humo es un requerimiento para la operación de un mechurrio(Figura 5). Con el fin de promover una buena distribución del aire en la llama,se emplean diferentes medios de asistencia (fluidos de servicio) para generaruna turbulencia y mejorar la mezcla de combustión aire/gas.

La especificación de una quema sin humo aplica sólo para la quema continuadel mechurrio; en el caso de una quema de emergencia, tal especificación noes requerida. La medición del humo generado es realizada por las cartas deRingelmann; la quema de un mechurrio se considera sin humo, si no es másoscura que la carta No. 1 de Ringelmann (Figura 7).

Consulte las Bases de Diseño del Proyecto o las regulaciones localespara establecer el requerimiento de quema sin humo. Existe laposibilidad que se requiera un flujo mayor al de operación normal.

La tendencia a generar humo es una función del poder calorífico del gas y de laestructura de enlace de los hidrocarburos [3]. Los hidrocarburos parafínicostienen la tendencia más baja a generar humo, mientras que las olefinas,diolefinas e hidrocarburos aromáticos tienen una tendencia mayor.



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Figura 5. Quema sin humo.

Figura 6. Quema con humo durante condiciones de emergencia.



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Figura 7. Cartas de Ringelmann.

A continuación, se indican valores típicos de medios de asistencia, paragarantizar una mezcla eficiente gas/aire [10]:

A) Vapor de agua:

El vapor de agua puede ser inyectado a través de boquillas con una líneaubicada en el centro de la llama o ubicado en la periferia de la punta delmechurrio.

9 mm 1 mm 7 mm 2,3 mmCarta No. 0

0 % de negroCarta No. 1

20 % de negroCarta No. 2

40 % de negro

6,3 mm 3,7 mm 4,5 mm 5,5 mm

Carta No. 360 % de negro





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El Cuadro 2 muestra valores sugeridos de inyección de vapor de aguapara varios hidrocarburos y generar una quema sin humo.

Cuadro 2. Valores sugeridos de inyección de vapor de agua (resumen) [1].

Gas quemadoVapor requerido

kg (lb) de vapor por kg (lb) de hidrocarburo gaseoso

Parafinas

Etano de 0,10 a 0,15

Propano de 0,25 a 0,30Butano de 0,30 a 0,35

Pentano+ de 0,40 a 0,45

Olefinas

Etileno de 0,40 a 0,50

Propileno de 0,50 a 0,60

Buteno de 0,60 a 0,70

Diolefinas

Propadieno de 0,70 a 0,80

Butadieno de 0,90 a 1,00

Pentadieno de 1,10 a 1,20

Aromáticos

Benzeno de 0,80 a 0,90

Tolueno de 0,85 a 0,95

Xileno de 0,90 a 1,00

Otra manera de predecir el flujo requerido de vapor de agua, basado en elpeso molecular de un hidrocarburo, es por medio de la siguienteecuación:

−⋅=

G

HC vapor MW

W W 810

680 ,

, (1)

La primera opción es el Cuadro 2, si este no tiene el compuestoquemado, se recomienda usar la ecuación de arriba.



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B) Agua:

El sistema de inyección de agua es por medio de aspersores ubicados enuna línea en la periferia de la punta del mechurrio. Este sistema es pococomún.

Para mechurrios con rocío de agua, el valor típico es de 1 kg (lb) a 5 kg(lb) de agua por kilogramo (libra) de hidrocarburo. El diseño de la puntadel mechurrio se realiza para bajas velocidades. Estos flujos sonaltamente dependientes del método de inyección de agua y del grado deatomización de la corriente de agua. El viento también tiene un efectosignificativo en este tipo de mechurrios y puede reducir enormemente sueficiencia.

C) Aire:

La inyección de aire por medio de un soplador (centrífugo, de vena axial,o con aspas ajustables [3]), es una alternativa frecuente cuando no sedispone de vapor de agua. Usualmente, el aire a una presión de 0,5 kPa a1,5 kPa (2 in H2O a 6 in H2O) fluye a través de un tubo coaxial al tubo degas; en la punta del mechurrio se mezclan los dos fluidos.

El flujo de aire inyectado por un soplador puede ser de 3 kg (lb) a 7 kg (lb)de aire por kilogramo (libra) de hidrocarburo. La velocidad usadacomúnmente para el diseño de la punta es menor de Mach 0,5.

El uso de algún servicio (vapor, aire, agua) para asistir a una quema sin humo,depende de la disponibilidad y de un balance de costos operativos y deinstalación. Ejemplo: el suministro de aire por medio de un soplador puede serpreferido cuando no existen líneas de vapor ni de agua en las inmediacionesdel mechurrio.

Los mechurrios de alta presión no requieren aire ni vapor para generar unaquema sin humo [1].

11.2. Gas de Purga

El gas de purga (o de barrido) es gas combustible o un gas inerte nocondensable que es añadido para mitigar el ingreso de aire al sistema de alivioy la quema de la punta del equipo (burnback ) [3]. El riesgo del aire está en quecontiene oxígeno y puede originar una mezcla explosiva.

La entrada de aire a la estaca puede originarse por:



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A) Difusión del aire dentro de la estaca.

B) Acción del viento horizontal para bajos flujos de gas en la estaca, lo cualpuede causar una presión diferencial en la punta de la estaca.

C) Gas de alivio con una densidad menor que el aire.

D) Condensación y disminución de volumen del fluido en el sistema de alivio,lo cual puede originar un vacío y efecto de succión.

E) Durante las paradas de planta, en las cuales existen varias conexionesabiertas y el sistema de purga está fuera de operación.

A continuación, se describe como estimar el flujo de gas de purga para evitar lainfiltración de aire en la punta [1]:

A) El gas de purga es más ligero que el aire seco, es decir el gas tiene unpeso molecular menor de 28,96 kg/kg-mol.

B) El oxigeno es limitado a 6 % para una distancia de 7,62 m (25 ft) dentro dela estaca o del sistema de alivio.

Consulte el API STD 521 [1] para otras consideraciones.

Unidades métricas y condiciones normales:

⋅⋅⋅= ∑

n

i

iiTIP P K C DV 6504632531 ,,

, (2)

Unidades USC y condiciones estándar:

⋅⋅⋅= ∑

n

iiiTIP P K C DV

650463

35280030

,,

,

(3)

Donde,

V P es el flujo de gas de purga en Nm3/h (SCFH);

Conversiones (para un gas con el mismo peso molecular):• 1 Nm3/h ≈ 37,34 SCFH.



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• 1 Nm3/h ≈ 1,055 Sm3/h.

DTIP es el diámetro interno de la punta del equipo en m (in);

C i es la fracción volumétrica del componente i en porcentaje;

K i es la constante del componente i. Véase el Cuadro 3.

Cuadro 3. Valores de K [1].

Componente Ka

Observaciones

Hidrógeno +5,783Helio +5,078

Metano +2,328

Nitrógeno+1,067 Sin viento.

+1,707Con una velocidad delviento ca. 7 m/s (15 mph).

Etano −1,067

Propano −2,651

CO2 −2,651 C4+ −6,586 a Los valores de K mayor de cero corresponden a

componentes con un peso molecular menor que el aire yviceversa.

Ejemplo de cálculo:

• Composición del gas de purga:

Componente Contenido volumétrico[%] K

Metano 95 +2,328

Etano 3 −1,067

Propano 1 −2,651

C4+ 1 −6,586

• DTIP = 0,4 m (16 in).



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• ∑ ⋅n

i

ii K C 650, =

950,65 · 2,328 + 30,65 · (−1,067) + 10,65 · (−2,651) + 10,65 · (−6,586) = 33,51

• Unidades métricas y condiciones normales:

5133402531 463,,,

, ⋅⋅= P V

V P

= 43,97 Nm /h

• Unidades USC y condiciones estándar:

51331635280030 463,,

, ⋅⋅= P V

V P = 1733,8 SCFH

Los flujos calculados por las ecuaciones anteriores pueden ser mayores para:

• El arranque inicial del equipo.

• Las condiciones transitorias que generen vacío, por ejemplo elenfriamiento debido a cambios en la temperatura ambiental.

• Prevenir la quema interna de la punta, en este caso es convenienteconsultar con el vendedor cuál es la vida útil de la punta para un flujo bajode gas de purga. Si la vida útil es muy baja, se puede aumentar el flujo degas de purga y evitar la quema interna.

Consideraciones:

• El flujo definitivo del gas purga es suministrado por el vendedor en función deltipo de sello y uso de aire o vapor para una quema sin humo.

• Use el valor calculado para dimensionar la línea de suministro de gascombustible y el estimado del consumo.

Adicionalmente al flujo de gas calculado anteriormente, puede existir elrequerimiento de gas para evitar la formación de vacío en el sistema de alivio depresión debido al enfriamiento del gas de alivio. Consulte el INEDON “Guía de



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Diseño para los Sistemas de Alivio de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-041,para más información.

11.3. Sellos para la Conservación del Gas de Purga

Los sellos de gas son empleados, en conjunto con el gas de purga, para evitarel ingreso de oxígeno a través del equipo. La Figura 8 muestra los principalestipos de sellos, los cuales el lleno de líquido y los sellos mecánicos

Figura 8. Tipos de sellos para equipos finales de alivio y venteos.

El efecto de la pérdida de presión del sello, en la presión de operación de labase del mechurrio, es considerada en la Sección 11.9.

Los sellos mecánicos no proveen protección contra un retorno de llama

sin la ayuda del gas de purga. Esa clase de sellos son diseñados comodispositivos de conservación de energía para reducir el flujo de gas depurga, el cual es requerido para evitar el retorno de llama y reducir lainfiltración de aire hacia el equipo. El sello de líquido puede prevenir elingreso de aire al sistema de alivio de presión, pero si está ubicado, enla base del equipo, no puede prevenir el ingreso de aire en la estaca sinla ayuda de gas de purga.

Sello de Líquido Sellos Mecánicos

Sello de velocidad,fluídico o venturi

Sello molecular, dedifusión o de flotabilidad






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11.3.1. Sello de Líquido

Este tipo de sello direcciona el flujo del gas de alivio a través de un líquido(generalmente agua) antes de llegar a la punta del equipo (Figura 8). Susprincipales características son:

• Provee una protección positiva contra el retorno de la llama; por tal motivoesta clase de sellos es recomendada para gases como acetileno, óxido deetileno e hidrógeno.

• El diseño de los internos es muy importante, debido a que el gas tiene queburbujear de tal manera que el líquido detenga el retorno de la llama.

• Requiere de conexiones para reposición del fluido de sello, visores y/otransmisores de nivel y de drenaje.

• Permite mantener una presión positiva en el sistema de alivio. En el casode una fuga, el gas sale hacia la atmósfera en vez de entrar hacia elsistema de alivio.

• La pérdida mínima de presión es la correspondiente a la diferencia depresión requerida para vencer la columna de líquido; tal diferencia depresión también determina la mínima contrapresión en el sistema dealivio. La altura típica de líquido es de 0,61 m (2 ft), pero se confirma conel vendedor.

• Es provisto con una línea tipo sifón para el drenaje de la cámara de líquidoen caso de rebose (Figura 9).

• Puede ser instalado en lejos de la estaca, en su base o en la secciónsuperior cerca de la punta.

• El uso de agua como fluido de sello eso solo permitido cuando no existe elriesgo de congelamiento debido a la temperatura del gas. Por ejemplo, enuna instalación criogénica, se recomienda el uso de una mezclaagua/glicol.



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11.3.2. Sellos Mecánicos

Los tipos de sellos mecánicos son:

A) Sello molecular, de difusión o de flotabilidad (buoyancy seal 1).

El gas de purga cambia dos veces de dirección en 180º (Figura 8), lo cualcrea el sello por medio de la diferencia de densidad entre el gas de purga(o el flujo de alivio) y el aire. Sus principales características son:

• Disminuye el flujo requerido de gas de purga.

• Está ubicado directamente debajo de la punta del mechurrio.

• La mayoría son verticales, pero también hay disponibles en posiciónhorizontal.

• Tiene generalmente un diámetro mayor que la línea del mechurriocon el fin de minimizar las pérdidas de presión debido al paso delflujo gas.

• Por medio del volumen de gases contenido entre el sello, el sellomolecular es capaz de proveer protección por algún período detiempo aun cuando se interrumpa el flujo de gas de purga. El tiempoque el sello permanece efectivo depende de la velocidad del viento yel flujo de difusión entre el gas y el aire.

• Son provistos de un drenaje, debido a la acumulación de agua delluvia.

• La pérdida de presión depende del diseño y es suministrada por el

vendedor.B) Sello de velocidad, fluídico o venturi:

Es una obstrucción cónica con uno o varios deflectores, los cuales fuerzanal aire contra las paredes internas de la punta y es enviado hacia fueracuando choca con el chorro de gas de purga (Figura 8). Sus principalescaracterísticas son:

1 En inglés no es conveniente usar el término “molecular seal ”, porque este es un nombreregistrado de John Zink Company, LLC.



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• Es más pequeño que el sello molecular para el mismo tipo deservicio, y es fabricado como parte integral de la punta delmechurrio.

• El flujo de gas de purga es mayor para un sello de velocidad quepara uno molecular; pero son más económicos y no requieren laconexión de drenaje.

• La pérdida de presión depende del diseño y es suministrada por el

vendedor.

Figura 9. Línea tipo sifón para un sello de líquido.

El uso de cómo mínimo el sello de velocidad es recomendado si noexiste especificación del Cliente.

11.4. Tipos de Mechurrio

Los diferentes tipos de mechurrios pueden ser clasificados en función de sualtura y el modo de operación (Figura 10).

h = 1,75 × presión máx.de operación en m (ft)

Nivel delíquido

Hacia el sistemade drenaje

Venteo pararomper el vacío



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Figura 10. Tipos de mechurrios descritos en este INEDON.

A) Mechurrios elevados:

El mechurrio elevado (Figura 14) es el más utilizado; su altura es definidapor medio de los requerimientos de radiación y dispersión. Como reglageneral, la elevación mínima es de 15 m (50 ft). Sin embargo, la presenciade estructuras cercanas (edificios, casas, instalaciones eléctricas, etc.)puede originar tenga que ser mayor.

B) Mechurrio de quema en tierra:

Los mechurrios de quema en tierra pueden ser usados cuando existenrequerimientos especiales de radiación, ruido y luminosidad. Lasprincipales ventajas:

• No se requiere de estructuras de soporte.

• Son de fácil mantenimiento.

TIPOS DEMECHURRIOS

Altura y modo deoperación

Presión deoperación

Estructura desoporte

Elevados

Quema en tierra

Plataformas mar adentro

Quema en fosa

Baja presión

Alta presión(sónico)

Auto-soportados

Con tensores

Estructura tipocabria



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• Generan bajos costos de operación.

• Su construcción es relativamente sencilla y requiere pocas partes.

• La combustión es más controlada.

Existen dos tipos de mechurrio de quema en tierra:

a) La llama está completamente encerrada dentro de un casco deacero inoxidable forrado con material refractario, de modo que no

hay signos visibles de ignición (Figura 11).

Figura 11. Mechurrio encerrado de quema en tierra [3].

b) El quemador se encuentra a un nivel muy cercano el suelo; en estecaso no se requiere vapor para controlar el humo, sino que seaprovecha la presión (de 0,3 barg a 1 barg [4,4 psig a 14,5 psig]) delgas que está quemando y provee una operación totalmentefumífuga. Usualmente se usan varios pequeños quemadores (Figura12). Este tipo de sistema no requiere forro interno de materialrefractario, dado que las boquillas de quemado salen de cabezalesde líneas cerca del suelo; así la llama tiene un perfil bajo.

Recubrimientorefractario

Paredexterior

Protección

contra elvientoQuemadoresde gas

Pilotos degas



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Figura 12. Quemadores a nivel del suelo [3].

C) Mechurrios para plataformas mar adentro:

Hay varios tipos de sistemas de quema usados en plataformas ubicadasmar adentro:

a) Una chimenea montada verticalmente sobre la plataforma, con untanque separador en la base para evitar el paso de líquidos, y conla altura total del mechurrio basada en las consideraciones deradiación.

b) Un mechurrio montado sobre una viga a un ángulo fuera de laplataforma, de modo que si hay cualquier cantidad de líquido, elmismo no caiga sobre la plataforma; la longitud de la viga ymechurrio está determinada por los cálculos de radiación.

c) Un mechurrio montado sobre un soporte separado de laplataforma. La longitud final del cabezal y la boquilla del mechurriopuede ser vertical o esquinada. El cabezal puede estar soportadopor encima del agua sobre un soporte en puente o puede ser uncabezal sumergido. Un problema con el sistema de cabezalsumergido es que puede haber acumulación de condensado. Estecondensado debe sacarse del cabezal para evitar restricciones alflujo de gas hacia el mechurrio. Otro problema relacionado con elsistema de cabezal sumergido es que las líneas de ignicióntambién están sumergidas y sujetas a condensación; por lo tanto,la ignición de los pilotos no es confiable.

Quemadores



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Los sistemas de mechurrios de plataformas comúnmente tienenseparados los cabezales de alta y baja presión, y las boquillas. Lasboquillas se pueden colocar tan juntas una de otra, como sea físicamenteposible, para obtener vida máxima de servicio. Una ventaja más de estoes que las dos boquillas pueden compartir un piloto común.

Otro equipo común de quema en una plataforma, es un mechurrio paraprueba de pozo. Como su nombre lo sugiere, este mechurrio se usanormalmente para disponer del petróleo crudo durante las pruebas depozo; sin embargo, también puede usarse para quemar condensados dehidrocarburos. Este mechurrio para prueba de pozo generalmente usa aireo gas para atomizar el líquido, a fin de mejorar la combustión y un múltiplepara rociar agua de mar a fin de formar un escudo contra la radiación.

D) Mechurrio para quema en fosa:

Las quemas en fosa son generalmente sistemas de quema baratos,situados a una distancia segura de las instalaciones de la planta, dondelos hidrocarburos líquidos y/o gases pueden ser desechados conseguridad. Estos sistemas son ampliamente usados para la prueba depozos.

Figura 13. Mechurrio horizontal para quema en fosa [3].

Generalmente no hay preocupación por prevención contra el humo. Laboquilla comúnmente usada es la boquilla tipo no fumífuga o de servicio.El mechurrio ayudado por aire a baja presión es el segundo enpopularidad, aún cuando es fumífugo. Sin embargo, no está diseñadopara manejar líquidos.



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La fosa puede estar rodeada de un muro de tierra, paredes o cilindros conmaterial refractario.

Las fosas de quemado no son usadas para quema de gases ácidos nitóxicos.

Otra clasificación de los mechurrios es en base a la presión de operación del:

A) Sistema de alivio, consulte el INEDON “Guía de Diseño para los Sistemasde Alivio de Presión”, N° 903-HM120-P09-GUD-041.

B) Mechurrio; bajo esta definición existen los siguientes subtipos:

a) Mechurrios de baja presión, diseñados para Mach menor a 0,8.

b) Mechurrios de alta presión o sónicos, diseñados para Mach entre 0,8y 1. El uso de este tipo de mechurrios permite un menor diámetro delequipo y una mayor velocidad final (mejora la dispersión de gases noquemados); pero las desventajas pueden ser la alta contrapresión enlas válvulas de alivio y la falta de estabilidad de la llama cuando seusan fluidos para la quema sin humo (esto último es consultado conel vendedor).

11.5. Estructuras para Mechurrios/Venteos Elevados

El tipo de mechurrio o de venteo más comúnmente empleado es el elevado; enestos caso la punta se encuentra montada en un tubo o estaca. La alturalograda reduce la cantidad de radiación a nivel del suelo o mejora el perfil dedispersión de un contaminante en la atmósfera. Los tres tipos más comunes deestructuras son:

A) Auto-soportados. Los equipos auto-soportados son normalmente los másdeseados. Sin embargo, pueden resultar costosas si se requiere muchomaterial (diámetro de la línea) para garantizar integridad estructural; laslimitaciones (económicas vs. otras alternativas) son para alturas de 60 m(200 ft) a 90 m (300 ft).

B) Soportados con tensores (guayas o vientos). Estas estructuras son lasmenos costosas, pero necesitan mayor área debido al radio requeridopara la instalación de los tensores. El valor típico para el radio deinstalación es 1,5 veces la altura total del mechurrio o venteo. La alturausual oscila entre 183 m (600 ft) y 244 m (800 ft).







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C) Soportados con estructuras del tipo cabria (derrick ). Usadas sólo cuandoequipos de mucha altura no pueden ser auto-soportados o no existesuficiente espacio para la instalación de los tensores. Algunas estructurastipo cabria permiten bajar el equipo y/o la punta a nivel de suelo paramantenimiento por medio de un sistema de grúas. En lugares donde noexiste espacio disponible, también se pueden usar varios mechurriosmontados en una misma estructura tipo cabria.

Figura 14. Tipos comunes para estructuras de mechurrios o venteoselevados [1].

Estructuraauto-soportada

Estructurasoportada con

tensores

Estructura tipocabria



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11.6. Otros Sistemas para Mechurrios

A) Mechurrio de Hidrógeno:

Se considera como criterio para clasificar un mechurrio de hidrogenocuando la composición del gas de quema contiene hidrógeno y otroscompuestos sin aporte calorífico (inertes).

Para estos equipos los criterios de diseño cambian, ya que dependiendode la concentración de hidrógeno que se maneje, cambia la velocidad delgas de quema y por ende, los diámetros de las boquillas. Para mayorinformación acerca de los criterios de mechurrios de hidrogeno, véase el

Anexo 1.

Para los casos en que el gas de quema comprenda una altacantidad de hidrogeno en presencia de hidrocarburos, serecomienda verificar los criterios de velocidad para mechurrios dehidrógenos y asegurar la confiabilidad de los cálculos.

B) Mechurrio Sónico:

Estos equipos mantienen una velocidad de los gases de quema a Mach = 1. Las principales ventajas son: un mayor tiempo de vida sin tenerque realizar mantenimiento; la llama de estos equipos tiende a ser másvertical que los demás, por lo que la radiación emitida es menor. Enconsecuencia de la estabilidad y verticalidad de la llama, estos equipospueden ser instalados a alturas más bajas o en zonas donde el área estálimitada. Los mechurrios sónicos son instalados, por lo general, enplataformas de costa afuera.

Para alcanzar la velocidad del sonido se suministra una gran cantidad deaire, algunos vendedores usan inyectores instalados a la salida de lasboquillas para administrar el aire. Debido a la gran cantidad de aireinyectado, se garantiza una combustión completa, por lo que la llama estálibre de humo. Por otro lado, estos equipos por lo general disponen dedispositivos de acústica para disminuir el ruido emitido a causa de lacombustión y de la alta velocidad; estudios realizados demuestran que losniveles de ruido y de radiación en estos tipos de mechurrios, pueden serdisminuidos en un alto porcentaje al inyectarle agua al gas de quema.



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Figura 15. Comparación del tamaño de la llama de mechurrios. Adaptadode [13].

11.7. Sistema de Ignición

El diseño del sistema de ignición es del alcance del vendedor delmechurrio, por consiguiente es éste quien especifica todos losinstrumentos asociados al panel para garantizar la ignición de los pilotos.

A) Sistema de ignición con frente de llama (Figura 16):

El sistema de ignición más comúnmente usado es el denominado“generador de frente de llama” (flame front generator, FFG), el cual esmuy confiable. En un panel de ignición se mezclan el aire y el gas, lamezcla se enciende por una chispa para generar una bola de fuego ofrente de llama que viaja a través de la tuberia de ignición hasta el piloto.Como el panel de ignición se utiliza sólo para encender los pilotos, lademanda de servicios es pequeña.

0 50 100 150 200 250

Distancia

0

50

100

150

200

D i s t a

n c i a

Predicción segúnAPI RP 521

Modelo de mechurrioconvencional simulado porJohn Zink

Mechurrio sónico (JZ®)



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Figura 16. Esquema típico del FFG, con los pilotos acoplados a la punta del mechurrio y loslímites del alcance el vendedor.

Este sistema de ignición requiere 1 barg (15 psig) de aire comprimido (concalidad de aire para instrumentos) y 1 barg (15 psig) de gas combustible,para ser provistos en un panel de ignición.

La principal desventaja del generador de frente de llama es la formaciónde húmedad en las líneas hacia el piloto. La húmedad puede ocasionarcorrosión y acumulación de agua, la cual si no es drenada antes de usarel equipo de ignición, puede apagar el frente de llama [3].

Panel de ignición



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B) Ubicación del panel:

La ubicación del panel de ignición es flexible, ya que varios proveedoreshan demostrado la capacidad de encender el piloto con un sistema deignición situado a más de 1 km de distancia; sin embargo, para distanciasmayores de 610 m (2000 ft), el vendedor del equipo es consultado.

No se recomienda situar el panel de ignición en la base de la chimenea,debido a niveles más altos de radiación y al peligro de arrastre delíquidos.

La norma de PDVSA “Sistemas de Mechurrios” [21] indica que loscontroles de los pilotos y el encendedor están situados a una distancia delmechurrio, donde la intensidad máxima de radición no excede 3,2 kW/m2 (1000 BTU/h·ft2); este valor puede ser usado como referencia, aunque enalgunos casos puede dar como resultado una distancia muy lejana delmechurrio para los casos de alivio de emergencia. El valor de máximaradiación para la instalación del panel de ignición, está basado en laprevisión de que el personal de operaciones pueda efectuar algún trabajoen el panel mientras el mechurrio se encuentre encendido; la limitación noes debida a la temperatura que puedan soportar los instrumentos o piezasdel panel. Una ubicación más cercana al mechurrio, y por consiguiente,con mayor radiación se evalúa como buen criterio de operabilidad ymantenimiento del panel. Si la opción de 3,2 kW/m2 (1000 BTU/h·ft2) esmuy lejana, se aconseja evaluar la ubicación en las inmediaciones del KODrum. La ubicación final es aprobada por el Cliente, quien es informadosobre el valor de radiación máxima resultante en tal ubicación.

C) Cantidad de pilotos:

La cantidad de pilotos, por lo general es una función de la velocidad delviento y del diámetro de la punta del mechurrio. Para una punta dediámetro hasta 400 mm (16 in), se provee al menos dos pilotos; para

diámetros mayores que 400 mm (16 in) se proveen tres pilotos ubicados a120° uno del otro.

D) Líneas de ignición:

El diamétro de las líneas de ignición puede ser de hasta un mínimo de1 pulgada; pero el diámetro definitivo está basado en las especificacionesde la Disciplina de Diseño Mecánico (usualmente 2”). El material puedeser acero al carbono. Las líneas no tienen bosillos y la pendiente es endirección hacia el paquete de ignición [3] con un drenaje lo más cercano



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posible al panel para la remoción del posible condensado. El FFG puedeestar conectado a un múltiple de líneas con válvulas, individuales paracada piloto. La variante de una línea de frente de llama, para encendertodos los pilotos simultaneamente, puede tener la desventaja de que elpulso del frente de llama falle para el encendido de todos los pilotos [3]. Sin embargo, esta variante es más económica; pero tiene que seraprobada por el Cliente.

El diseño mecánico (isométricos) de las líneas de ignición tieneque ser aprobado por el vendedor del mechurrio, si el diseño no esde su alcance.

E) Calidad del gas combustible:

La calidad del gas combustible para los pilotos es tal que, los puntos derocío de agua y de hidrocarburo no generan un riesgo de formación deagua libre o condensados (de hidrocarburo) bajo ningún modo deoperación. La composición del gas es constante; si ésta varía se podríaafectar la estabilidad de la llama.

F) Termocuplas:

Las termocuplas (o termopares) pueden ser montadas sobre los pilotos ypueden estar conectadas a interruptores de temperatura montados sobreel panel de ignición, a fin de proveer el control del piloto y una alarma encaso de pérdida de la llama del piloto. Este sistema puede ser expandidopara proveer ignición automática y encender el piloto que se hayaapagado.

G) Orificios de flujo:

Orificios de flujo existen en la línea de aire y gas del sistema de ignición yen el mezclador del piloto. Generalmente, hay un juego estándar de

orificios para usar con el gas natural y un juego estándar de orificios parael propano, de modo que es importante especificar el gas que se usa parael gas del piloto y para el gas de ignición.

H) Consumo de servicios:

El consumo de servicios para el panel de ignición es típicamente42,5 Sm3/h (1500 SCFH) de aire comprimido y 4,25 Sm3/h (150 SCFH) degas natural; o el equivalente en poder calorifico de algún otro gascombustible tal como 1,84 Sm3/h (65 SCFH) de propano. Este consumo



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de servicios se requiere sólo durante la ignición de los pilotos y no es unademanda contínua. Es muy importante que el suministro de gascombustible a los pilotos y encendedores sea limpio y confiable.

El consumo de servicios para un diseño de piloto es 10 Sm3/h (350 SCFH)de gas natural por piloto, a 1 barg (15 psig). Debido al interés porconservar energía en los últimos años, el consumo de servicios ha caido a5,67 Sm3/h (200 SCFH) de gas natural por piloto estándar y 2,55 Sm 3/h(90 SCFH) de propano, y tan bajo como 2,84 Sm3/h (100 SCFH) de gasnatural por piloto especial. El consumo de servicios de gas del piloto esuna demanda continua.

I) Otros sistemas de ignición:

a) En el mercado hay sistemas de ignición que usan cristalespiezoeléctricos para generar el voltaje o sistemas energizados porbatería, para cubrir casos de fallas eléctricas.

b) Los sistemas de ignición por aspiración de aire existen para casosdonde el aire comprimido no es conveniente y el uso de uncompresor de aire portátil, soplador o botellas de aire comprimido noes deseable. Este tipo de sistema es un desarrollo reciente, y haycriterios de diseño especial y limitaciones a considerar.

11.8. Ruido

En la Hoja de Datos se solicita al vendedor del mechurrio o venteo los nivelesde ruido en la base del equipo. Adicionalmente, el nivel de ruido generado porun mechurrio o un venteo puede ser calculado según las ecuaciones mostradasen la API STD 521 [1].

Los límites de nivel de ruido no son presentados ni en la API STD 521 ni en lanorma de PDVSA “Sistemas de Mechurrios” [21]. El Ing. de Procesos tiene que

conocer si existen especificaciones del Cliente sobre el límite de nivel de ruido.

Si es requerido establecer un límite para el nivel de ruido, el Ing. de Procesospuede usar los siguientes valores en función de la condición de flujo:

A) Condiciones de emergencia:

El nivel de ruido en la base del equipo no excede 115 dB (A). Si el equipoestá soportado con una estructura de cabria (derrick ), y tal estructura tieneuna plataforma, el límite de ruido aplica para la plataforma.



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B) Condiciones de operación normal (incluye arranque y parada):

El nivel de ruido en el área restringida (o estéril) no excede 85 dB (A) parael máximo flujo continuo.

11.9. Presión de Operación en la Entrada del Mechurrio

La presión de operación en la entrada del mechurrio (la brida de conexión) seestablece de la siguiente manera:

A) Mechurrio de baja presión:

La presión en la base es 0,34 barg (5 psig).

B) Mechurrio de alta presión (sónico):

La presión en la base depende del diseño total del sistema de alivio depresión; esto incluye el diámetro de las líneas y las contrapresiones de lasválvulas de alivio, lo cual afecta el tipo de válvula a seleccionar(convencional, balanceada o piloto). El rango permitido es de 1,38 barg(20 psig) a 3,45 barg (50 psig).

C) Sello:

Los valores de presión en la base incluyen 0,14 bar (2 psi) de presióndiferencial para todos los tipos de sello. El valor exacto es suministradopor el vendedor.

11.10. Estimación de la Pérdida de Presión

Los valores de presión de operación mostrados en la Sección 11.9 permitenestablecer las pérdidas de presión:

A) Mechurrio de baja presión: Δ P = 0,48 bar (7 psi) 0,34 bar (5 psi) +0,14 bar (2 psi) del sello

B) Mechurrio de alta presión (sónico): ΔP = de 1,52 bar (22 psi) a 3,59 bar(52 psi) de 1,38 bar (20 psi) a 3,45 bar (50 psi) + 0,14 bar (2 psi) delsello.

Si es requerido conocer el diámetro aproximado de la estaca, se pueden usarlos valores anteriores para realizar un cálculo de pérdida presión, el cual



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consiste en seleccionar un diámetro nominal que origine esa pérdida de presión(o un valor similar) con la altura total determinada por radiación o dispersión.

11.11. Presión y Temperatura de Diseño

Los criterios para establecer la presión y temperatura de diseño están basadosen el INEDON “Bases y Criterios de Diseño”, N° 903-HM120-P09-GUD-013 yson los mismos aplicados a los recipientes a presión:

Cuadro 4. Temperatura de diseño de mechurrios y venteos.

Temperatura de operación delfluido Temperatura de Diseño

Desde Hasta (diferenciales de temperatura)

Ambiente 315 °C (600 °F) Máxima temperatura de operaciónmás 30 °C (50 °F)

> 315 °C (600 °F) Máxima temperatura de operaciónmás 30 °C (50 °F)

Mínima temp. Máxima temp.

−20 °C (0 °F) Ambiente −10 °C (20 °F) 85 °C (150 °F)

−35 °C (−30 °F) −20 °C (0 °F) −30 °C (50 °F) 85 °C (150 °F)

−75 °C (−100 °F) −35 °C (−30 °F) −65 °C (120 °F) 85 °C (150 °F)

< −75 °C (−100 °F) −85 °C (150 °F) 85 °C (150 °F)

Nota: los valores de temperatura en grados Celsius están redondeados a múltiplos de 5 °C.

Cuadro 5. Presión de diseño de mechurrios y venteos.

Presión máxima de operaciónPresión de Diseño

Desde Hasta

Vacío 0 barg (0 psig)Externa: 1,03 barg (15 psig)Interna: 3,45 barg (50 psig)

0 barg (0 psig) 1,75 barg (25 psig) 3,45 barg (50 psig)

1,76 (26 psig) 17,24 barg (250 psig)Máxima presión de operación

+ 1,75 barg (25 psig)







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11.12. Velocidad del Viento

El efecto de la velocidad del viento en los cálculos de radiación y dispersión esdetallado a lo largo de este INEDON; pero el personal de la Disciplina deProcesos tiene que considerar que las Bases de Diseño del Proyecto puedentener el valor para diseño estructural, el cual es muy alto para los cálculos deradiación y dispersión. Ejemplo:

• Velocidad promedio: 5 m/s (16 ft/s). Este es el valor usado para loscálculos de radiación y dispersión.

• Velocidad máxima: 36 m/s ≈ 130 km/h (118 ft/s ≈ 81 mph). Aun cuandoexista un valor máximo, no es recomendable su uso para los cálculos porlas razones siguientes: 1) el valor es muy conservador; y 2) la probabilidades muy baja.

• Ráfagas de viento (wind gust ): 145 km/h (90 mph). Este valor no es usadopara los cálculos de radiación y dispersión.

Si el Cliente solo suministra el valor para diseño estructural, se recomienda

solicitar información sobre el valor promedio. En caso contrario, se añade unanota en la HdD para indicar que se usa la misma velocidad de diseñoestructural y para los cálculos de radiación y dispersión por falta de informaciónsobre la velocidad promedio.

11.13. Programas para Apoyo al Diseño

Procesos tiene el programa de “Radiación y Dispersión” para el diseño demechurrios y venteos por medio de cálculos de radiación y dispersión descritosen este INEDON. El INEDON “Manual del Usuario – Programa de Radiación yDispersión”, N° 903-HM120-P09-REF-053, contiene información adicional sobreel uso del programa.

También se dispone de una licencia comercial del programa SuperChems™ dela ioMosaic Corporation. Este programa permite el diseño y la evaluación deválvulas de alivio, líneas de alivio, mechurrios, análisis de emisiones de vapordebido a derrames de líquido, impacto de explosiones, etc.

El uso SuperChems™ en los Proyectos se considera:

• Indispensable en las Ingenierías de Detalle; Ingeniería, Procura yConstrucción (IPC), y la evaluación de facilidades existentes.







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• Recomendado para las Ingenierías Básicas y Conceptuales.

El uso y costo de SuperChems™ (u otro programa especial desimulación) son incluidos en las Propuestas técnicas y económicas. Siesto no fuese realizado, el uso durante un Proyecto es aprobado por elCliente y, si es requerido, se solicita un cambio de alcance.

La sección de Programas de la intranet de Procesos contiene más informaciónsobre SuperChems™.

11.14. Información de los Vendedores

Los vendedores de los mechurrios poseen modelos propios para calcular losniveles de radiación de sus equipos. Si bien estos modelos suelen estarbasados en los modelos del API 521, presentan mejoras basadas en susexperiencias principalmente en la manera de determinar la forma de la llama, elcálculo de la fracción de calor radiado ( F ), el uso de aire o vapor paragarantizar una quema sin humo, la geometría de la punta entre otros. Por estarazón, en muchos casos, los resultados del programa “Radiación y Dispersión”o de SuperChems™ son diferentes a los suministrados por los vendedores.

En el caso del programa “Radiación y Dispersión”, este usa los métodosdescritos en el API STD 521 [1], los cuales consideran el centro de la llamacomo un punto; pero los modelos de los vendedores y de SuperChems™dividen la llama en varios segmentos, por esta razón son conocidos comométodos multipuntos o de llama sólida. La Figura 17 muestra un ejemplo decomparación para el perfil de radiación según el API STD 521 [1] ySuperChems™:

• La forma de la llama es considerada como un punto para determinar losperfiles de radiación en el API STD 521, los cuales son circulares.SuperChems™ tiene una forma más precisa y ajusta los perfiles a losniveles de radiación de la llama.

• Las distancias para los perfiles de radiación son mayores con el API STD 521 que con SuperChems™.

http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Programas/Programas_principal.htm






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La Figura 15 muestra un ejemplo de comparación de la forma de la llama entreel API STD 521 [1] y un vendedor, cuya llama es más vertical y por tal motivo laradiación está más alejada del suelo.

Figura 17. Comparación del API STD 521 [1] vs SuperChems™ para el cálculode los perfiles de radiación.

La tendencia mostrada en esta figura con respecto a los perfiles deradiación es un ejemplo, mas no debe considerarse como una tendenciageneral. En muchos casos las distancias para los perfiles de radiaciónson mayores con el API STD 521 [1] que con SuperChems™, sinembargo esto puede variar según las condiciones de alivio. Véase

Anexo 9 para más detalles.

El Líder de Procesos en una Propuesta o Proyecto puede solicitar apoyo de laUnidad de Procesos, si los resultados del vendedor son muy diferentes a losobtenidos con el programa “Radiación y Dispersión”; en este caso, Procesoscompara los resultados con SuperChems™. Véase también la Sección 17 parainformación sobre la Hoja de Datos.

60

30

0

E l e v a c i ó n [ m ]

−70 30 10 50 90

Distancia en la dirección del viento [m]

90

120

Perfiles de radiaciónde SuperChems™

Forma de la llamade SuperChems™

Centro de la llamasegún el API STD 521

Perfil para 3,15 kW/m(1000 BTU/(h·ft2))según el API STD 521

Perfil para 1,98 kW/m(630 BTU/(h·ft2))según el API STD 521

Diferencia de distancias

1,98 kW/m (630 BTU/(h·ft ))

3,15 kW/m(1000 BTU/(h·ft2))



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SuperChems™ no siempre logrará reproducir los resultados entregados por elvendedor, pero puede ayudar a determinar si los perfiles de radiación ofrecidospor este son o no conservadores, y a cuantificar los riesgos en cuanto a nivelesde intensidad de radiación que pueden alcanzarse en especial en el campocercano al mechurrio donde los resultados de SuperChems™ podrían ser másconservadores. Para más detalles véase el Anexo 9.

A pesar de que no sea una materia sencilla la obtención de los parámetros dediseño, la disciplina debe procurar obtener la mayor cantidad de informacióndesde el principio del Proyecto de parte del vendedor, el Cliente o socios paraasí poder revisar los cálculos de los niveles de radiación.

Considerando que esto no siempre es posible, la obtención de una garantía porescrito y firmada por parte del vendedor, ayuda a brindar confianza en cuanto atrabajo realizado por el vendedor y lo compromete con el diseño propuesto.

Los niveles de radiación suscritos por los vendedores desde la etapa dela oferta, deberán ser garantizados por escrito. El líder de procesosdebe de velar por el cumplimiento de este hecho. Se debe recordar queInelectra tiene la responsabilidad ante el Cliente cuando es ésta quiensubcontrata a un vendedor para suministrar el equipo

11.15. Instalaciones Cercanas y Diferencia en las Cotas de Nivel

El efecto de la radiación y la dispersión es considerado tanto al nivel del suelo,como a otras alturas, especialmente para las instalaciones cercanas. La Figura18 muestra como el perfil de radiación afecta a estructuras con una alturasignificativa por encima del nivel del suelo.

Las diferentes cotas del nivel de suelo en una instalación, puede ocasionar unresultado similar al anterior. Ejemplos:

a) En la cercanía del equipo final de alivio y venteo se encuentra otro equipo

a una cota de suelo más alta (Figura 19).b)

(1) Si el cálculo no considera la diferencia de altura, se reporta elradio de radiación referido al nivel del suelo donde está elmechurrio, lo que no es correcto.



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Figura 18. Instalaciones cercanas al equipo final de alivio y venteo.

Figura 19. Equipo en una cota mayor del nivel del suelo que el equipo final dealivio y venteo.

(2) Para conocer la proyección del radio de radiación a una cotamayor del suelo, es necesario “simular” que el mechurrio tiene10 m (33 ft) menos.

c) El otro caso es que el equipo esté en una cota menor de suelo que elmechurrio (Figura 20).

10 m (33 ft)−10 m (33 ft)

Perfil de radiación Perfil de radiación

1

2

Perfil de radiación al nivel del suelo

El perfil de radiación afectaal equipo y la plataforma



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(1) Si el cálculo no considera la diferencia de altura, se reporta elradio de radiación referido al nivel del suelo donde está elmechurrio, lo que no es correcto.

Figura 20. Equipo en una cota menor del nivel del suelo que el equipo final dealivio y venteo.

(2) De similar manera que en el caso anterior, para proyectar el radiode radiación, es necesario cambiar la altura del mechurrio; peroen vez de disminuirla, se aumenta 10 m (33 ft).

Los ejemplos donde se disminuye o aumenta la altura del equipo en unadistancia igual a la diferencia de altura entre las cotas, son solo validos sino cambian las condiciones meteorológicas (temperatura del aire,velocidad del viento, etc.) con la altura del equipo. Dichos ejemplostienen que ser usados en el programa “Radiación y Dispersión”, el cualno tiene la opción de solicitar los radios de radiación a una altura

diferente que la base del equipo final de alivio y venteo.

12. DEFINICIONES BÁSICAS DEL DISEÑO POR RADIACIÓN Y DISPERSIÓN

La siguiente sección muestra las definiciones básicas para el diseño demechurrios y venteos.

10 m (33 ft)

Perfil de radiación

1

Perfil de radiación

2

+10 m (33 ft)



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12.1. Propiedades de la Corriente de Gas

Las propiedades de mezcla de la corriente de gas se calculan con lassiguientes reglas de mezclado:

( )∑=

⋅=n

i

iiG MW Y MW 1

(4)

( )

G

n

i

iii

MW

MW LHV Y

LHV

∑=

⋅⋅

= 1 (5)

1

1 1

−

=

= ∑

n

i L

i L

C

Y C (6)

12.2. Diámetro de la Punta de Salida

El diámetro de la punta de salida del mechurrio o venteo es determinado por lavelocidad requerida en esa sección del equipo. La velocidad es usualmente

definida por medio del Número de Mach, comúnmente establecido entre valoresde 0,2 a 0,5, aunque según sea el caso puede alcanzar la unidad. En laevaluación de equipos existentes se permite un Número de Mach igual a 0,7. Escalculado a partir de la siguiente ecuación:

G

G

MW k

T Z

d P

W Mach

⋅

⋅⋅

⋅⋅⋅= −

2

210225,3 (7)

Después de ajustar la ecuación (7), se obtiene:

G

G

MW k

T Z

Mach P

W d

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅= −210225,3 (8)

En el caso de la punta de salida de un mechurrio o venteo, el usuario coloca lapresión barométrica promedio medida en sitio; este valor está disponible en lasBases de Diseño del Proyecto. En caso de no disponer de tal valor, se puedeusar la presión atmosférica estándar de 101325 Pa, valor por defecto en elprograma de Radiación y Dispersión.



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La versión más reciente del API STD 521 [1] omite la relación de caloresespecíficos k en el cálculo del número de Mach, bajo la premisa que elflujo es isotérmico (k = 1). El modelo de cálculo del API STD 521 estábasado en ecuaciones de pérdidas de presión que suponen el fluido encondiciones isotérmicas. Sin embargo, en esta misma referencia seexplica que el comportamiento del fluido en los sistemas de alivio puedeser bien adiabático o isotérmico, considerándose ligeramente másconservador suponer este último. En este INEDON, se considera que laaproximación más real es la de flujo adiabático, razón por la que serecomienda incluir la variable k en los cálculos.

12.3. Velocidad de Punta de Salida

La velocidad de la corriente de gas, en la salida de la punta, se calcula segúnuno de los siguientes procedimientos en base a los datos disponibles:

A) A partir del flujo másico y el diámetro interno de la punta de salida:

G

G

MW P

T Z W Flujo

⋅

⋅⋅⋅

⋅

⋅=

2733600

1013254,22 (9)

2

4

d

Flujo

V ⋅

⋅

= π (10)

B) A partir de la velocidad sónica para gases reales y el Mach:

G

GSON

MW

Z T k V

⋅⋅⋅= 1839,91 (11)

MachV V SON ⋅= (12)

13. DISEÑO POR RADIACIÓN

Esta sección describe los modelos de cálculo, las ecuaciones yconsideraciones usadas en el programa “Radiación y Dispersión” para el diseñoy evaluación por radiación de mechurrios o venteos encendidos.

13.1. Modelos de Cálculo

Los dos modelos, más empleados para el cálculo del fenómeno de radiación ypara el diseño de los mechurrios y venteos encendidos, son:





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• La presencia del viento afecta la forma de la llama, inclinándola, demanera que su centro se desplaza, acercándose al suelo y alejándose delcentro del equipo. Por ende, la velocidad del viento (U ) determina el gradode la inclinación de la llama y a su vez la radiación que se consigue en elpunto de interés. De esta manera, al aumentar la velocidad del viento laradiación producto del mechurrio es mayor, lo cual trae comoconsecuencia el aumento de la altura del equipo para contrarrestar esteefecto.

• El aumento de la altura del equipo puede ser atenuado por el aumento delradio de seguridad necesario para garantizar que el nivel de radiación enesta zona sea menor al nivel máximo de radiación permitido, y viceversa.

13.3. Fracción de Calor Transmitido

La fracción de calor transmitido (τ ) es definida como:

16/116/15,30100

79,0

⋅

⋅=

Dφ τ (13)

La ecuación anterior considera que la atmósfera, entre la llama de un mechurrioy el punto de interés, absorbe parte del calor radiado; tal absorción de calor esdebido a la humedad del aire (φ ).

La ecuación puede dar como resultado un valor de τ que numéricamentees superior a 1, esto no se considera válido dado que equivale a que lahumedad del aire añade calor de radiación, en vez de reducir laradiación; por tal motivo, el programa “Radiación y Dispersión” iguala a 1el resultado mayor a la unidad.

Si el criterio de diseño no considera la mitigación de radiación debido a lahumedad del aire, el usuario del programa “Radiación y Dispersión” puededejar la casilla de humedad relativa en blanco o colocar un valor igual a 0 %.

El valor de humedad relativa es suministrado en las Bases de Diseño delProyecto. Sin embargo, muchas veces se suministra un solo valor,generalmente la humedad relativa máxima (absorción máxima de la radiación);pero pueden existir valores mínimos y por ende la atmosfera absorbe menosradiación.



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Figura 21. Ejemplo del efecto de la humedad relativa (φ ) en la intensidad deradiación.

La Figura 21 muestra un ejemplo del efecto de la humedad relativa en laintensidad de radiación, con otras variables definidas. El cambio mássignificativo se puede observar en la sección de las curvas donde la intensidadde radiación es mayor.

13.4. Fracción de Calor Radiado

La fracción de calor radiado ( F ) es una característica general de la llama en laque se considera el efecto de las siguientes variables: composición, flujo yvelocidad del gas, tipo y temperatura de llama, estado de la mezcla aire-

combustible, formación carbón-humo y el diseño del quemador.

Consideraciones importantes:

A) Si el Proyecto tiene como normativa el API STD 521 [1], este dispone deun cuadro con valores de F en función de varios componentes y eldiámetro de la punta; las limitaciones del cuadro también son indicadas.

B) La Hoja de Datos del equipo final de alivio incluye el valor de F parainformación del Cliente y del vendedor.

Distancia al punto de interés [m]

I n t e n s i d a d d e R a d i a c i ó n [ W / m 2 ]

0 50

4000

0

2000

100 150 200

6000

8000

φ = 40 % τ = 0,82

φ = 90 % τ = 0,78



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C) Cuando se emplee SuperChemsTM para el diseño de los mechurrios (locual es lo más recomendable cuando el Cliente no tiene ningunaexigencia particular), el valor de F es determinado por el programa enbase a una correlación que toma en cuenta la composición del gas y lavelocidad de salida del gas entre otros factores. Se recomienda nocambiar la fracción de calor radiada estimada por el programa.

D) Debe solicitarse al vendedor de los equipos finales de alivio y venteo quedeclare el valor de F que está empleando para los cálculos de radiación.Sin este valor, es muy difícil para el ingeniero de Procesos proceder a la

verificación del diseño propuesto por el vendedor.Como se menciona en el ítem F más abajo, algunos vendedores seniegan a suministrar este valor, por la naturaleza propietaria de lascorrelaciones empleadas para este cálculo. En este caso, el Líder deProcesos debe explicar a la gerencia del Proyecto los riesgos de aceptarun equipo para el cuál no se podrá verificar adecuadamente el diseñopropuesto por el vendedor, quedando en instancias superiores al líder dedisciplina la aceptación de este equipo, teniendo como único sustento unagarantía firmada de los niveles de radiación a nivel de piso por parte delvendedor, y que debe ser aceptada por esta instancia.

E) Si el Cliente y/o Socio tiene experiencia en el diseño de sistemas de aliviosimilares al que se esté planteando para las nuevas instalaciones, el Líderde Procesos debe solicitar al Cliente y/o Socio que recomiende el valor de F para el diseño del nuevo mechurrio e incluirlo en la Hoja de Datos paraque sea empleado por el vendedor en el diseño.

Si el Cliente y/o Socio no suministra esta información durante la etapa dela oferta o durante las etapas tempranas del proyecto, antes de proceder ala colocación de la orden de compras, el Cliente y/o Socio debe verificar elvalor de F provisto por el vendedor y proceder a su aprobación u objeciónsegún corresponda. Si surge alguna objeción por parte del Cliente y/o

Socio, el vendedor deberá ajustar el valor de F según se solicite. Elvendedor debe garantizar por escrito los niveles de radiación que calculea partir de este F.

F) En el caso de evaluación de equipos existentes, el valor de F se obtienede la Hoja de Datos del equipo. Si el Cliente no dispone de la hoja dedatos, se solicita la información al vendedor

Cuando el vendedor no suministre el valor de F , existe la posibilidad deajustar dicho hasta reproducir los datos del vendedor; sin embargo, el



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valor obtenido de F puede diferir del establecido en este INEDON,principalmente, porque los vendedores usan modelos propios para loscálculos de radiación, los cuales afectan a F y otras variables.

En todo caso el valor de F obtenido por este procedimiento y losconsecuentes resultados deben ser interpretados y usados con cautela,pues el método empleado para la deducción de este valor parte de losparámetros suministrados usando correlaciones que no necesariamentese ajustan a las usadas por el vendedor.

La Figura 22 muestra un ejemplo del efecto de la fracción de calor radiado en laintensidad de radiación, con otras variables definidas. Mientras mayor es elvalor de F , mayor es la intensidad de radiación.

Figura 23. Ejemplo del efecto de la fracción de calor radiado ( F ) en laintensidad de radiación.

Distancia al punto de interés [m]

I n t e n s i d a d d e R a d i a c i ó n

[ W / m 2 ]

0 50

4000

0

2000

100 150 200

6000

8000

10000

F = 0,2

F = 0,3

F = 0,1



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13.5. Radiación Total de Diseño

El nivel de radiación en el punto de interés aportado por el mechurrio es laradiación total de diseño ( I ). El valor usado depende de las normativas deseguridad locales y la especificación de radiación solar para la máximaradiación permitida ( K ); éste último valor incluye o no la radiación solar. Paradeterminar la radiación total de diseño aportada por el mechurrio, se sigue,

A) Si el valor de máxima radiación permitida incluye la radiación solar:

0 I K I −=

(14)

B) Si el valor de máxima radiación permitida excluye la radiación solar:

K I = (15)

El valor típico de radiación solar para Venezuela es 907,91 W/m2 (288 BTU/h·ft2). Los Anexos 4 y 5 muestran los mapas de radiación solar para

Argentina y Colombia, respectivamente.

Las Figura 23 y Figura 24 muestran ejemplos de cómo la definición de la

máxima radiación permitida influye en los valores de radiación para el diseñodel mechurrio.

El manual del usuario del programa “Radiación y Dispersión” contiene, en susanexos, ejemplos sobre el efecto en la definición de la radiación solar. LaSección 13.6 muestra valores para la máxima radiación permitida.

13.6. Máxima Radiación Permitida

La máxima radiación permitida ( K ) es uno de los parámetros fundamentalespara el diseño de mechurrios y venteos encendidos. Ese valor indica la

radiación que es generada por el mechurrio para una distancia definida desdela base al nivel del suelo, un equipo o una plataforma cercana. El valor demáxima radiación permitida puede aumentar la altura cuando se tiene definidaun área restringida para la instalación del equipo, o puede aumentar el árearestringida si la altura del equipo no puede ser modificada.



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Figura 24. Ejemplo de los diferentes valores de radiación que consideran que la

máxima radiación permisible (4,73 kW/m

2

[1500 BTU/h·ft

2

]) incluye la radiaciónsolar. El valor resultante para la radiación total en el punto de interés es4,73 kW/m2 (1500 BTU/h·ft2).

13.6.1. Efectos de la Radiación en las Personas

El factor más importante en la definición del área restringida, es la seguridaddel personal que eventualmente puede encontrarse en las zonas cercanas almechurrio y que puede quedar expuesto a niveles elevados de radiación,comprometiendo su integridad física.

La determinación de cuál es el nivel de radiación “seguro” al que puedeexponerse una persona es función del tiempo que dure la exposición.

Un ejemplo de cuánto tiempo es necesario para alcanzar el umbral de dolor, enfunción de la intensidad de radiación es mostrado en el Cuadro 6.

Radiación Total de Diseño, I = 3,82 kW/m2 (1212 BTU/(h·ft2))

Radiación Solar , I 0 = 0,91 kW/m2 (288 BTU/(h·ft2))

Radiación Total = 4,73 kW/m2 (1500 BTU/(h·ft2))



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Figura 25. Ejemplo de los diferentes valores de radiación que consideran que lamáxima radiación permisible (4,73 kW/m2 [1500 BTU/h·ft2]) excluye la radiaciónsolar. El valor resultante para la radiación total en el punto de interés es5,64 kW/m2 (1788 BTU/h·ft2).

Cuadro 6. Tiempos de exposición necesarios para alcanzar elumbral del dolor [1].

Intensidad de radiaciónTiempo hasta elumbral del dolor

kW/m BTU/(h·ft ) [s]

1,74 550 60

2,33 740 402,90 920 30

4,73 1500 16

6,94 2200 9

9,46 3000 6

11,67 3700 4

19,87 6300 2

Radiación Total de Diseño, I = 4,73 kW/m2 (1500 BTU/(h·ft2))

Radiación Solar , I 0 = 0,91 kW/m2 (288 BTU/(h·ft2))

Radiación Total = 5,64 kW/m2 (1788 BTU/(h·ft2))



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En la definición de máxima radiación permitida se toma en cuenta la radiaciónsolar. Las opciones son:

A) El valor de máxima radiación permitida incluye la radiación solar.

B) El valor de máxima radiación permitida excluye la radiación solar.

El efecto, de la definición de la máxima radiación permitida sobre la radiacióntotal de diseño, es descrito en la sección 13.5.

Los valores del Cuadro 7 son informativos y fueron extraídos del API STD 521 [1],el cual indica que el propietario del equipo final de alivio y venteo o el operadortiene que determinar si se incluye la radiación solar. En el caso de valores altos deradiación permisible, la adición de la radiación solar no afecta significativamente elcosto del equipo; pero sí para radiaciones bajas (1,58 kW/m2 (500 BTU/(h·ft2)).

Los valores establecidos por Procesos para la máxima radiaciónpermisible están listados en el Cuadro 8.

Los valores expuestos en este cuadro deben emplearse para definir elradio de seguridad alrededor del equipo final de alivio (mechurrio), en elcual debe evitarse la presencia de personal y de equipos o instrumentosque requieran la asistencia de personal para su operación y/omantenimiento.

El radio de seguridad alrededor del equipo final de alivio (mechurrio)debe estar identificado con señales de alerta para evitar la presencia depersonal en áreas donde los niveles de radiación que pueden alcanzarsesuperen los recomendados en el Cuadro 7 y Cuadro 8 respectivamente.Para evitar el paso de personal se recomienda la colocación de cercas ocadenas que limiten el acceso a la zona.



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Cuadro 7. Máxima radiación permitida total [1].

Valor de máximaradiación permisible Condiciones

kW/m BTU/(h·ft )

9,46 3000 Intensidad máxima de radiación en cualquier sitiodonde se requieren acciones de emergencia delpersonal. Cuando el personal entra o trabaja en unárea con una intensidad de radiación mayor de6,31 kW/m2 (2000 BTU/(h·ft2)), se considera el uso

de protección especial (por ejemplo, equipo deprotección contra fuego).

IMPORTANTE: Personal con vestimenta apropiada(a) no puede soportar una radiación mayor de6,31 kW/m2 (2000 BTU/(h·ft2)) por más de pocossegundos.

6,31 2000 Intensidad máxima de radiación en áreas donde seprevén acciones de emergencia de hasta 30 s parapersonal sin protección pero con ropa apropiada.

4,73 1500 Intensidad máxima de radiación en áreas donde lasacciones de emergencia pueden durar de 2 min a3 min para personal sin protección pero con ropaapropiada.

1,58 500 Intensidad máxima de radiación en cualquier sitiodonde el personal está expuesto continuamente conropa apropiada.

a Vestimenta apropiada consiste en un casco duro, camisas con mangas largas ypuños de las caminas abrochados, guantes, pantalones largos y calzado detrabajo. La vestimenta apropiada minimiza la exposición de la piel a la radiación

térmica.



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Cuadro 8. Valores para la máxima radiación permitida en función a los usuarios(incluye la radiación solar).

ReferenciaQuema de emergencia Quema continua

kW/m BTU/(h·ft ) kW/m BTU/(h·ft )

Estructuras de vigas 15,8 5000 9,5 3000

Línea del mechurrio 9,5 3000

4,7 1500KO Drum6,3 2000

Vegetación

Equipos de procesos

4,7 1500

3,2 1000

Personal permanente

2,0 630Fauna

Equipos para perforación

Tanques atmosféricos

3,2 1000

2,4 750Talleres y almacenes

Helipuerto

2,0 630Zonas de evacuación,escape y rescate

Recipientes dealmacenamiento a presión 2,0 630 1,6 500

Oficinas

reas especificas

Área prohibida 9,5 3000 --- ---

Área restringida 4,7 1500 3,2 1000

Área impactada 2,0 630 1,6 500

13.6.2. Efectos de la Radiación en los Equipos

Las consecuencias de la radiación en los equipos normalmente no sonconsiderados en la determinación de la altura de los equipos finales de aliviodebido a que los efectos en el personal son más graves. Sin embargo, estageneralización puede llevar en ocasiones a ignorar estos efectos hasta que seconvierten en un problema durante la operación de los equipos finales de alivio.En especial para equipos que operan remotamente a altas tasas de alivio. Los



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cables eléctricos y los de instrumentación que pueden absorber rápidamentebuena parte del calor radiado por el equipo final de alivio, así como grama, oárboles que puedan crecer alrededor del mechurrio y materiales con bajo puntode fusión como el aluminio, podrían resultar con severos daños si sonexpuestos a niveles de radiación excesivos.

De este hecho radica la importancia de verificar la temperatura que puedenalcanzar las superficies que rodean el mechurrio durante la operación de este,y que por ende pueden resultar vulnerables a sobrecalentamiento.

La determinación de los efectos de la radiación térmica en los equipos yelementos circundantes a los mechurrios, se reduce a un cálculo de latemperatura resultante sobre la superficie, para lo que realiza un balancetérmico, en el cual se considera la radiación recibida por la superficie, el calorque es radiado a su vez por esta superficie y el efecto de enfriamiento porconvección.

Los cálculos de temperatura de equilibrio sobre equipos y otroselementos circundantes al mechurrio deben ser desarrolladosparticularmente cuando se tengan dudas y/o divergencias importantesen el cálculo de radiación propuesto por el vendedor y los cálculosrealizados por la disciplina o el Cliente.

A continuación, se resumen las ecuaciones más importantes involucradas eneste cálculo [24]:

Fv sen Es I Q ⋅⋅⋅= )(1 θ (16)

Donde Q1 (W/m2) es el calor absorbido por el equipo, θ es el ángulo de lasuperficie con la normal del cuerpo radiante, Es es la emisividad del cuerpo y Fv el factor de forma o fracción del área del equipo expuesta.

Por otra parte, hay que considerar en este balance el calor radiado por elequipo:

( ) ( )44

0

8

2 10692,5 ∞− −⋅⋅⋅= T T EsQ (17)

[ ]181.0

0

266 .1

03T T

2T T 4058 ,4Q

+⋅−⋅=

∞

∞

(18)



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( )[ ] [ ]∞−⋅⋅+⋅= T T U 7382 ,016747 ,5Q 04 (19)

Donde Q2 (W/m2) es el calor radiado por el equipo; Q3 (W/m2) es el calor porconvección natural (W/m2) y Q4 es el calor por convección forzada (W/m2). Enel equilibrio:

[ ]321 QQQ += (20)

[ ]421 QQQ += (21)

Estas ecuaciones conllevan a un estimado grueso de la temperatura deequilibrio. Un cálculo más refinado implicaría conocer en más detalle lanaturaleza de la llama, el grado de exposición de la superficie del equipo asícomo su característica para tener un mejor estimado del enfriamiento de estasuperficie.

Sin embargo este procedimiento de cálculo si bien está simplificado, esconservador al realizar las siguientes suposiciones:

• La superficie es normal a la fuente radiante: ángulo de vista θ = 90°.

• Emisividad de la superficie = 1 = 100%.

• Exposición sólo por un lado de la superficie del equipo = Factor de vista= 0,5.

• El enfriamiento convectivo será sólo por convección natural.

La temperatura de equilibrio que alcanza un equipo o una superficie cualquierasometida a radiación es función del tiempo de exposición. Por simplicidad, paramateriales orgánicos con baja conductividad térmica como la grama, el papel,

recubrimientos de cables eléctricos, etc., se despreciará el tiempo en el queestos alcanzan el equilibrio térmico. Resulta de mayor interés el considerar elperíodo de calentamiento para las estructuras metálicas como el caso de losequipos y de las tuberías. Para un estimado rápido de las tasas posibles decalentamiento, se puede emplear la siguiente ecuación logarítmica [24]:

( ) ( )[ ]{ } ∞∞ +−−⋅−= T kt exp1T T T 0 (22)

Donde, T es la temperatura intermedia (°K), t es el tiempo de exposición (h), y kes una constante de tiempo definida como:



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1

t 7

Q

m109394 ,6

k

1⋅⋅= −

(23)

Donde mt representa la masa térmica del equipo por unidad de área, y seestima como mt = ρ·co; ρ es la densidad del material por unidad de superficie(kg/m2); co es el calor específico del material (J/kg·K) y Q1 es el calor absorbidopor el equipo según la ecuación).

En la Figura 25 se muestra las temperaturas instantáneas de equilibrio en

función de la radiación. En esta misma figura se muestran las temperaturas deautoignición y fusión de algunos elementos que podrían encontrarse cerca delequipo final de alivio (mechurrio). Las temperaturas de equilibrio se estimaronconsiderando convección forzada y convección natural, y en cuanto a laexposición de la superficie se consideraron dos casos toda la superficieexpuesta, o sólo la mitad de ésta.

Figura 26. Temperatura de equilibrio instantánea en función de la radiación.

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 10 20 30 40 50

T e m p e r a t u r a d e E q u i l i b r i o [ ° C ]

Radiación [kW/m2 ]

Convección Forzada. Superficie

Expuesta 50%

Convección Forzada. SuperficieExpuesta 100%

Convección Natural. Superficie

Expuesta 50%

Convección Natural. Superficie

Expuesta 100%

Series5

Series6

Series7

Series8

Series9

Series10

Punto Fusión

Acero al

Carbono

Punto

Fusión

Aluminio

Autoignición

Grama

Autoignición

Madera

ResistenciaCables Eléctricos

Autoignición

Papel

Autoignición Gas

Natural

Autoignición

Gasóleo



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Los intervalos de temperatura de autoignición y fusión son referenciales, y elobjeto de mostrarlos en esta gráfica es que sean comparados con las posiblestemperaturas de equilibrio que pueden alcanzar estos elementos en función delos niveles de radiación emitidos por el mechurrio durante una situación deemergencia.

La verificación de las temperaturas de equilibrio permitirá concluir si loselementos que se encuentren cercanos al mechurrio pueden resistir sin daños,la exposición a los máximos niveles de radiación estimados teóricamente porcualquiera de los métodos disponibles para este fin en el departamento(Método Simple, Brzustowski & Summer, o Superchems).

Los valores mostrados para los cables eléctricos se refieren a cables normalesusados para las acometidas como por ejemplo de las bombas asociadas a losKO Drums. Estos cables suelen ir enterrados, sin embargo, hay pequeñostramos que pueden quedar descubiertos cerca de la conexión a los equipos.Para el caso de KO Drums y de sus bombas asociadas que se encuentrenubicados cerca de la base del mechurrio y por ende puedan quedar expuestosa altos niveles de radiación se recomienda realizar la estimación de latemperatura máxima de equilibrio a nivel de piso e informar al especialista de ladisciplina de electricidad para que considere este valor en la selección de loscables.

Un procedimiento similar debe seguirse con los cables de instrumentación. Sibien estos normalmente son seleccionados para soportar temperaturas muyelevadas en el área cercana al mechurrio, debe consultarse con el especialistade esta disciplina si se han hecho las consideraciones adecuadas para laselección de los mismos.

La Figura 26 es una representación típica de la temperatura de equilibrio enfunción del tiempo para diferentes niveles de intensidad de radiación, provistapor Tan [24]:

El Cuadro 9 muestra algunos niveles máximos de radiación extraídos de laliteratura a los que podrían someterse los equipos y otros elementoscircundantes al equipo final de alivio [16] y [22]. Esta información es sóloreferencial, la recomendación de este INEDON es realizar el cálculo de latemperatura de equilibrio como se ha explicado previamente.



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Figura 27. Efecto del tiempo de exposición en la temperatura de los equipos(adaptado de [24])

Algunas recomendaciones finales con respecto a los elementos circundantes alos equipos finales de alivio y que deben tenerse presente cuando se estándiseñando sistemas nuevos se enumeran a continuación [24]:

a. Cualquier equipo localizado en la sección superior del mechurrio debe serdiseñado para resistir los intervalos de temperaturas ya señalados.Elementos sensibles como cables eléctricos o componentes electrónicospuede que no sea conveniente encerrarlos en elementos como las cajasde conexiones ( junction boxes) debido a que estos contenedores notienen ventilación y absorberán uniformemente el calor radiado. Por ende,

estas cajas de conexión no deben ubicarse en las plataformas del equipofinal de alivio (mechurrio), o al menos deben ser provistas con unrevestimiento que las proteja de los efectos de la radiación en todas lasdirecciones, proveyendo sombra y al mismo tiempo permitiendo lacirculación del aire.

La experiencia indica que las cajas de conexiones y los conduits instalados en las plataformas son particularmente susceptibles a dañospor el calor radiado.

0

50

100

150

200

250

300

350

0 20 40 60 80

T e m p e r a t u r a P o t e n c i a l [ ° C ]

Tiempo de Exposición Continua [min]

3.2 kW/m2

6.3 kW/m2

9.5 kW/m2

15.8 kW/m2



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Cuadro 9. Niveles de radiación críticos para algunos materiales.

Nivel de RadiaciónEfecto

[kW/m2] [BTU/h ft2]

30 9512 Ignición espontanea de la madera

20 6341Ignición de Aceite Lubricante No. 2 en 40segundos

10 3171

Ignición de Aceite Lubricante No. 2 en 120

segundos

18 a 20 5707a 6341 Degradación del aislamiento de cables

12 3805 Fundición del plástico

9 a 37.5 2854 a11890 Daño de equipos

10 a 12 3170 a 3804 Ignición de la vegetación

12 3805 Recubrimiento delgado de acero puedefallar

23 7292El acero sin aislamiento puede fallarestructuralmente

33.5 10622Ignición del algodón después de 7segundos de exposición (telas)

b. La presencia de grama y cualquier otro elemento orgánico como porejemplo árboles debe evitarse en la zona cercana al equipo final de alivio.Si bien es poco probable que estos elementos puedan incendiarse porefecto del calor radiado por el equipo final de alivio durante unacontingencia de emergencia, una probabilidad real es que se inicie unincendio por una descarga accidental de hidrocarburo líquidoincandescente. La presencia de hidrocarburo líquido puede resultar delarrastre de hidrocarburo acumulado por largo tiempo en el sello líquidodurante un alivio súbito.

Otro elemento que puede generar incendios, es la descarga de carbóncaliente, lo cual puede ocurrir cuando el equipo final de alivio entre enoperación luego de un largo período de inactividad y se arrastren los





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13.11. Esquema de Mechurrios

Para facilitar al lector el entendimiento de cada una de las dimensionespreviamente calculadas en la sección de consideraciones básicas de diseñopor radiación, a continuación se muestra un esquema del equipo (Figura 27).

Figura 28. Diagrama de un mechurrio o venteo encendido.

13.12. Ubicación del Centro de la Llama Según el Modelo de Aproximación Simple

El modelo de Aproximación Simple define las coordenadas del centro de llamaa partir de los parámetros de longitud de llama y de relación de distorsiónhorizontal y vertical de la llama.

A) Longitud de llama:

La longitud de llama se obtiene por medio de la Figura 28.

Y CL

X CL

H

d R

D

Centro de la llama

Punto de radiacióntotal



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Figura 29. Longitud de llama versus calor liberado.

También se puede hacer uso de la siguiente ecuación, la cual fueobtenida al correlacionar los puntos de la curva presente en la Figura 28.

( ) 46,041,30086,031,0 Q L ⋅⋅⋅= (29)

B) Relación de la distorsión horizontal y vertical de llama en función de ladistorsión de la llama r DIS :

Flujo de calor generado [BTU/h]

10 10 10 10 10

L o n g i t u d

d e l a l l a m a [ f t ]

10

10

103

*

* x



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Figura 30. Distorsión aproximada de la llama debido al viento lateral sobre lavelocidad de salida del gas.

También se puede hacer uso de las siguientes ecuaciones, las cualesfueron obtenidas al correlacionar puntos de las curvas presentes en laFigura 29.

Para el cálculo de la distorsión vertical de la llama [1]:

∑⋅+⋅+

⋅+=2227,24629716,3621

361,263921754,0

DIS DIS

DIS

r r

r

L

Y ∆ (30)

Para el cálculo de la distorsión horizontal de la llama [1]:

Si 005,0≤ DIS r

∑ = 0 L

X ∆ (31)

∑(Δ x )/ L

∑(Δ y)/ L

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3

r DIS

R e l a c i ó n ∑ ( Δ

y ) / L o ∑ ( Δ x ) / L

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0

0,1



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Si 055,0005,0 ≤< DIS r

( )[ ]∑ ⋅−−⋅= DIS r L

X 65045,60exp757348,0948266,0

∆ (32)

Si 32,0055,0 ≤< DIS r

432 415031,3927411,7846529,663,257525,0 DIS DIS DIS DIS r r r r

L

X ⋅−⋅+⋅−⋅+=∑

∆ (33)

Si DIS r >32,0

432 11505,0398922,050519,0297696,0890443,0 DIS DIS DIS DIS r r r r L

X ⋅−⋅+⋅−⋅+=∑

∆ (34)

C) Distancia vertical desde la punta de salida hasta el centro de la llama:

∑ ⋅⋅= L L

Y Y CL

∆

2

1 (35)

D) Distancia horizontal desde la punta de salida hasta el centro de la llama:

∑ ⋅⋅= L L

Y X CL

∆

2

1 (36)

13.13. Ubicación del Centro de la Llama Según el Modelo de Brzustowski-Sommer

El modelo de Brzustowski & Sommer define las coordenadas del centro dellama a partir del factor de inflamabilidad y la perturbación del viento.

A) Factor de inflamabilidad:

⋅

⋅=

∞ MW

MW

r

C C G

DIS

L L

1

100 (37)



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B) Perturbación del viento:

G

G

DIS T

MW T

r

d dR

⋅⋅

⋅= ∞1

3048,0 (38)

C) Distancia vertical desde la punta de salida hasta el centro de la llama:

Figura 31. Centro de llama para mechurrios y venteos encendidos: distanciavertical Y C .

También se puede hacer uso de la siguiente ecuación, la cual fueobtenida al correlacionar puntos de la curva presente en la Figura 30.

b

LC C aY ⋅⋅= 3048,0 (39)

Luego,

C CL Y Y = (40)



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D) Distancia horizontal desde la punta de salida hasta el centro de la llama:

Figura 32. Centro de llama para mechurrios y venteos encendidos: distanciahorizontal X C .

También se puede hacer uso de la siguiente ecuación, la cual fueobtenida al correlacionar puntos de la curva presente en la Figura 31.

''3048,0

b

LC C a X ⋅⋅= (41)

Luego,

C CL X X = (42)

E) Interpolación de valores:

Al realizar cálculos según el modelo de Brzustowski & Sommer,constantemente surge la necesidad de interpolar entre las curvas de laFigura 30 y la Figura 31. Es estos casos se hace uso de la interpolaciónlineal, representada en la siguiente ecuación:



INEDON


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( ) INT INT

INt INT

INt INT INT INT X X

X X

Y Y Y Y −⋅

−

−−= 1,

2,1,

2,1,1, (43)

13.14. Altura Total del Mechurrio o Mínimo Radio de Seguridad

La altura total del mechurrio, definida por radiación, se determina según:

( ) CLCL Y X R D H −−−= 22 (44)

Después de ajustar la ecuación (44), se puede calcular la distancia requeridadel radio de seguridad. La ecuación resultante es:

( ) CLCL X Y H D R ++−= 22 (45)

13.15. Consideraciones para el Plano de Planta

El plano de planta de una instalación muestra todos los equipos, incluso elmechurrio (o venteo); pero adicionalmente se muestra el radio de seguridad

para la máxima radiación usada en el diseño del mechurrio, este radio limita elárea restringida o estéril (Figura 32). En caso que el valor de máxima radiaciónno alcance el nivel de suelo, por ejemplo para un mechurrio con altura definida,se recomienda colocar una nota que indique cuál es la radiación resultante anivel de suelo; la nota tiene como objetivo aclarar que el radio de seguridad nofue omitido por error.

Figura 33. Ejemplo de la indicación en un plano de planta del radio deseguridad para el área restringida.

El círculo de radiación en el plano de planta considera que la dirección delviento predominante pueda cambiar. La Figura 33 muestra un ejemplo con el

ÁREA

50 m (164

4,73 kW/m

(1500

FL-



INEDON


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círculo de radiación en dirección del viento predominante, y el círculo completoproyectado en 360°.

Figura 34. Proyección completa del círculo de radiación en base al círculodeterminado con el viento predominante.

14. DISEÑO POR DISPERSIÓN

Esta sección describe los modelos de cálculo, las ecuaciones yconsideraciones usadas en por el programa “Radiación y Dispersión” para eldiseño y evaluación por dispersión de venteos o mechurrios apagados.

Los valores de las constantes de las diferentes ecuaciones de la secciónde Diseño por Dispersión se encuentran en el Anexo 2.

14.1. Modelos de Cálculo

Tradicionalmente en inelectra ha empleado el programa SCREEN 3 para eldiseño de venteos. Este programa es recomendado por la Agencia deProtección Ambiental de los Estados Unidos de América (EPA, por sus siglasen inglés), la cual cuenta con toda la información de referencia [26], [27], [28], [29], necesaria para poder aplicar el modelo de dispersión gauseana. Otromodelo disponible para modelar este fenómeno es el presente en la normaPDVSA “Cálculos de Dispersión” 90616.1.020 [20].

Viento predominante

Centro de la llamaproyectada en el suelo

Círculo de radiaciónproyectado en el suelo

Círculo completo deradiación proyectadoen el suelo

FL-9001



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Los modelos de cálculo de dispersión, antes mencionados, consideranúnicamente escapes continuos y están basados en datos estadísticos quedependen tanto del tiempo de observación como de la distancia de exposición(desde la fuente hasta el receptor). Los modelos difieren en algunos de losprocedimientos empleados y en los rangos de aplicabilidad de cada uno deellos. El modelo del SCREEN 3 está basado en tiempos de observaciónpromedio de 60 min y en un rango de distancias de 0 m a más de 60 km. Porsu parte, el modelo que describe la norma PDVSA 90616.1.020 [20] estábasado en tiempos de observación promedios de 10 min y para distanciasmayores a 100 m.

Los resultados obtenidos por los dos modelos no se pueden compararentre sí, debido a que usan diferentes bases para los parámetros dedispersión.

14.2. Modelos Gauseanos

Si bien las concentraciones instantáneas de las plumas de dispersión sonbastante irregulares, con suficiente tiempo de observación (ej. una hora) sepueden obtener, en mucho de los casos, distribuciones de concentración conforma de campana, las cuales pueden ser aproximadas por una distribucióngauseana en el plano horizontal (en menor grado) y en el vertical. El conceptodescrito anteriormente es mostrado en laFigura 34.

14.3. Estabilidad Térmica

El fenómeno de dispersión de sustancias en la atmósfera se ve determinadopor muchos factores ambientales, los cuales son obtenidos en la localidaddonde se desea situar el venteo. Dado que no siempre es posible disponer dela información necesaria, en un intento por establecer o estandarizar lascondiciones atmosféricas más comunes y extremas, se han dispuesto cuadros

que indican los casos de estudio más importantes.



INEDON


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Figura 35. (a) Vista instantánea superior de la pluma; (b) perfil horizontalinstantáneo de la pluma de concentración en dirección transversal para algunadistancia en dirección del viento desde la fuente; (c) perfil de una hora detiempo de observación promedio para la misma distancia en dirección delviento.

La información más ampliamente utilizada es la de Pasquill [27], la cualestablece 6 casos de estudio (estabilidades térmicas A, B, C, D, E y F), queestán definidas de acuerdo a:

• velocidad del viento medida a 10 m sobre el nivel del suelo,

• radiación solar presente durante el día,

• porcentaje de cielo nublado durante la noche,

y cuyas características se observan en el Cuadro 10.

VIENTO

FUENTE

y

0

y y

Instantáneo con x = x0

Promediode 1 hora

con x = x0

(a) (b) (c)



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Cuadro 10. Estabilidades de Pasquill de acuerdo a las condicionesmeteorológicas [29].

Estabilidad Condiciones DescripciónVelocidad del

viento[m/s]

A Tiempo diurno Extremadamente inestable < 3

B Tiempo diurno Moderadamente inestable < 5

C Tiempo diurno Ligeramente inestable < 10

D Nublado Neutro < 20E

Tiemponocturno

Ligeramente estable < 5

FTiemponocturno

Moderadamente estable < 4

Las estabilidades A y F corresponden a casos extremos, mientras que las C yD corresponden a los casos más comunes.

La Figura 35 muestra cómo la estabilidad térmica afecta la distribución

gauseana de la concentración. En este ejemplo, la estabilidad A tiene unamayor concentración a nivel de suelo que la F.

Figura 36. Efecto de la estabilidad térmica sobre la distribución gauseana de laconcentración.

AF

Concentración molar

[ppm]25 50 75 100

AF

VIENTO



INEDON


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La Figura 36 es un ejemplo de las curvas de concentración en función de ladistancia desde el venteo para las diferentes estabilidades y otras condicionesdefinidas. Las estabilidades A, B y C tienen la mayor concentración para unadistancia menor de 2000 m; pero las estabilidades E, F y D, tienen mayorconcentración para más de 2000 m.

Figura 37. Ejemplo de los resultados en función de la estabilidad.

14.4. Efecto de las Condiciones Meteorológicas Sobre la Forma de la Pluma

Las condiciones meteorológicas influyen sobre el diseño de un venteo de lasiguiente manera:

A) La estabilidad térmica que se desea estudiar establece los valores quetoman las constantes presentes en algunas ecuaciones; como porejemplo, las involucradas en el cálculo de la velocidad del viento a laaltura de la punta del venteo y las desviaciones estándar de lasdirecciones lateral (σ Y ) y vertical (σ Z ). Esto es debido a que dichos valores

Distancia desde el venteo en dirección del viento [m]

C o n c e n t r a c i ó n m o l a r [ p p m ]

0 2000

40

0

20

4000 6000 8000 10000

60

80A

F

D

B C E

Velocidad del viento = 3 m/s

ltura del venteo = 30



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se obtienen a partir de correlaciones de datos históricos distinguidos por laestabilidad.

B) El efecto de la temperatura ambiental sobre la dispersión se encuentra enla determinación de la fuerza que impulsa la elevación de la pluma, esdecir, si la elevación es debida a la fuerza ascensional (flotabilidad) o almomento producido. En casos en que la temperatura ambiental seainferior en más de 50 °C a la temperatura de salida de la corriente de gas,tiene mayor importancia la fuerza ascensional que el impulso vertical. Deesta manera, quedan determinadas las ecuaciones a utilizar.

C) La velocidad del viento modifica tanto la elevación de la pluma como ladistancia desde el centro del venteo a la cual ocurre la elevación final deleje central de la pluma. Esto es ocasionado por el arrastre de laspartículas a través del espacio en la dirección en la que se desplaza elviento.

D) La Figura 37 muestra la dilución de la concentración en función del viento.

El efecto de la velocidad del viento, también puede ser observado en laFigura 38 para una estabilidad D y otras variables definidas. Lasvelocidades más altas generan la mayor concentración cerca del venteo;

pero las menores velocidades tienen una mayor concentración más lejos.

Figura 38. Efecto del viento sobre la concentración.

Las condiciones meteorológicas no afectan las dimensiones del equipo demanera explícita; de tal manera, no hay un patrón de cambio y se realizan

Velocidad del viento

1 m/s

Velocidad del viento

2 m/s

Flujo de emisión1 partícula/s

Flujo de emisión1 partícula/s



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todos los cálculos para conocer si el venteo disminuye o aumenta su altura antecualquier modificación.

Figura 39. Efecto de la velocidad del viento en la dispersión.

14.5. Velocidad del Viento a la Altura del Venteo

La velocidad del viento a la altura de la punta de salida es calculada a partir deuna velocidad de referencia (usualmente medida a H REF = 10 m de altura),

como: p

REF

REF H

H U U

⋅= (46)

El valor de la constante p depende de la estabilidad seleccionada y de lalocalidad en la que ocurre la dispersión, rural o urbana.

Distancia desde el venteo en dirección del viento [m]

C o n c e n t r a c i ó n m o l a r [ p p m ]

0 2000

40

0

20

4000 6000 8000 10000

50

60

10 m/s

20 m/s5 m/s

2 m/s

Estabilidad = D

ltura del venteo = 30

30

10



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La altura del venteo no es modificada para simular (por ejemplo) unaplataforma. El modelo de la EPA permite hacer un cálculo de dispersiónque considera una altura del receptor por encima del nivel del suelo; elmodelo de PDVSA no tiene esta opción.

14.6. Parámetro de Estabilidad

El parámetro de estabilidad es definido según:

∞

∂∂⋅=

T

Z T g S

/ (47)

Este factor se calcula únicamente para condiciones meteorológicas estables,donde ∂T /∂ Z es igual a 0,020 para la estabilidad E y 0,035 para la estabilidad F.

14.7. Parámetro de Flujo por Flotabilidad y por Momento

Los parámetros de flujo por flotabilidad y por momento, se calculan según:

G

Gb

T

T T d V g F ∞−

⋅

⋅⋅=

2

2 (48)

G

mT

T d V F ∞⋅

⋅=

22

2 (49)

14.8. Modelo de la EPA (SCREEN 3)

A) Altura de mezclado.

La altura de mezclado está basada en el estimado de la altura demezclado mecánica, según:

f

U Z i

*

3,0 ⋅= (50)

El factor 0,3 considera una rugosidad de superficie de 0,3 m. El siguientecuadro muestra valores de rugosidad para diversos tipos de zonas:



INEDON


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Cuadro 11. Valores de rugosidad para diversos tipos de zonas.

Tipo de terreno o área [m]

Terreno llano con pocos árboles 0,03

Terreno agrícola(árboles abundantes, tierra arable)

0,1

Terreno cultivado(cultivos, vegetación, casas aisladas)

0,3

Área residencial(construcción densa de poca altura) 1,0

Área urbana(edificios altos e industriales con estructuras altas)

3,0

El programa “Radiación y Dispersión” no posee, actualmente, laopción de modificar el valor de la rugosidad de superficie.

En la ecuación anterior U * representa la velocidad de fricción y escalculada partir de la velocidad del viento a 10 m de altura, según:

10* 1,0 U U ⋅= (51)

Al unificar las ecuaciones (50) y (51), se obtiene:

10320 U Z i ⋅= (52)

En casos en los que se calcule Z i en varias ocasiones durante el mismodía, se toma el valor mínimo entre todos los cálculos realizados. De talmanera, se analiza el caso más crítico, en el que la pluma está más cercadel suelo y por ende la concentración de contaminante es mayor.

El valor de la altura de mezclado cumple con: 10000 < Z i < H e + 1. En elcaso de que estuviera fuera del rango, el valor final es el del límite delrango aceptado. Esta restricción es de origen matemático, comoprevención de indeterminaciones en cálculos posteriores.



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B) Fenómeno dominante del efecto de dispersión.

Para determinar si la dispersión está dominada por la flotabilidad o por elmomento, se compara la diferencia de temperaturas con la diferencia detemperatura crítica. Tales valores de temperatura se calculan según:

∞−= T T T G∆ (53)

Las ecuaciones del modelo de la EPA y de PDVSA no aplican para

una temperatura del gas menor que la temperatura ambiental; esdecir, ambos modelos no son válidos para “venteos fríos”.

Si la atmósfera es inestable o neutra y F b < 55,

3/2

3/1

0297,0d

V T T Gc ⋅⋅=∆ (54)

Si la atmósfera es inestable o neutra y F b ≥ 55,

3/1

3/1

00575,0d V T T Gc ⋅⋅=∆ (55)

Si la atmósfera es estable,

S V T T Gc ⋅⋅⋅= 019582,0∆ (56)

Si ∆T ≥ ∆T c, se considera que la dispersión está dominada por laflotabilidad; en caso contrario, la dispersión está dominada por elmomento.

C) Distancia para la elevación final del eje central de la pluma.

La distancia para la elevación final de la pluma depende del fenómenoque domine la dispersión, junto a la estabilidad térmica. Se calcula según:

a) Distancia para la elevación final de la pluma dominada por laflotabilidad:



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Si la atmósfera es inestable o neutra y F b = 0,

( )U V

U V d X fb

⋅

⋅+⋅⋅=

23

4 (57)

Si la atmósfera es inestable o neutra y F b < 55,

625,049 b fb F X ⋅= (58)

Si la atmósfera es inestable o neutra y F b ≥ 55,

4,0119 b fb F X ⋅= (59)


S

U X fb ⋅= 0715,2 (60)

b) Distancia para la elevación final de la pluma dominada por elmomento:

Si la atmósfera es inestable o neutra,

( )U V

U V d X fm

⋅

⋅+⋅⋅=

23

4 (61)


S U X fm ⋅⋅= π 5,0 (62)

La distancia final de elevación de la pluma es:

fm fb f X X MAX X ,= (63)



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D) Elevación del eje central de la pluma.

La elevación del eje central de la pluma se define como la diferencia entrela altura del eje central final de la misma y la altura inicial de la fuente, y esoriginada por la fuerza ascensional y el impulso vertical del efluente. Estaelevación es dependiente de la distancia únicamente si la misma esinferior a X f .

fbb X X MIN X ,= (64)

U

X F H bb

pb

3/23/1

6,1 ⋅

⋅=∆ (65)

fmm X X MIN X ,= (66)

Si la atmósfera es inestable o neutra,

⋅⋅

⋅

⋅=

U

V d

U

X F MIN H

j

mm pm

3,3

3/1

22 β

∆ (67)


( )

⋅⋅

⋅⋅

⋅⋅=

U

V d

S U

U S X F MIN H

j

mm pm

3,

/sen3

3/1

2 β ∆

(68)

La elevación del eje central de la pluma tiene la forma:

pm pb p H H MAX H ∆∆∆ ,= (69)

E) Elevación final del eje central de la pluma.

Si la atmósfera es inestable o neutra, el crecimiento de la pluma estádominado por la flotabilidad y F b < 55,



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U

F H b f

75,0

425,21 ⋅=∆ (70)

Si la atmósfera es inestable o neutra, el crecimiento de la pluma estádominado por la flotabilidad y F b ≥ 55,

U

F H b f

6,0

71,38 ⋅=∆ (71)

Si la atmósfera es inestable o neutra, el crecimiento de la pluma estádominado por el momento,

U

V d H f

⋅⋅= 3

∆ (72)

Si la atmósfera es estable, el crecimiento de la pluma está dominado porla flotabilidad,

⋅

⋅⋅=

375,0

25,03/1

4,6,2 S

F

S U

F

MIN H

bb

f ∆ (73)

Si la atmósfera es estable, el crecimiento de la pluma está dominado porel momento,

⋅⋅

⋅⋅=

U

V d

S U

F MIN H b

f

3,5,1

3/1

∆ (74)

F) Altura efectiva del venteo.

La altura efectiva del venteo se considera como:

f e H H H ∆+= (75)

En casos en los que la velocidad de salida de la corriente de gas resultamenor que 1,5 veces la velocidad del viento a la altura del venteo, laecuación (75) es corregida de la siguiente manera,



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−⋅⋅−+=U

V d H H H f e 5,12∆ (76)

La Figura 39 muestra el efecto de “lavado de la punta de venteo”, el cuales considerado en la ecuación anterior.

Figura 40. Efecto de lavado de la punta del venteo (stack-tip downwash).

G) Parámetros de dispersión.

Los parámetros de dispersión, que representan una medida de ladispersión de la pluma, están basados en datos estadísticos tomados enun tiempo de observación definido, a partir de los cuales se encuentrancorrelaciones cuyas constantes dependen de la estabilidad meteorológicaque se esté estudiando.

En localidades rurales, las expresiones tienen la siguiente forma:

( ) ( )[ ]{ }001,0ln017453293,0tan001,011628,465 X ba X Y ⋅⋅−⋅⋅⋅⋅=σ (77)

( )b Z X a 001,0⋅=σ (78)

Efecto de “lavado de lapunta del venteo”



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Mientras que para localidades urbanas, adoptan la siguiente forma:

X X aY

⋅+⋅⋅=

0004,01

1σ (79)

( )c Z X b X a ⋅+⋅⋅= 1σ (80)

Los parámetros de dispersión calculados con las ecuaciones (77), (78),

(79) y (80) son ajustados para contabilizar los efectos de flotabilidad de lasiguiente manera:

2

2

5,3

+= H Y Ye

∆σ σ (81)

2

2

5,3

+= H

Z Ze

∆σ σ (82)

Donde,

Si X < X f ,

p f H H MIN H ∆∆∆ ,= (83)

Si X ≥ X f ,

f H H ∆∆ = (84)

El efecto la flotabilidad, sobre la pluma de dispersión, es apreciado en laFigura 40.

H) Concentración de contaminante o hidrocarburo en la atmósfera.

Para determinar la concentración de contaminantes o hidrocarburos en laatmósfera, se emplea la ecuación de dispersión gauseana,

( )

+⋅−+

−⋅−⋅

⋅⋅⋅⋅=

Ze

er

Ze

er

ZeYe

CONT H Z H Z

U

W

σ σ σ σ π χ

2

1exp

2

1exp

2

6,3/ (85)



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Para expresar la concentración en partes por millón, se emplea lasiguiente ecuación:

CONT MW P

T R

⋅

⋅⋅⋅= ∞0

ppm 001,0 χ χ (86)

El modelo de cálculo de la EPA, está basado en tiempos de observaciónpromedio de 1 h. Este valor se puede llevar a tiempos de observacióndistintos (3, 8, 24 h y anual) de la siguiente manera:

ppmppm, χ χ ⋅= at (87)

Los resultados con tiempos de observación diferentes a una horano pueden ser comparados con el SCREEN 3; éste último sólopuede realizar cálculos para una hora.

Figura 41. (a) Pluma pasiva, el centro de la pluma se encuentra en lasalida del venteo; (b) pluma afectada por el efecto de la flotabilidad o demomento, el centro de la pluma se encuentra por encima de la salida del

σ Y

σ Ye

Δh σ Y

(a) (b)





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U

V d H m

⋅⋅= 3

∆ (92)


3/122

45,1

⋅⋅

⋅⋅=

S U

d V H m∆ (93)

C) Fenómeno dominante del efecto de dispersión.

Para determinar el fenómeno dominante del efecto de dispersión secomparan la elevación del eje central de la pluma dominada tanto por laflotabilidad como por el momento. Si ∆ H b > ∆ H m se considera que ladispersión está dominada por la flotabilidad; en caso contrario, ladispersión está dominada por el momento.

D) Elevación final del eje central de la pluma.

La elevación del eje central de la pluma se define como la diferencia entrela altura del eje central final de la misma y la altura inicial de la fuente.

Puede ser calculada según,

Si la atmósfera es inestable o neutra y el crecimiento de la pluma estádominado por la flotabilidad,

U

X F H b

b

3/23/1

6,1 ⋅

⋅=∆ (94)

Si la atmósfera es estable y el crecimiento de la pluma está dominado porla flotabilidad,

3/1

4,2

⋅=U

F H bb∆ (95)

Si la atmósfera es inestable o neutra y el crecimiento de la pluma estádominado por el momento,

( )

3/12

3/22

8378,3

⋅⋅

⋅+⋅⋅=

d X

U V U

V H m∆ (96)



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Si la atmósfera es estable y el crecimiento de la pluma está dominado porel momento,

3/122

45,1

⋅⋅

⋅⋅=

S U

d V H m∆ (97)

E) Parámetros de dispersión.

Los parámetros de dispersión, que representan una medida de ladispersión de la pluma, están basados en datos estadísticos tomados conun tiempo de observación definido, a partir de los cuales se encuentrancorrelaciones cuyas constantes dependen de la estabilidad meteorológicaque se esté estudiando.

Las expresiones tienen la siguiente forma:

bY X a ⋅=σ (98)

'' b Z X a ⋅=σ (99)

F) Altura efectiva del venteo.

La altura efectiva del venteo se define como:

H H H e ∆+= (100)

Donde,

Si el crecimiento de la pluma está dominado por la flotabilidad,

b H H ∆∆ = (101)

Si el crecimiento de la pluma está dominado por el momento,

m H H ∆∆ = (102)

G) Concentración de contaminante o hidrocarburo en la atmósfera.



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Para determinar la concentración de contaminantes o hidrocarburos en laatmósfera, se emplea la ecuación de dispersión gauseana. Esta ecuaciónestá escrita para calcular directamente la concentración en ppm molar:

( )

⋅

−⋅

⋅⋅⋅⋅

⋅⋅=

2

24

ppm2

exp6,3/1024,2

Ze

e

ZeYeCONT

CONT H

U MW

W

σ σ σ π χ (103)

El modelo de cálculo de PDVSA, está basado en tiempos de observaciónpromedio de 10 min. Este valor se puede llevar a tiempos de observación

distintos (máximo 180 min) de la siguiente manera:

110ppmppm,

R

t t

⋅= χ χ (104)

Debido a los cambios en la velocidad del viento y la estabilidad térmicacon el tiempo, la relación mostrada arriba no es válida para períodos detiempo mayores a tres horas.

H) Esquema de venteos.

Para facilitar al lector el entendimiento de cada una de las dimensionespreviamente calculadas en la sección de consideraciones básicas dediseño por dispersión, en la Figura 41 se presenta un esquema en el cualse muestran los parámetros de dispersión y en la Figura 42 se presentaun esquema de la elevación de la pluma.

El modelo de PDVSA se encuentra limitado a una distancia mayor de 100 mdesde la fuente de origen. La limitación es originada por las gráficas usadaspara determinar los parámetros de dispersión horizontal y vertical, dichasgráficas son mostradas en el Anexo 6. En las gráficas se puede visualizar

porque los parámetros de dispersión horizontal y vertical, para cada estabilidadtérmica, no son extrapolados a distancias menores de 100 m. Adicionalmente,la Referencia [9] indica que los valores obtenidos por esos gráficos o por lasfórmulas que han dado lugar a ellos, solamente son aplicables en campoabierto; en condiciones inestables (A) y estables (F) se pueden cometer erroresde varias magnitudes en la estimación de σ z .



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Figura 42. Esquema de los parámetros de dispersión.

Figura 43. Esquema de la elevación de pluma.

∆ H f ∆ H p

H

H fe

Direccióndel viento

H

Δ H f

y

z

σ ze

σ ye



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14.10. Concentraciones Ambientales Permisibles en Lugares de Trabajo

inelectra no disponible de valores preestablecidos para las concentracionesambientales permisibles en los lugares de trabajo; dichos valores varían con elCliente y la locación.

Las concentraciones ambientales permisibles en los lugares de trabajo sonindicadas en las especificaciones del Cliente o en las leyes del sitio donde seconstruirá la instalación. El INEDON “Bases y Criterios de Diseño”, N° 903-HM120-P09-GUD-013, contiene la normativa para algunos países. Véasetambién la Sección 3. Ejemplo con la normativa venezolana:

La norma venezolana COVENIN 2253:2001, Concentraciones AmbientalesPermisibles de Sustancias Químicas en Lugares de Trabajo e ÍndicesBiológicos de Exposición establece las concentraciones ambientalespermisibles de sustancias químicas en los lugares de trabajo bien sean polvos,gases o vapores que debido a sus propiedades o a las características delproceso, pasan al ambiente de trabajo y representan las condiciones bajo lascuales se acepta que casi todos los trabajadores puedan estar expuestosrepetidamente día tras días sin sufrir efectos adversos a su salud.

La norma COVENIN 2253:2001 describe los conceptos de Concentración Ambiental Permisible (CAP), Índice Biológico de Exposición (IBE), Límite deExposición Breve (LEB), Límite Techo (T), Asfixiantes Simples (C), etc.

Adicionalmente, la norma muestra la definición de exposición ponderada de lostrabajadores, exposición de una mezcla de contaminantes y otros conceptosrelevantes para el diseño por dispersión.

Si altas concentraciones de contaminante se pueden encontrar fuera delos límites de propiedad de las instalaciones, es conveniente verificar loslímites de concentración establecidos para el Proyecto, los cualespueden ser permitidos para personal industrial que conoce losprocedimientos de seguridad, mientras que los límites de concentración

son menores para el público general.

14.11. Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica

inelectra no disponible de valores preestablecidos para la calidad del aire ycontrol de la contaminación atmosférica; dichos valores varían con el Cliente yla locación.

Los valores máximos permitidos de un contaminante son indicados en lasespecificaciones del Cliente o en las leyes del sitio donde se construirá la








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instalación. El INEDON “Bases y Criterios de Diseño”, N° 903-HM120-P09-GUD-013, contiene la normativa para algunos países. Véase también laSección 3.

15. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

A continuación, se presentan los procedimientos de cálculo a seguir para eldiseño y/o evaluación de mechurrios y/o venteos, con las referencias a lassecciones de cálculo respectivas.

15.1. Diseño por Radiación

Para el diseño del equipo, se conocen las limitaciones de nivel de radiacióndeseado en el límite del radio de seguridad y una de las siguientes condiciones:

• Altura deseada del equipo, se determina el radio de seguridad necesario.

• Radio de seguridad, se determina la altura necesaria del equipo.

• El nivel de radiación es el máximo deseado a nivel de suelo, se determinala altura mínima del equipo y el mínimo radio de seguridad .

El procedimiento de cálculo a realizar es:

Paso Sección

1. Cálculo de las propiedades de la corriente de gas. 12.1

2. Cálculo del diámetro de la punta de salida. 12.2

3. Cálculo de la velocidad de punta de salida del gas. 12.3

4. Cálculo de la fracción de calor transmitido. Si no se conoce elvalor de D, asumir τ = 1.

13.3

5. Definición del valor de la fracción de calor radiado. 13.4

6. Cálculo o definición de la máxima radiación permitida aportadapor el mechurrio.

13.5

7. Cálculo del flujo de calor generado por la llama. 13.8

8. Cálculo de la distancia requerida por radiación. 13.9








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Paso Sección

9. Repetición del cálculo de la fracción de calor transmitido. Si elresultado de este paso es distinto al del paso 4, se regresa alpaso 5.

13.3

10. Cálculo de la relación de distorsión de la llama. 13.10

11. Cálculo de las coordenadas X y Y del centro de llama. 13.12 y13.13

12. Determinación de la altura del equipo o el radio de seguridad

necesario para cumplir con los requerimientos de nivel deradiación establecidos, según sea el caso de estudio.

13.14

En cualquiera de los casos de las condiciones que se establezca para eldiseño del equipo es importante revisar el perfil de radiación con ladistancia, en orden de verificar si no se están produciendo “picos” deradiación dentro del radio de seguridad que puedan comprometer laintegridad de los elementos que se encuentran cercanos al mechurrio.Esta verificación debe complementarse con el cálculo de la temperaturade equilibrio según se describe en la sección 13.6.2.

15.2. Evaluación por Radiación

En el caso de evaluación se conocen las dimensiones del equipo, por lo que elinterés está en calcular los valores de Mach en la punta de salida y el nivel deradiación generado en los límites del radio de seguridad. Para los respectivoscálculos se utilizan las ecuaciones descritas en las secciones 12.1, 13.3 − 13.11, despejando las variables necesarias.

Paso Sección

1. Cálculo de las propiedades de la corriente de gas. 12.1

2. Cálculo del Número de Mach. 12.2

3. Cálculo de la velocidad de punta de salida del gas. 12.3

4. Cálculo de la relación de distorsión de la llama. 13.10

5. Determinación de las coordenadas X y Y del centro de llama. 13.12 y13.13

6. Cálculo de la fracción de calor transmitido. 13.3

7. Definición del valor de la fracción de calor radiado. 13.4



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Paso Sección

8. Cálculo del flujo de calor generado por la llama. 13.8

9. Cálculo de la distancia requerida por radiación. 13.9

10. Cálculo de la radiación generada por el equipo en el límite delradio de seguridad.

13.7

15.3. Diseño y Evaluación por Dispersión

Para los diferentes cálculos involucrados en el diseño y evaluación por

dispersión es necesario conocer la altura total del mechurrio o venteo y ladistancia desde el equipo hasta el receptor, por lo que el procedimiento decálculo a realizar para ambos fines es equivalente al de una evaluación. Elprocedimiento es el siguiente:

Paso Sección

1. Propiedades de la corriente de gas. 12.1

2. Diámetro de la punta de salida. 12.2

3. Velocidad de punta de salida del gas. 12.3

4. Si la altura del equipo no es conocida, se supone un valorinicial. En el caso de que se haya realizado previamente elestudio por radiación, un buen estimado inicial es el resultadode la altura calculada.

n/a

5. Velocidad del viento a la altura del venteo. 14.5

6. Parámetro de estabilidad. 14.6

7. Parámetro de flujo por flotabilidad y por momento. 14.7

8. Modelo de la EPA:

a) Fenómeno que determina el efecto de dispersión. 14.8 § B)

b) Distancia para la elevación final de la pluma. 14.8 § C) c) Elevación del eje central de la pluma. 14.8 § D)

d) Parámetros de dispersión. 14.8 § G)

e) Altura de mezclado. 14.8 § A)

f) Altura efectiva del venteo. 14.8 § F)

g) Concentración de contaminante o hidrocarburo en laatmósfera.

14.8 § H)



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Paso Sección

h) Comparar el resultado del paso anterior con el valor deconcentración máxima permitida impuesto por losreglamentos legales vigentes. Si el resultado no es elesperado, regresar al paso 4.

n/a

9. Modelo de PDVSA:

a) Distancia para la elevación final de la pluma. 14.9 § A)

b) Elevación final del eje central de la pluma dominada por laflotabilidad y por el momento.

14.9 § B)

c) Fenómeno que determina el efecto de dispersión. 14.9 § C)

d) Elevación final del eje central de la pluma. 14.9 § D)

e) Parámetros de dispersión. 14.9 § E)

f) Altura efectiva del venteo. 14.9 § F)

g) Concentración de contaminante o hidrocarburo en laatmósfera.

14.9 § G)

10. Comparación del resultado del paso anterior con el valor deconcentración máxima permitida impuesto por los reglamentos

legales vigentes. Si el resultado no es el esperado, se regresaal paso 4.

n/a

En el caso de diseño por dispersión, se supone la altura del venteo o ladistancia hasta el receptor y se realiza la evaluación del sistema, y se verificaque la concentración de contaminante es la adecuada en la atmósfera. Esteprocedimiento es un proceso iterativo de suposiciones y evaluaciones.

16. LIMITACIONES DE LOS MODELOS

El INEDON “Manual del Usuario – Programa de Radiación y Dispersión”, N°

903-HM120-P09-REF-053, tiene una sección sobre las limitaciones de losmodelos de radiación y dispersión, y por consiguiente del programa de“Radiación y Dispersión”.

17. HOJAS DE DATOS

El objetivo de este INEDON es guiar a los elaboradores de la HdD de lasDisciplinas de Ingeniería Mecánica y de Procesos. Es importante tenerpresente que algunos datos que añade la Disciplina de Procesos, pueden serverificados por la Disciplina de Ingeniería Mecánica, y viceversa.






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Adicionalmente, ambas Disciplinas pueden apoyarse mutuamente paracompletar la HdD.

La emisión de la HdD por parte de la Disciplina de Procesos aplica enlos Proyectos donde está establecido que Procesos e IngenieríaMecánica emiten HdD por separado o cuando no existe apoyo de laDisciplina de Ingeniería Mecánica. La recomendación es que laDisciplina de Procesos coloque los datos directamente en la HdD de laDisciplina de Ingeniería Mecánica.

El código de colores indica lo siguiente:

(morado) : datos añadidos por la Disciplina de Procesos.

(verde) : datos añadidos por la Disciplina de Ingeniería Mecánica.

(rosado) : datos añadidos por la Disciplina de Automatización yControl.

(anaranjado) : datos añadidos por la Disciplina de Ingeniería Eléctrica.

(blanco) : datos añadidos por la Disciplina responsable de la emisiónde la HdD.

El código de colores es una adaptación del usado para la revisión cruzada delos documentos (squad check ). Los colores son eliminados cuando se hadefinido la información requerida para la HdD.

La HdD muestra las unidades de medición más comunes en el sistema habitualde los EUA (US Customary Units) y en el sistema métrico. Sin embargo, lasunidades de medición son establecidas por el Cliente e indicadas en las Basesde Diseño del Proyecto.

El asterisco (*) al lado del título, indica que la información no es indispensablepara la emisión de la HdD. La disponibilidad de la información depende del tipo,alcance y etapa del Proyecto.

Algunos datos son indicados en el formato como “SegúnRequerimiento/Especificación del Vendedor”, esto es usado cuando no existeinformación en este INEDON; pero es importante revisar las especificacionesdel Cliente y descartar que este tenga algún requerimiento específico.



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El programa “Radiación y Dispersión” no genera la HdD.

17.1. Hoja de Datos para Mechurrios

El Anexo 7 contiene el enlace para abrir el formato de la HdD de losmechurrios, dicha HdD está basada en el API STD 537 [3].

A) Seleccione el idioma, las unidades de medición y el país.

En la fila 1 de la primera pestaña se encuentran los comandos paraseleccionar:

• Idioma: Español / English.

• Unidades de Medición: Métricas / US Customary .

• País: Argentina, Colombia, México y Venezuela. Este comandocambia el regionalismo para el nombre del [equipo]: Antorcha, Tea,Desfogue o Mechurrio según el país seleccionado. En inglés siempreaparece: Flare.

B) Encabezado.

N° de la Orden de Compra, N° O. C. (Purchase Order N°, P. O. N° )

Indicado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica.

Ítem N° (Item N° )

Número de identificación del [equipo]. Ejemplos: FL-9001. Referencias:Descripción del Proceso, Lista de Equipos, DBP, DTI.

Proyecto (Project )

Nombre del Proyecto. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto.

N° de Documento (Document N° )

N° de inelectra para la HdD. Las opciones son:



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a) N° de la Disciplina de Ingeniería Mecánica, si la HdD es emitida poresta Disciplina.

b) N° de la Disciplina de Procesos, si la HdD es emitida por estaDisciplina.

N° del Cliente (Client N° ) (si existe)

N° del Cliente para la HdD. Las opciones son:

a) Es colocado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica, si la HdD esemitida por esta Disciplina.

b) Es colocado por la Disciplina de Procesos, si la HdD es emitida poresta Disciplina.

C) Cajetín de Revisión.

Consulte el NAP y el ROSTER del Proyecto.

D) Datos Generales – HdD No. 1: Suministrado por el Comprador –Información General (Purchaser Supplied – General Information)

Comprador (Purchaser )

La persona u organización que emite la orden y especificación alvendedor. En el caso de inelectra, el comprador puede ser el Cliente delProyecto, inelectra propiamente, al ejecutar un Proyecto IPC o inelectra,en representación del Cliente del Proyecto, dependiendo de la modalidadde contratación.

Si no tiene información detallada, coloque el nombre del Cliente. El

Número de Referencia* (Reference Number ) no es generalmente usadopor inelectra, se puede colocar N/A.

Dueño de la Planta / Operador (Plant Owner / Operator )

Indique el nombre del Cliente. El Número de Referencia* (ReferenceNumber ) no es generalmente usado por inelectra, se puede colocar N/A.



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Vendedor* (Vendor )

Si la HdD es emitida para solicitar propuestas de los vendedores, la casillapuede quedar en blanco. El Número de Referencia* (Reference Number )no es generalmente usado por inelectra, se puede colocar N/A.

Ubicación del Sitio (Jobsite Location)

Indique el nombre del sitio donde será instalado el equipo. Referencia:Bases de Diseño del Proyecto.

Clima del Sitio (Jobsite Climate)

Indique el tipo de clima donde será instalado del equipo. Ejemplos: regióntropical, desierto, tundra ártica. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

También se puede indicar requerimientos especiales como filtro contrapolvo, protección contra congelamiento, etc.

No. de Identificación de la Unidad* (Unit Tag )

Indique el No. de la Unidad a la cual pertenece el equipo. Ejemplo: 1000.

No. de Equipo (Equipment Number )

Igual al Ítem N°.

Servicio (Service)

Indique el servicio general del equipo. Ejemplos: Hidrocarburos(Hydrocarbons), Hidrocarburos con Componentes Ácidos o Agrios(Hydrocarbons with Sour Components). Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Memoria de Cálculo.

Cantidad Requerida (Quantity Required )

Indique cuántos equipos con la misma especificación son requeridos.Ejemplo: Dos (2). Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo, Lista de Equipos, DBP, DTI.



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¿Se Requiere Quema Sin Humo? (S / N) (Is Smokeless Required? (Y /N))

Indique si la quema sin humo es requerida: S (Y ) Sí (Yes), N No.Véase la Sección 11.1.

Método Preferido de Quema Sin Humo (Preferred Smokeless Method )

Indique el método seleccionado para lograr la quema sin humo. Véase laSección 11.1.

Códigos Locales (Local Codes)

Indique los códigos locales para ser considerados en el diseño. Ejemplos:

• Regulación para la protección del medio ambiente que limite laquema sin humo.

• Regulaciones que afecten el diseño eléctrico, mecánico, fabricación,transporte, etc.

Los códigos son indicados por la Disciplina de Ingeniería Mecánica, otrasDisciplinas o Procesos. Si es requerido añada una pestaña adicional.

¿Se Adjunta un DTI (P&ID)? (S / N) (Is P&ID Attached? (Y / N))

Indique si un DTI está adjuntado a la HdD: S (Y ) Sí (Yes), N No.Verifique en el alcance del Proyecto si el vendedor del equipo tiene quesuministrar el DTI del [equipo] y del panel de ignición.

¿Se Adjunta un Plano de Planta? (S / N) (Is Plot Plan Attached? (Y /N))

Indique si un plano de planta está adjuntado a la HdD: S (Y ) Sí (Yes),N No.

Este dato va acompañado de la Nota (1), la cual indica que el plano deplanta ha sido adjuntado porque el terreno tiene diferencias de cota en lacercanía del [equipo], dichas diferencias son consideradas por elvendedor en el análisis de radiación. La Figura 43 muestra un ejemplo.



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Figura 44. Ejemplo de un plano de planta con diferentes cotas en lacercanía del [equipo].

Condiciones Ambientales (Diseño / Normal) ( Ambient Conditions(Design / Normal))

• Temperatura Mínima (Minimum Temperature):

Indique los valores de diseño y normal de la temperatura mínima delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Temperatura Máxima (Maximum Temperature):Indique los valores de diseño y normal de la temperatura máxima delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Humedad Relativa (Relative Humidity ):

Indique los valores de diseño y normal de la humedad relativa delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.



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• Velocidad Máxima del Viento (Maximum Wind Velocity ):

La presentación de este dato ha sido modificada con respecto a losolicitado en el API STD 537 [3]. El formato diferencia entre:

o La velocidad del viento Para el Cálculo de Radiación (ForRadiation Calculation).

o La velocidad del viento Para el Diseño Estructural (ForStructural Design).

Véase la Sección 11.12.

• Viento Predominante, (S / N) / Dirección (Predominant Wind, (Y /N) / Direction):

Indique si se dispone de información sobre el viento predominante: S(Y ) Sí (Yes), N No; y la dirección. Ejemplo: NNE (Nornoreste)Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Planos de Planta.

• Radiación Solar Máxima (Peak Solar Radiation):

Indique el valor máximo de la radiación solar. Referencia: Bases deDiseño del Proyecto, Sección 13.5.

• Incluir la Radiación Solar en la Radiación del [Equipo] (IncludeSolar w/ Flare Radiation):

Indique si la radiación solar tiene que ser incluida en la radiación delequipo. Bases de Diseño del Proyecto, Sección 13.5.

• Elevación del Sitio (Jobsite Elevation):

Indique la elevación del sitio (por encima del nivel del mar) donde seinstalará el equipo. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Zona Sísmica (Sismic Zone):

La Disciplina de Ingeniería Mecánica indica la zona sísmica paradiseño del equipo.



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E) Datos Generales – HdD No. 2: Suministrado por el Comprador –Información General (Purchaser Supplied – General Information)

Altura Mínima del [Equipo] (Minimum Flare Height )

Indique la altura mínima permitida. Véase la Sección 11.4 para un equipoelevado o las Bases de Diseño del Proyecto.

Diámetro Previsto del Colector del [Equipo]* ( Anticipated FlareHeader Diameter )

Indique el diámetro del colector (cabezal) principal del sistema de alivio depresión.

Longitud Aproximada del Colector del [Equipo]* ( Approx. FlareHeader Length)

Indique la longitud del colector (cabezal) principal del sistema de alivio depresión.

Volumen de la Red del [Equipo]* (Flare Header Network Volume)

Indique el volumen aproximado que tiene el sistema de alivio, esto incluyelas líneas y el KO Drum. Debido a que el cálculo puede requerir muchotiempo, se recomienda indicar que el dato es suministrado si es requeridopor el vendedor.

El API STD 537 [3] indica (en resumen) que los tres datosanteriores pueden afectar el diseño del sistema de purga y sepueden anticipar comportamientos transitorios que afecten eldesempeño general del sistema.

Área Disponible, Longitud / Ancho (Plot Space Available, Length /

Width)

Indique el área disponible para la instalación del equipo, esto puedeafectar el método de soporte, radio de los tensores, etc. Véase la Sección11.5. Referencia: Plano de Planta, si es requerido consulte a la Disciplinade Diseño Mecánico.



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¿Se Requieren Luces de Navegación Aérea? (S / N) ( Aircraft WarningLights Required? (Y / N))

Existen Proyectos que no requieren las luces de navegaciónaéreas porque la instalación está un área geográfica donde estáprohibido el tráfico aéreo.

Tratamiento Especial para la Tubería (Special Piping Treatment )

• Aislamiento (Insulation):

Indique algún requerimiento de aislamiento, incluya el material yespesor. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.

• Traceado (Acompañamiento) con Calor (Heat Tracing ):

Indique algún requerimiento de traceado (acompañamiento) concalor por medio eléctrico (Elec.) o con vapor de agua (Vapor,Steam). Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.

Servicios Disponibles (Diseño / Normal) (Utilities Available (Design /Normal))

Cuando algún servicio no está disponible, se indica N/D.

• Presión y Temperatura del Vapor (Steam Pressure &Temperature):

Indique la presión y temperatura de diseño y normal del vapor deagua. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo de pérdida de presión.

• Ubicación de las Condiciones del Vapor (Location of SteamConditions):

Indique dónde corresponden las condiciones del vapor de agua.Ejemplos: base de la punta, base del [equipo], algún punto fuera delárea restringida. Referencias: Bases de Diseño de Proyecto,Memoria de Cálculo del sistema de vapor.



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• Aire de Instrumentos (Instrument Air ):

Indique la presión del sistema aire de instrumentos o en el punto deconexión del sistema de generación de llama. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

Este servicio es indispensable cuando se usa un FFG.

• Aire de Planta (Plant Air ):

Indique la presión del sistema aire de planta (industrial) o en el puntode conexión del sistema de generación de llama. Referencias: Basesde Diseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

• Nitrógeno (Nitrogen):

Indique la presión del sistema nitrógeno o en el punto de conexióndel sistema de generación de llama. Referencias: Bases de Diseñodel Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

• Gas Combustible (Fuel Gas):Indique la presión del sistema de gas combustible o en el punto deconexión del sistema de generación de llama. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

El formato incluye la Nota (2), la cual está detallada en la hoja N° 7,donde se muestra la composición y propiedades del gas.


• Gas de Purga (Purge Gas):Indique la presión del sistema de gas de purga (si es diferente al gascombustible) o en el punto de conexión del sistema de generación dellama. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo de pérdida de presión.

Si el gas de purga tiene una composición diferente al gascombustible, esto es indicado en otra pestaña.



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Estructuras Cercanas* (Distancia, Altura) (Nearby Structures(Distance / Height))

Estos datos no se consideran indispensables si los cálculos de radiación ydispersión ya consideran la cercanía de otras estructuras para limitar laradiación o la concentración de algún contaminante.

• Otros [Equipos] Activos* (Other Active Flares):

Indique la distancia y altura de otros [equipos] existentes.

o Dirección desde el [equipo] Actual (Direction from CurrentFlare): indique la dirección (rosa de vientos) dónde estáubicado el [equipo] actual. Referencia: Plano de Planta.

o Calor Liberado (Heat Release): indique el calor liberado por elotro [equipo] en la base del nuevo. Referencia: HdD del otro[equipo].

o Fracción de Calor Radiado (Radiant Fraction): indique lafracción de calor radiado del otro [equipo]. Referencia: HdD delotro [equipo]; si el valor no está disponible, indique 0,2 comoestimado. Véase la Sección 13.3.

Los valores de calor liberado y de fracción de calor radiado puedenser sustituidos por los perfiles de radiación suministrados por elvendedor del otro [equipo]. Si la información está disponible,incorpórela en la HdD e indique que está adjunta.

• Otros [Equipos] Inactivos* (Other Inactive Flares):

Indique la distancia y altura de otros [equipos] inactivos en lacercanía del nuevo [equipo]. Referencia: Plano de Planta, Hoja deDatos.

• Torres de Enfriamiento* (Cooling Water ):

Indique la distancia y altura de torres de enfriamiento en la cercaníadel nuevo [equipo]. Referencia: Plano de Planta, Hoja de Datos.



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• Subestaciones de Electricidad* (Electrical Substations):

Indique la distancia y altura de subestaciones de electricidad en lacercanía del nuevo [equipo]. Referencia: Plano de Planta.

• Límites de Propiedad* (Property Line):

Indique la distancia de los límites de propiedad en la cercanía delnuevo [equipo]. Referencia: Plano de Planta.

F) Datos Generales – HdD No. 3: Condiciones de Diseño – Comprador(Process Design Conditions – Purcharser )

La pestaña contiene tres columnas para indicar diferentes casosoperacionales. Los [equipos] pueden tener al menos dos casos: quemacontinua y quema de emergencia. También existe la posibilidad que loscasos sean definidos por la composición, además del flujo. Cambie eltítulo de la columna para indicar claramente el caso, por ejemplo, Caso 1 Quema Continua (Continuous Flaring ); Caso 2 Quema deEmergencia (Emergency Flaring ).

Si existen más de tres casos, añada otra pestaña con la informacióncorrespondiente.

Evite usar la palabra “diseño” para algún caso operacional, porqueexiste la posibilidad que algún caso dimensione la altura; pero otrocaso dimensione el diámetro de la punta.

Capacidad de Diseño del [Equipo] (Design Flare Capacity )

Indique el flujo másico para cada caso operacional. Referencia: Memoriade Cálculo. Referencia: Memoria de Cálculo.

Capacidad de la Quema Sin Humo (Smokeless Capacity )

Indique el flujo másico del cual se requiere una quema sin humo, así comola opacidad según las cartas de Ringelmann (véase la Sección 11.1) paracada caso operacional.

Si existen los casos operacionales de quema continua y quema deemergencia, el flujo de la Capacidad de Diseño es igual flujo de la



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Capacidad de la Quema Sin Humo para la quema continua; para la quemade emergencia, indique N/A. Ejemplo:

QuemaContinua

Quema deEmergencia

Capacidad de Diseño del [Equipo], kg/h 10000 20000

Capacidad de la Quema Sin Humo, kg/h /opacidad

10000 / R0 N/A

Temperatura del Gas (Gas Temperature)

Indique la temperatura del gas en la punta del [equipo] para cada casooperacional. Referencia: Memoria de Cálculo.

Presión Estática en la Entrada del [Equipo] (Static Pressure at FlareInlet )

Indique la presión del gas en la brida de entrada del [equipo] para cadacaso operacional. Referencia: Memoria de Cálculo.

Diámetro de Entrada del [Equipo] (Flare Inlet Diameter )

Indique diámetro nominal de la brida de entrada del [equipo] para cadacaso operacional. Referencia: Memoria de Cálculo.

Flujo Volumétrico Equivalente (Veq ) (Equivalent Volumetric FlowRate (V eq))

Indique el flujo de aire que equivale al flujo de la Capacidad de Diseñopara cada caso operacional según la ecuación siguiente [3]:

Unidades métricas y condiciones normales:

27329GG

N eq

T MW V V ⋅⋅= (105)

Unidades USC y condiciones estándar:

52029GG

STDeq

T MW V V ⋅⋅= (106)



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Donde,V eq es el flujo volumétrico equivalente de aire en Nm3/h (SCFH);

V N es el flujo volumétrico del gas a condiciones normales en Nm3/h;

V STD es el flujo volumétrico del gas a condiciones estándar en SCFH;

MW G peso molecular del gas en kg/kg-mol (lb/lb-mol);

T G temperatura del gas en K (°R).Factores:

29 peso molecular del aire seco en kg/kg-mol (lb/lb-mol);

273 temperatura en K que equivale a 0 °C.

520 temperatura en °R que equivale a 60 °F.

Duración a Flujo Máximo* (Duration @ Maximum Flow )

Indique la duración del alivio que puede afectar los valores permisibles deradiación, ruido, quema sin humo, etc.; o N/D.

Este dato se considera no indispensable porque generalmente no sedispone de un valor.

Fuente de Alivio (Relief Source)

Indique la fuente de dónde proviene el flujo de alivio. Ejemplos: tope(cima) de la desetanizadora, tambor de reflujo de la fraccionadora deFCC.

Caso Gobernante Para… (Controlling Case For…)

Indique si el caso operacional es el caso gobernante para la pérdida depresión (DP), radiación (RAD), ruido (NOI), quema sin humo (SMK), etc.

Composición del Gas (Gas Composition)

Indique la composición del gas para cada caso operacional en porcentajemolar o másico (uno de los dos).



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Rev. 1



El formato de HdD tiene los componentes indicados en el API STD 537[3]; pero esto puede ser ajustado a los componentes y el orden requeridospara el Proyecto.

Peso Molecular (Molecular Weight )

Indique el peso molecular del gas para cada caso operacional.

Factor de Compresibilidad (Compressibility Factor )

Indique el factor de compresibilidad del gas para cada caso operacional ydeterminado a la temperatura de operación. Este es un dato adicional queno está incluido en el formato del API STD 537 [3].

Calor Neto de Combustión (Lower Heating Value)

Indique el calor neto de combustión del gas para cada caso operacional.

Relación de los Calores Específicos, C P /C V (Ratio of Specific Heats,C P /C V )

Indique la relación de los calores específicos del gas para cada casooperacional y calculado a la temperatura de operación.

Fracción de Calor Radiado (Fraction of Heat Radiated )

Indique la fracción de calor radiado usado para el cálculo. Este es un datoadicional que no está incluido en el formato del API STD 537 [3] y estáacompañado de la Nota (3), véase la Sección 13.3.

Viscosidad (Viscosity )

Indique la viscosidad del gas para cada caso operacional y calculado a latemperatura y presión de operación de la entrada del [equipo].

UEL, % en aire* (UEL, % in air )

Indique el límite superior de explosividad de la composición total del gas,como porcentaje en aire para cada operacional. Consulte el INEDON“Guía sobre Datos de Procesos para Clasificación de Áreas”,N° 903-HM120-P09-GUD-051.







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Rev. 1



LEL, % en aire* (UEL, % in air )

Indique el límite inferior de explosividad de la composición total del gas,como porcentaje en aire para cada operacional. Consulte el INEDON“Guía sobre Datos de Procesos para Clasificación de Áreas”,N° 903-HM120-P09-GUD-051.

Los siguientes términos y acrónimos son equivalentes:

UEL = UFL, Upper Flammable Limit : Límite Superior deInflamabilidad.

LEL = LFL, Lower Flammable Limit : Límite Inferior deInflamabilidad.

Los valores de UEL y LEL no se consideran indispensables debido a ladificultad que puede existir para conseguir los valores cuando lacomposición del gas es compleja o contiene pseudocomponentesgenerados por un simulador de procesos.

G) Datos Generales – HdD No. 4: Datos de Diseño Mecánico (Pilotos /Sistema de Ignición) (Mechanical Design Data (Pilots / Ignition System))

La pestaña contiene dos columnas, una donde el Comprador (en estecaso inelectra) coloca sus requerimientos, otra donde el Vendedor indicasu propuesta o el valor real.

Este INEDON solo describe los requerimientos más comunes, otros datosson según la especificación del vendedor. Sin embargo, verifique lasespecificaciones del Cliente.

a) Pilotos (Pilots)

• Monitoreo de la Llama (por piloto / por [equipo]) (Flame Monitor(per pilot / per flare)):

El formato indica por defecto “Por piloto” (Per pilot ).

• Tipo de Monitoreo de la Llama (Flame Monitor Type)):

El formato indica por defecto “Termocupla” (Thermocouple).







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Rev. 1



• Pilotos Retraibles (Retractable Pilots):El formato indica por defecto “No”.

• Termocuplas Retraibles (Retractable Thermocouples):

El formato indica por defecto “No”.

b) Sistema de Ignición (Ignition System)

• Tipo (FFG / Electrónico / Otro) (Type (FFG / Electronic / Other)):

El formato indica por defecto “FFG”.

• Distancia desde la Estaca (Distance from Stack ):

Indique a cuál distancia estará ubicado el sistema de ignición.

• Ignición Automática / Manual ( Automatic / Manual Ignition):

El formato solicita por defecto ambas opciones.

Algunos datos son suministrados o consultados con las Disciplinasde Ingeniería Eléctrica o Automatización y Control.

H) Datos Generales – HdD No. 5: Datos de Diseño Mecánico (Sello deLíquido) (Mechanical Design Data (Liquid Seal))


La pestaña es solo requerida si existe el requerimiento de sello de líquido.

Diámetro del Recipiente (Vessel Diameter )

Las opciones son:

a) Indique el diámetro del recipiente del sello de líquido. Referencia:Memoria de Cálculo.



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Rev. 1



b) Indique que el diámetro es especificado por el vendedor. Esta es laopción preferible si no se dispone de algún procedimiento de cálculopara dimensionar el sello de líquido.

Altura / Longitud (T / T) (Height / Length (T / T))

Las opciones son:

a) Indique la altura (recipiente vertical) o longitud (recipiente horizontal)entre ambas líneas tangenciales. Referencia: Memoria de Cálculo.

b) Indique que la altura o longitud es especificada por el vendedor. Estaes la opción preferible si no se dispone de algún procedimiento decálculo para dimensionar el sello de líquido.

Material / Espesor (Height / Length (T / T))

Indique el material para las paredes del recipiente. El espesor puedeser especificado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica o por elvendedor.

Integrado / Separado de la Estaca (Integral / Separate from Stack )

Indique si el recipiente del sello de líquido está integrado o separado de laestaca. Generalmente, se solicita integrado.

Presión de Diseño (Design Pressure)

Indique la presión de diseño. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto,la misma que el [equipo] según el Cuadro 5 si están integrados, DTI, Listade Equipos.

Temperatura de Diseño (Design Temperature)

Indique la temperatura de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, la misma que el [equipo] según el Cuadro 4 si están integrados,DTI, Lista de Equipos.

Corrosión Permitida (Corrosion Allowance)

Indique la corrosión permitida. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.Consulte el INEDON “Guía para la Selección de los Materiales de



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Construcción”, N° 903-HM120-P09-GUD-054, o la Disciplina de IngenieríaMecánica.

Profundidad del Sello (Seal Depth)

El formato indica por defecto “Según la Especificación del Vendedor”.

Como información, el API STD 537 [3] muestra lo siguiente:

“La profundidad del sello determinará la presión de entrada, a la cual laprimera burbuja de gas fluye a través del recipiente. La profundidad dediseño del sello varía según el propósito del sello de líquido. Mantener unapresión positiva en el colector (cabezal) aguas arriba puede requerir solounos centímetros (pulgadas) de profundidad. Los sistemas derecuperación de gas pueden requerir de 500 mm a 750 mm (20 in a 30 in)de profundidad del sello; para asegurar una presión de succión adecuadapara el compresor. Los sellos de líquido usados para múltiples [equipos]pueden tener una profundidad del sello de 2,5 m (100 in) o más.”

Vacío Máximo sin añadir el líquido (Max. Vacuum w/o adding liquid )

El formato indica por defecto “Según la Especificación del Vendedor”.


“La contracción térmica y/o la condensación del gas de alivio o gascaliente, puede originar una presión de vacío significativa en el colector(cabezal) de alivio. Una sección vertical de tubería en la entrada del sellode líquido puede permitir que el fluido del sello sea succionado por elvacío sin succionar aire en la punta del [equipo]. Para lograr esto, esnecesario diseñar el recipiente con suficiente volumen de líquido en elárea normal de la profundidad del sello para llenar la sección vertical. Eldiseño seguro no toma crédito del volumen de líquido ya presente en el

recipiente…”

Tipo de Protección contra Congelamiento (Freeze Protection Type)

Indique si existe y el tipo de protección contra congelamiento. Añadatambién el tipo y tamaño de la conexión. Referencia: Bases de Diseño delProyecto.







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Requerimientos Especiales (Special Requirements)

Indique si existe algún requerimiento especial. Ejemplo: el uso de unapintura epóxica en el interior del sello de líquido. Si la casilla es muy corta,coloque una nota.

Conexiones del Recipiente (Vessel Connections)

Indique la información solicitada para las conexiones de entrada, salida,llenado, drenaje, etc. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, DTI.

Algunas conexiones son especificadas por las Disciplinas de Automatización y Control o Ingeniería Mecánica.

• Tipo. Ejemplo: RF (raised face). Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Especificación de Materiales para las líneas.

• Tamaño. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculos de Pérdida de Presión.

• Libraje (rating). Ejemplo: 150. Referencia: Bases de Diseño del

Proyecto, Especificación de Materiales para las líneas.I) Datos Generales – HdD No. 6: Datos de Diseño Mecánico (Tambor

Separador) (Mechanical Design Data (Knockout Drum))


La pestaña es solo requerida si existe el requerimiento de un KO Drum dentro del alcance del vendedor del [equipo].

Tipo (Horz. / Vert. / Ciclón, Ref. API STD 521) (Type (Horz. / Vert. /Cyclone, Ref. API STD 521))

Indique el tipo de KO Drum requerido. Referencia: Memoria de Cálculo.

Diámetro del Recipiente (Vessel Diameter )

Indique el diámetro del recipiente del sello de líquido. Referencia: Memoriade Cálculo.



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Altura / Longitud (T / T) (Height / Length (T / T))

Indique la altura (recipiente vertical) o longitud (recipiente horizontal) entreambas líneas tangenciales. Referencia: Memoria de Cálculo

Material / Espesor (Height / Length (T / T))

Indique el material para las paredes del recipiente. El espesor puede serespecificado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica o por el vendedor.

Integrado / Separado de la Estaca (Integral / Separate from Stack )

Indique si el KO Drum está integrado o separado de la estaca.Generalmente, se considera que está integrado a la estaca si se solicita alvendedor del [equipo] que construya el KO Drum. Referencia: Memoria deCálculo.

Presión de Diseño (Design Pressure)

Indique la presión de diseño. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto,la misma que el [equipo] según el Cuadro 5 si están integrados, DTI, Listade Equipos.

Temperatura de Diseño (Design Temperature)

Indique la temperatura de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, la misma que él [equipo] según el Cuadro 4 si están integrados,DTI, Lista de Equipos.

Corrosión Permitida (Corrosion Allowance)

Indique la corrosión permitida. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.Consulte el INEDON “Guía para la Selección de los Materiales de

Construcción”, N° 903-HM120-P09-GUD-054, o la Disciplina de IngenieríaMecánica.

Máximo Nivel de Líquido (Max. Liquid Level )

Indique el máximo nivel de líquido permitido para el KO Drum. Referencia:Memoria de Cálculo.

El formato contiene la Nota (5), la cual indica que existe un esquemaadjunto a la HdD con los niveles del KO Drum. Esto es añadido cuando







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Procesos dimensiona el KO Drum en función de tiempos de residenciapara los niveles.

Volumen de Retención de Líquido (Liquid Holdup Volume)

Indique el volumen de retención de líquido del KO Drum. Referencia:Memoria de Cálculo.

Tipo de Protección contra Congelamiento (Freeze Protection Type)

Indique si existe y el tipo de protección contra congelamiento. Añadatambién el tipo y tamaño de la conexión. Referencia: Bases de Diseño delProyecto.

Requerimientos Especiales (Special Requirements)

Indique si existe algún requerimiento especial. Ejemplo: el uso de unapintura epóxica en el interior del sello de líquido. Si la casilla es muy corta,coloque una nota.

Conexiones del Recipiente (Vessel Connections)

Indique la información solicitada para las conexiones de entrada, salida,llenado, drenaje, etc. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, DTI.Otras conexiones son especificadas por las Disciplinas de Automatizacióny Control o Ingeniería Mecánica.

• Tipo. Ejemplo: RF (raised face). Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Especificación de Materiales para las líneas.

• Tamaño. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculos de Pérdida de Presión.

• Libraje (rating). Ejemplo: 150. Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Especificación de Materiales para las líneas.

J) Datos Generales – HdD No. 7: Notas Generales (General Notes)

El formato incluye varias notas por defecto, las cuales son descritas eneste INEDON.

K) [Equipo] Elevado – HdD No. 1: Desempeño Requerido del Sistema –Comprador (Required System Performance – Purchaser )



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El formato incluye dos columnas:

• Especificado: en esta columna se añaden los valores requeridospara el Proyecto.

• Basado en el Caso / Flujo: en esta columna se indica a cual Caso oFlujo corresponde el requerimiento.

Desempeño del Flujo (Flow Performance)

• Capacidad Hidráulica (Hydraulic Capacity )

Indique la capacidad hidráulica del [equipo], la cual corresponde conel valor máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3: Condiciones deDiseño del Proceso – Comprador”.

• Presión Estática en la Entrada (Static Inlet Pressure)

Indique la presión del gas en la brida de entrada del [equipo], la cualcorresponde con el valor máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3:

Condiciones de Diseño del Proceso – Comprador”.• Velocidad Máxima de Salida (Peak Exit Velocity )

Indique la velocidad máxima permitida de salida en la punta del[equipo]. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo. El valor puede ser inferido del No. de Mach máximo.

• No. de Mach Máximo de Salida (Peak Mach Number )

Indique el No. de Mach máximo de salida permitido en la punta del

[equipo]. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.

• Pérdida de Presión Permitida Total ( Allowed Overall PressureDrop)

Indique la pérdida de presión permitida en el [equipo], incluye laestaca y el quemador. Referencia: Memoria de Cálculo.



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El valor es el resultado de un cálculo de pérdida de presión yel efecto de la contrapresión en la selección del tipo deválvulas de alivio. Sin embargo, un valor muy pequeño depérdida de presión puede originar un [equipo] de muchodiámetro y por ende muy costoso.

Desempeño de la Radiación (Radiation Performance)

• Radiación Máxima al Nivel del Suelo (Peak Radiation at Grade)

Indique la radiación máxima o total permitida al nivel del suelo.Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Sección 13.6 de esteINEDON.

• Distancia hasta la Radiación Máxima (Distance to PeakRadiation)

Indique la distancia desde el [equipo] hasta donde se permite laradiación máxima. Referencia: este INEDON.

• Distancia hasta…* (Distance to…)

El formato permite colocar dos valores adicionales de radiación y sucorrespondiente distancia desde el equipo. Ejemplos: la distanciahasta el KO Drum, hasta los tanques de almacenamiento, hasta ellímite con terceros, etc. todos con sus correspondiente radiaciónmáxima permitida.

Estos datos no se consideran indispensables si el diseño del [equipo]ha considerado otras limitantes en el cálculo de radiación.

Desempeño del Ruido (Noise Performance)

La existencia de otros equipos, los cuales tengan que ser considerados enel cálculo de ruido, es indicada en la pestaña de “Notas Generales”.Ejemplos: el soplador para la asistencia de aire en la quema sin humo,válvula de control de vapor.

• SPL en la Base del [Equipo] (SPL at Flare Base)

Indique el nivel de ruido permitido en la base del [equipo]. El APISTD 537 [3] considera un punto a 1,5 m (5 ft) de altura sobre el suelo



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y una distancia (desde el equipo) que equivale al 10 % de la altura.Referencia: Sección 11.8.

• SPL a…* (SPL at…)

El formato permite colocar dos valores adicionales de ruido y sucorrespondiente distancia desde el equipo.

Desempeño de la Quema Sin Humo (Smokeless Performance)

• Capacidad de la Quema Sin Humo (Smokeless Capacity ) Indique la capacidad de quema sin humo, la cual corresponde con elvalor máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3: Condiciones deDiseño del Proceso – Comprador”.

• Definición de la Quema Sin Humo (R0 / R1 / R2) (SmokelessDefinition (R0 / R1 / R2))

Indique el número de Ringelmann más bajo que haya sidoestablecido para la quema sin humo, el cual corresponde con el valor

máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3: Condiciones de Diseñodel Proceso – Comprador”.

Consumo de Vapor para la Quema Sin Humo (Smokeless SteamConsumption)

El formato indica que esta información es establecida según elrequerimiento del vendedor.

El flujo de vapor calculado con la información de la Sección 11.1 es usadopara establecer el consumo estimado de vapor.

Requerimiento de Aire para la Quema Sin Humo (Smokeless AirRequirements)


Consumo de Servicios (Utility Consumption)




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El flujo de gas de purga calculado con la información de la Sección 11.2es usado para establecer el consumo estimado.

L) [Equipo] Elevado – HdD No. 2: Desempeño Requerido del Sistema –Vendedor (Required System Performance – Vendor )

Esta pestaña es usada por el vendedor, para colocar los valores cálculoso garantizados para el desempeño del equipo.

M) [Equipo] Elevado – HdD No. 3: Datos de Diseño Mecánico (Quemador)(Mechanical Design Data (Flare Burner))

Cuerpo del Quemador del [Equipo] (Flare Burner Body )

• Punta: Tipo / Modelo* (Tip Type / Model )

Indique el tipo requerido para el quemador.

El dato no se considera indispensable porque, generalmente, se dejaque el vendedor seleccione el tipo y modelo en función de losrequerimientos de desempeño. La excepción es cuando se requiereuna punta con varios quemadores.

• Cantidad de Quemadores (Quantity of Burners)

Indique la cantidad requerida de quemadores en la punta.Generalmente, la cantidad es uno (1) y solo en casos especiales sesolicitan puntas con varios quemadores.

• Método de la Quema Sin Humo (Smokeless Method )

Indique el método establecido para la quema sin humo. Referencia:Bases de Diseño del Proyecto, Sección 11.1.

Equipo para Asistencia con Vapor (Steam Assist Equipment )

Generalmente, se permite que el vendedor use sus especificaciones.

Equipo para Asistencia con Aire ( Air Assist Equipment )

Generalmente, se permite que el vendedor use sus especificaciones.



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N) [Equipo] Elevado – HdD No. 4: Datos de Diseño Mecánico (Dispositivo dePurga / Estaca) (Mechanical Design Data (Purge Device / Stack))

Dispositivo para la Conservación de la Purga (Purge ConservationDevice)

• Tipo (Molecular / Velocidad / Otro) (Type (Buoyancy / Velocity /Other))

Indique el tipo de sello requerido para la conservación del flujo degas de purga. Referencia: Bases de Diseño.

El requerimiento de sello de líquido es indicado en la HdD No.5 “Datos de Diseño Mecánico (Sello de Líquido)”.

Estaca (Stack )

• Altura Total (Overall Height )

Indique la altura total (estaca más punta) estimada por los cálculosde radiación y dispersión.

• Método de Soporte (Support Method )

Indique el método de soporte. Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Sección 11.5.

• Presión de Diseño (Design Pressure)

Indique la presión de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Cuadro 5, DTI, Lista de Equipos.

• Temperatura de Diseño (Design Temperature)

Indique la temperatura de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Cuadro 4, DTI, Lista de Equipos.

• Material de la Estaca (Riser Material )

Indique el material requerido para la estaca. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, DTI, Lista de Equipos.



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• Entrada, Tipo / Tamaño (Inlet Type / Size)

Indique el tipo y tamaño de la conexión de entrada a la estaca.Referencia: Memoria de Cálculo.

• Drenaje, Tipo / Tamaño (Inlet Type / Size)

Indique el tipo y tamaño de la conexión de drenaje de la estaca.

O) [Equipo] Elevado – HdD No. 5: Datos de Diseño Mecánico (Auxiliares)

(Mechanical Design Data (Ancillaries))Sistema del Soplador para Asistencia con Aire ( Air Assist BlowerSystem)

• Ubicación del Ventilador (Fan Location)

El formato indica “En la base de la estaca” ( At stack base), por ser laubicación más común. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Control de Deflectores de Tiro, Requerido / Incluido (Damper

Control Required / Included ) El formato indica “Requerido” (Required ) por defecto. Referencia:Bases de Diseño del Proyecto.

• Requerimientos Adicionales (Supplemental Requirements)

Indique si existe algún requerimiento adicional. Si el espacio no essuficiente, coloque una nota. Referencia: Bases de Diseño delProyecto.

Control de Supresión de Humo (Smoke Suppression Control ) • Detector de Flujo de Gas del [Equipo] (Flare Gas Flow Detection)

Indique si el vendedor del [equipo] tiene en su alcance el suministrode un detector de flujo de gas.

El requerimiento de detección o medición de flujo está generalmentefuera del alcance del vendedor del [equipo].



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• Detector de Humo (Smoke Detector )

Indique si el vendedor del [equipo] tiene en su alcance el suministrode un detector de humo. Bases de Diseño del Proyecto.

• Estrategia de Control (Automática / Manual) (Control Strategy(Automatic / Manual))

Indique si la estrategia de control tiene que ser automática o manual.Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

17.2. Hoja de Datos para Venteos

El Anexo 8 contiene el enlace para abrir el formato de HdD de los venteos, lacual es una simplificación de la usada para los mechurrios.

A) Seleccione el idioma y las unidades de medición.

En la fila 1 de la primera pestaña se encuentran los comandos paraseleccionar:

• Idioma: Español / English.

• Unidades de Medición: Métricas / US Customary . Las unidadespreestablecidas son las más comunes; pero las específicas delProyecto están en las Bases de Diseño.

B) Encabezado.

N° de la Orden de Compra, N° O. C. (Purchaser Order N°, P. O. N° )

Indicado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica.

Ítem N° (Item N° )

Número de identificación del [equipo]. Ejemplos: FL-9001. Referencias:Descripción del Proceso, Lista de Equipos, DBP, DTI.

Proyecto (Project )

Nombre del Proyecto. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto.



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N° de Documento (Document N° )

N° de inelectra para la HdD. Las opciones son:

c) N° de la Disciplina de Ingeniería Mecánica, si la HdD es emitida poresta Disciplina.

d) N° de la Disciplina de Procesos, si la HdD es emitida por estaDisciplina.

N° del Cliente (Client N° ) (si existe)

N° del Cliente para la HdD. Las opciones son:

c) Es colocado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica, si la HdD esemitida por esta Disciplina.

d) Es colocado por la Disciplina de Procesos, si la HdD es emitida poresta Disciplina.

C) Cajetín de Revisión.

Consulte el NAP y el ROSTER del Proyecto.

D) HdD de Venteo No. 1: Suministrado por el Comprador – InformaciónGeneral (Purchaser Supplied – General Information)

Comprador (Purchaser )

La persona u organización que emite la orden y especificación alvendedor. En el caso de inelectra, el comprador puede ser el Cliente delProyecto, inelectra propiamente, al ejecutar un Proyecto IPC o inelectra,en representación del Cliente del Proyecto, dependiendo de la modalidad

de contratación.

Si no tiene información detallada, coloque el nombre del Cliente. ElNúmero de Referencia* (Reference Number ) no es generalmente usadopor inelectra, se puede colocar N/A.

Dueño de la Planta / Operador (Plant Owner / Operator )

Indique el nombre del Cliente. El Número de Referencia* (ReferenceNumber ) no es generalmente usado por inelectra, se puede colocar N/A.



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Vendedor* (Vendor )

Si la HdD es emitida para solicitar propuestas de los vendedores, la casillapuede quedar en blanco. El Número de Referencia* (Reference Number )no es generalmente usado por inelectra, se puede colocar N/A.

Ubicación del Sitio (Jobsite Location)

Indique el nombre del sitio donde será instalado el equipo. Referencia:Bases de Diseño del Proyecto.

Clima del Sitio (Jobsite Climate)

Indique el tipo de clima donde será instalado del equipo. Ejemplos: regióntropical, desierto, tundra ártica. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

También se puede indicar requerimientos especiales como filtro contrapolvo, protección contra congelamiento, etc.

No. de Identificación de la Unidad* (Unit Tag )

Indique el No. de la Unidad a la cual pertenece el venteo. Ejemplo: 1000.

No. de Equipo (Equipment Number )

Igual al Ítem N°.

Servicio (Service)

Indique el servicio general del venteo. Ejemplos: Hidrocarburos(Hydrocarbons), Hidrocarburos con Componentes Ácidos o Agrios(Hydrocarbons with Sour Components). Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Memoria de Cálculo.

Cantidad Requerida (Quantity Required )

Indique cuántos equipos con la misma especificación son requeridos.Ejemplo: Dos (2). Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo, Lista de Equipos, DBP, DTI.



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Códigos Locales (Local Codes)

Indique los códigos locales para ser considerados en el diseño. Ejemplos:

• Regulación para la protección del medio ambiente que limite laconcentración de algún contaminante.

• Regulaciones que afecten el diseño eléctrico, mecánico, fabricación,transporte, etc.

Los códigos son indicados por la Disciplina de Ingeniería Mecánica, otrasDisciplinas o Procesos. Si es requerido añada una pestaña adicional.

¿Se Adjunta un DTI? (S / N) (Is P&ID Attached? (Y / N))

Indique si un DTI está adjuntado a la HdD: S (Y ) Sí (Yes), N No.Verifique en el alcance del Proyecto si el vendedor del equipo tiene quesuministrar el DTI.

¿Se Adjunta un Planto de Planta? (S / N) (Is Plot Plan Attached? (Y /N))

Indique si un plano de planta está adjuntado a la HdD: S (Y ) Sí (Yes),N No.

Este dato va acompañado de la Nota (1), la cual indica que el plano deplanta ha sido adjuntado porque el terreno tiene diferencias de cota en lacercanía del [equipo], dicha diferencias son consideradas por el vendedoren el análisis de radiación y dispersión. La Figura 43 muestra un ejemplo.

Condiciones Ambientales (Diseño / Normal) ( Ambient Conditions(Design / Normal))

• Temperatura Mínima (Minimum Temperature):

Indique los valores de diseño y normal de la temperatura mínima delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Temperatura Máxima (Maximum Temperature):

Indique los valores de diseño y normal de la temperatura máxima delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.



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• Humedad Relativa (Relative Humidity ):

Indique los valores de diseño y normal de la humedad relativa delaire. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Velocidad Máxima del Viento (Maximum Wind Velocity ):

La presentación de este dato ha sido modificada con respecto a losolicitado en el API STD 537 [3]. El formato diferencia entre:

o

La velocidad del viento Para el Cálculo de Radiación yDispersión (For Radiation & Dispersion Calculation).

o La velocidad del viento Para el Diseño Estructural (ForStructural Design).

Véase la Sección 11.12.

• Viento Predominante, (S / N) / Dirección (Predominant Wind, (Y /N) / Direction):

Indique si se dispone de información sobre el viento predominante: S(Y ) Sí (Yes), N No; y la dirección. Ejemplo: NNE (Nornoreste)Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Planos de Planta.

• Radiación Solar Máxima (Peak Solar Radiation):

Indique el valor máximo de la radiación solar. Véase la Sección 13.5.

• Incluir la Radiación Solar en la Radiación del [Equipo] (IncludeSolar w/ Flare Radiation):

Indique si la radiación solar tiene que ser incluida en la radiación delequipo. Bases de Diseño del Proyecto, Sección 13.5.

• Elevación del Sitio (Jobsite Elevation):

Indique la elevación del sitio (por encima del nivel del mar) donde seinstalará el equipo. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.



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• Zona Sísmica (Sismic Zone):

La Disciplina de Ingeniería Mecánica indica la zona sísmica paradiseño del equipo.

Altura Mínima del Venteo (Minimum Vent Height )

Indique la altura mínima permita. Véase la Sección 11.4 para un equipoelevado o las Bases de Diseño del Proyecto.

Área Disponible, Longitud / Ancho (Plot Space Available, Length /Width)

Indique el área disponible para la instalación del equipo, esto puedeafectar el método de soporte, radio de los tensores, etc. Véase la Sección11.5. Referencia: Plano de Planta, si es requerido consulte a la Disciplinade Diseño Mecánico.

¿Se Requieren Luces de Navegación Aérea? (S / N) ( Aircraft WarningLights Required? (Y / N))

Existen Proyectos que no requieren las luces de navegaciónaéreas porque la instalación está un área geográfica donde estáprohibido el tráfico aéreo.

Tratamiento Especial para la Tubería (Special Piping Treatment )

• Aislamiento (Insulation):

Indique algún requerimiento de aislamiento, incluya el material yespesor. Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.

• Traceado (Acompañamiento) con Calor (Heat Tracing ):

Indique algún requerimiento de traceado (acompañamiento) concalor por medio eléctrico (Elec.) o con vapor de agua (Vapor,Steam). Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.



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E) HdD de Venteo No. 2: Suministrado por el Comprador – InformaciónGeneral (Purchaser Supplied – General Information)

Servicios Disponibles (Diseño / Normal) (Utilities Available (Design /Normal))

Cuando algún servicio no está disponible, se indica N/D.

• Aire de Instrumentos (Instrument Air ):

Indique la presión del sistema aire de instrumentos o en el punto deconexión del sistema de generación de llama. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.


• Aire de Planta (Plant Air ):

Indique la presión del sistema aire de planta (industrial) o en el puntode conexión del sistema de generación de llama. Referencias: Basesde Diseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

• Nitrógeno (Nitrogen):

Indique la presión del sistema nitrógeno o en el punto de conexióndel sistema de generación de llama. Referencias: Bases de Diseñodel Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

• Gas de Purga (Purge Gas):

Indique la presión del sistema de gas de purga o en el punto deconexión del sistema de generación de llama. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, Memoria de Cálculo de pérdida de presión.

El formato incluye la Nota (2), la cual está detallada en la hoja N° 7,donde se muestra la composición y propiedades del gas.



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Estructuras Cercanas* (Distancia, Altura) (Nearby Structures(Distance / Height))

Estos datos no se consideran indispensables si los cálculos de radiación ydispersión ya consideran la cercanía de otras estructuras para limitar laradiación o la concentración de algún contaminante.

• Otros Venteos Activos* (Other Active Vents):

Indique la distancia y altura de otros [equipos] existentes.

o Dirección desde el Venteo Actual (Direction from Current Vent ):indique la dirección (rosa de vientos) dónde está ubicado elventeo actual. Referencia: Plano de Planta.

o Calor Liberado (Heat Release): indique el calor liberado por elotro venteo en la base del nuevo. Referencia: HdD del otroventeo.

o Fracción de Calor Radiado (Radiant Fraction): indique lafracción de calor radiado del otro [equipo]. Referencia: HdD delotro venteo; si el valor no está disponible, indique 0,2 comoestimado. Véase la Sección 13.3.

Los valores de calor liberado y de fracción de calor radiado puedenser sustituidos por los perfiles de radiación suministrados por elvendedor del otro venteo. Si la información está disponible,incorpórela en la HdD e indique que está adjunta.

• Otros Venteos Inactivos* (Other Inactive Vents):

Indique la distancia y altura de otros venteos inactivos en la cercaníadel nuevo venteo. Referencias: Plano de Planta, Hoja de Datos.

• Torres de Enfriamiento* (Cooling Water ):

Indique la distancia y altura de torres de enfriamiento en la cercaníadel nuevo venteo. Referencias: Plano de Planta, Hoja de Datos.



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• Subestaciones de Electricidad* (Electrical Substations):

Indique la distancia y altura de subestaciones de electricidad en lacercanía del nuevo venteo. Referencia: Plano de Planta.

• Límites de Propiedad* (Property Line):

Indique la distancia de los límites de propiedad en la cercanía delnuevo venteo. Referencia: Plano de Planta.

F) HdD de Venteo No. 3: Condiciones de Diseño – Comprador (ProcessDesign Conditions – Purcharser )

La pestaña contiene tres columnas para indicar diferentes casosoperacionales. Si existen más de tres casos, añada otra pestaña con lainformación correspondiente.

Evite usar la palabra “diseño” para algún caso operacional, porqueexiste la posibilidad que algún caso dimensione la altura; pero otrocaso dimensione el diámetro de la punta.

Capacidad de Diseño del [Equipo] (Design Flare Capacity )

Indique el flujo másico para cada caso operacional. Referencia: Memoriade Cálculo. Referencia: Memoria de Cálculo.

Temperatura del Gas (Gas Temperature)

Indique la temperatura del gas en la punta del venteo para cada casooperacional. Referencia: Memoria de Cálculo.

Presión Estática en la Entrada del [Equipo] (Static Pressure at FlareInlet )

Indique la presión del gas en la brida de entrada del venteo para cadacaso operacional. Referencia: Memoria de Cálculo.

Diámetro de Entrada del Venteo (Vent Inlet Diameter )

Indique diámetro nominal de la brida de entrada del venteo para cadacaso operacional. Referencia: Memoria de Cálculo.



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Duración a Flujo Máximo* (Duration @ Maximum Flow )

Indique la duración del alivio que puede afectar los valores permisibles deradiación, ruido, quema sin humo, etc.; o N/D.

Este dato se considera no indispensable porque generalmente no sedispone de un valor.

Fuente de Alivio (Relief Source)

Indique la fuente de dónde proviene el flujo de alivio. Ejemplos:despresurización de la Zona 1, alivio discontinuo del equipo V-1001.

Caso Gobernante Para… (Controlling Case For…)

Indique si el caso operacional es el caso gobernante para la pérdida depresión (DP), radiación (RAD), dispersión (DIS), ruido (NOI), etc.

Composición del Gas (Gas Composition)

Indique la composición del gas para cada caso operacional en porcentajemolar o másico (uno de los dos).

El formato de HdD tiene los componentes indicados en el API STD 537[3]; pero esto puede ser ajustado a los componentes y el orden requeridospara el Proyecto

Peso Molecular (Molecular Weight )

Indique el peso molecular del gas para cada caso operacional.

Factor de Compresibilidad (Compressibility Factor )

Indique el factor de compresibilidad del gas para cada caso operacional ydeterminado a la temperatura de operación. Este es un dato adicional queno está incluido en el formato del API STD 537 [3].

Calor Neto de Combustión (Lower Heating Value)

Indique el calor neto de combustión del gas para cada caso operacional.



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Relación de los Calores Específicos, C P /C V (Ratio of Specific Heats,C P /C V )

Indique la relación de los calores específicos del gas para cada casooperacional y calculado a la temperatura de operación.

Fracción de Calor Radiado (Fraction of Heat Radiated )

Indique la fracción de calor radiado usado para el cálculo. Este es un datoadicional que no está incluido en el formato del API STD 537 [3] y estáacompañado de la Nota (3), véase la Sección 13.3.

Viscosidad (Viscosity )

Indique la viscosidad del gas para cada caso operacional y calculado a latemperatura de operación y presión.

UEL, % en aire* (UEL, % in air )

Indique el límite superior de explosividad de la composición total del gas,como porcentaje en aire para cada operacional. Consulte el INEDON“Guía sobre Datos de Procesos para Clasificación de Áreas”,N° 903-HM120-P09-GUD-051.

LEL, % en aire* (UEL, % in air )

Indique el límite inferior de explosividad de la composición total del gas,como porcentaje en aire para cada operacional. Consulte el INEDON“Guía sobre Datos de Procesos para Clasificación de Áreas”,N° 903-HM120-P09-GUD-051.

Los siguientes términos y acrónimos son equivalentes:

UEL = UFL, Upper Flammable Limit : Límite Superior deInflamabilidad.

LEL = LFL, Lower Flammable Limit : Límite Inferior deInflamabilidad.

Los valores de UEL y LEL no se consideran indispensables debido a ladificultad que puede existe para conseguir los valores cuando la











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composición del gas es compleja o contiene pseudocomponentesgenerados por un simulador de procesos.

G) HdD de Venteo No. 4: Desempeño Requerido del Sistema – Comprador(Required System Performance – Purchaser )

El formato incluye dos columnas:

• Especificado: en esta columna se añaden los valores requeridospara el Proyecto.

• Basado en el Caso / Flujo: en esta columna se indica a cual Caso oFlujo corresponde el requerimiento.

Desempeño del Flujo (Flow Performance)

• Capacidad Hidráulica (Hydralic Capacity )

Indique la capacidad hidráulica del [equipo], la cual corresponde conel valor máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3: Condiciones deDiseño del Proceso – Comprador”.

• Presión Estática en la Entrada (Static Inlet Pressure)

Indique la presión del gas en la brida de entrada del [equipo], la cualcorresponde con el valor máximo indicado en la pestaña “HdD No. 3:Condiciones de Diseño del Proceso – Comprador”.

• Velocidad Máxima de Salida (Peak Exit Velocity )

Indique la velocidad máxima permitida de salida en la punta del[equipo]. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria de

Cálculo. El valor puede ser inferido del No. de Mach máximo.• No. de Mach Máximo de Salida (Peak Mach Number )

Indique el No. de Mach máximo de salida permitido en la punta del[equipo]. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoria deCálculo.



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• Pérdida de Presión Permitida Total ( Allowed Overall PressureDrop)

Indique la pérdida de presión permitida en el [equipo], incluye laestaca y el quemador. Referencia: Memoria de Cálculo.

El valor es el resultado de un cálculo de pérdida de presión yel efecto de la contrapresión en la selección del tipo deválvulas de alivio. Sin embargo, un valor muy pequeño depérdida de presión puede originar un [equipo] de muchodiámetro y por ende muy costoso.

Desempeño de la Radiación (Radiation Performance)

• Radiación Máxima al Nivel del Suelo (Peak Radiation at Grade)

Indique la radiación máxima o total permitida al nivel del suelo.Referencias: Bases de Diseño del Proyecto, Sección 13.6 de esteINEDON.

• Distancia hasta la Radiación Máxima (Distance to PeakRadiation)

Indique la distancia desde el venteo hasta donde se permite laradiación máxima. Referencia: este INEDON.

• Distancia hasta…* (Distance to…)

El formato permite colocar dos valores adicionales de radiación y sucorrespondiente distancia desde el venteo. Ejemplos: la distanciahasta el KO Drum, hasta los tanques de almacenamiento, hasta ellímite con terceros, etc. todos con sus correspondiente radiaciónmáxima permitida.

Estos datos no se consideran indispensables y el diseño del venteoha considerado otras limitantes en el cálculo de radiación.



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Desempeño de la Dispersión (Dispersion Performance)

• Contaminante 1, 2, 3 (Contaminant 1, 2, 3)

El formato permite colocar cuatro contaminantes diferentes, de loscuales se requiere la evaluación por dispersión.

o Nombre del Contaminante para Evaluación (ContaminanteName to be Evaluated )

Indique el nombre del contaminante. Ejemplos: Sulfuro deHidrógeno (H2S), Metano.

o Concentración Máxima al Nivel del Suelo, ppm molar(Maximum Concentration at Grade Level, ppm mole)

Indique la concentración máxima permitida a nivel del suelopara contaminante 1, 2 o 3. Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Códigos Locales.

o Distancia hasta la Concentración Máxima, ppm molar(Distance to Maximum Concentration at Grade Level, ppmmole)

Indique la distancia, desde la base del venteo, a la cual sepermite la concentración máxima del contaminante 1, 2 o 3.Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Códigos Locales.

o Distancia hasta…* (Distance to…)

El formato permite colocar dos valores adicionales deconcentración y su correspondiente distancia desde el venteo.Ejemplos: la distancia hasta algún equipo, hasta las oficinas,hasta el límite con terceros, etc.

• Contaminante 4 (Compuesto Inflamable) (Contaminant 4(Flammable Compound))

Este es un ejemplo para un contaminante que es un compuestoinflamable y del cual se desea limitar su concentración en función delos límites de explosibilidad.



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o Nombre del Compuesto Inflamable para Evaluación(Flammable Compound Name to be Evaluated )

Indique el nombre del contaminante inflamable. Ejemplos:Metano, Etano

o UEL al Nivel del Suelo, % en aire (UEL at Grade Level, % inair )

Indique el valor del límite superior de explosibilidad (=inflamabilidad). Referencia: INEDON “Guía sobre Datos deProcesos para Clasificación de Áreas”, N° 903-HM120-P09-GUD-051.

o LEL al Nivel del Suelo, % en aire (LEL at Grade Level, % inair )

Indique el valor del límite inferior de explosibilidad (=inflamabilidad). Referencia: INEDON “Guía sobre Datos deProcesos para Clasificación de Áreas”, N° 903-HM120-P09-GUD-051.

o Distancia hasta el LEL (Distance to LEL)

Indique la distancia, desde la base del venteo, a la cual sepermite el LEL. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto,Códigos Locales.

La HdD solicita únicamente el LEL, porque es laconcentración mínima a la cual se genera una mezclainflamable con el aire.

o Distancia hasta…* (Distance to…)

El formato permite colocar dos valores adicionales de LEL y sucorrespondiente distancia desde el venteo. Ejemplos: ladistancia hasta algún equipo, hasta las oficinas, hasta el límitecon terceros, etc.














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Desempeño del Ruido (Noise Performance)

La existencia de otros venteos, los cuales tengan que ser considerados enel cálculo de ruido, es indicada en la pestaña de “Notas Generales”.

• SPL en la Base del Venteo (SPL at Flare Base)

Indique el nivel de ruido permitido en la base del venteo. En el casode los equipos con quema, el API STD 537 [3] considera un punto a1,5 m (5 ft) de altura sobre el suelo y una distancia (desde el equipo)que equivale al 10 % de la altura. Referencia: Sección 11.8.

• SPL a…* (SPL at…)

El formato permite colocar dos valores adicionales de ruido y sucorrespondiente distancia desde el equipo.

H) HdD de Venteo No. 5: Datos de Diseño Mecánico (Dispositivo de Purga /Estaca) (Mechanical Design Data (Purge Device / Stack))

Dispositivo para la Conservación de la Purga (Purge ConservationDevice)

• Tipo (Molecular / Velocidad / Otro) (Type (Buoyancy / Velocity /Other))

Indique el tipo de sello requerido para la conservación del flujo degas de purga. Referencia: Bases de Diseño.

El requerimiento de sello de líquido es indicado en la HdD No.5 “Datos de Diseño Mecánico (Sello de Líquido)”.

Estaca (Stack )

• Altura Total (Overall Height )

Indique la altura total (estaca más punta) estimada por los cálculosde radiación y dispersión.



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• Método de Soporte (Support Method )

Indique el método de soporte. Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Sección 11.5.

• Presión de Diseño (Design Pressure)

Indique la presión de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Cuadro 5, DTI, Lista de Equipos.


Indique la temperatura de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, Cuadro 4, DTI, Lista de Equipos.

• Material de la Estaca (Riser Material )

Indique el material requerido para la estaca. Referencias: Bases deDiseño del Proyecto, DTI, Lista de Equipos.

• Entrada, Tipo / Tamaño (Inlet Type / Size)

Indique el tipo y tamaño de la conexión de entrada a la estaca.Referencia: Memoria de Cálculo.

• Drenaje, Tipo / Tamaño (Inlet Type / Size)

Indique el tipo y tamaño de la conexión de drenaje de la estaca.

I) HdD de Venteo No. 6: Datos de Diseño Mecánico (Sistema de Extinciónde Llama / Sello de Líquido) (Mechanical Design Data (Snuffing System /Liquid Seal))




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Sistema de Extinción de Llama (Snuffing System)

• ¿Suministrado por el Vendedor? (S / N) (Provided by Vendor? (Y / N))

El formato indica “Sí” (Yes) por defecto, debido a que generalmente,el sistema de extinción de llama es solicitado al vendedor.Referencia: Bases de Diseño del Proyecto.

• Método Preferido (Preferred Method ) El formato indica que el método preferido es el suministro de dióxidode carbono (CO2) por ser el más común.

• Flujo Requerido del Gas para Extinción de Llama (Required GasFlow Rate for Snuffing )

El vendedor indica el flujo requerido.

• Cantidad y Características de las Botellas de CO2 (Quantity and

Characteristics of CO 2 Bottles) El vendedor indica la cantidad y características (por ejemplo, lapresión) de las botellas de CO2. Si se usa un gas diferente al CO2,cambie el título de la casilla.

• Conexión, Tipo / Tamaño (Connection, Type / Size)

El vendedor indica el tipo y tamaño requerido para la conexión delsistema de extinción de llama.

• Distancia de las Botellas desde el Venteo (Distance of Bottlesfrom Base)

Indique a cuál distancia, desde la base del venteo, estaráncolocadas las botellas de CO2.

• Activación Automática / Manual ( Automatic / Manual Activation)

El formato solicita por defecto que la activación del sistema deextinción de llama sea automático y manual.



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• Equipo de Detección de Llama (Equipment for Flame Detector )

El formato solicita por defecto la instalación de termocuplas para ladetección de temperatura si el gas venteado se enciende.

• Cantidad de Termocuplas (Quantity of Thermocouples)

El vendedor indica la cantidad de termocuplas, esto se basa en eldiámetro de la punta. Por ejemplo, una punta con un diámetro

pequeño requiere una termocupla, otra con un diámetro mayor,puede requerir varias termocuplas.

Sello de Líquido (Liquid Seal )

Esta sección es solo requerida si existe el requerimiento de sello delíquido.

• Diámetro del Recipiente (Vessel Diameter )

Las opciones son:

a) Indique el diámetro del recipiente del sello de líquido.Referencia: Memoria de Cálculo.

b) Indique el diámetro es especificado por el vendedor. Esta es laopción preferible si no se dispone de algún procedimiento decálculo para dimensionar el sello de líquido.

• Altura / Longitud (T / T) (Height / Length (T / T))

Las opciones son:

a) Indique la altura (recipiente vertical) o longitud (recipientehorizontal) entre ambas líneas tangenciales. Referencia:Memoria de Cálculo.

b) Indique la altura o longitud es especificada por el vendedor.Esta es la opción preferible si no se dispone de algúnprocedimiento de cálculo para dimensionar el sello de líquido.



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• Material / Espesor (Height / Length (T / T))

Indique el material para las paredes del recipiente. El espesor puedeser especificado por la Disciplina de Ingeniería Mecánica o por elvendedor.

• Integrado / Separado de la Estaca (Integral / Separate fromStack )

Indique si el recipiente del sello de líquido está integrado o separado

de la estaca. Generalmente, se solicita integrado.• Presión de Diseño (Design Pressure)

Indique la presión de diseño. Referencias: Bases de Diseño delProyecto, la misma que el venteo según el Cuadro 5 si estánintegrados, DTI, Lista de Equipos.


Indique la temperatura de diseño. Referencias: Bases de Diseño del

Proyecto, la misma que el venteo según el Cuadro 4 si estánintegrados, DTI, Lista de Equipos.

• Corrosión Permitida (Corrosion Allowance)

Indique la corrosión permitida. Referencia: Bases de Diseño delProyecto. Consulte el INEDON “Guía para la Selección de losMateriales de Construcción”, N° 903-HM120-P09-GUD-054, o laDisciplina de Ingeniería Mecánica.

• Profundidad del Sello (Seal Depth)

El formato indica por defecto “Según la Especificación delVendedor”.


“La profundidad del sello determinar la presión de entrada, a la cualla primera burbuja de gas fluye a través del recipiente. Laprofundidad de diseño del sello varía según el propósito del sello delíquido. Mantener una presión positiva en el colector (cabezal) aguas






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arriba puede requerir solo unos centímetros (pulgadas) deprofundidad. Los sistemas de recuperación de gas pueden requerirde 500 mm a 750 mm (20 in a 30 in) de profundidad del sello; paraasegurar una presión de succión adecuada para el compresor. Lossellos de líquido usados para múltiples [equipos] pueden tener unaprofundidad del sello de 2,5 m (100 in) o más.”

• Vacío Máximo sin añadir el líquido (Max. Vacuum w/o addingliquid )

El formato indica por defecto “Según la Especificación delVendedor”.


“La contracción térmica y/o la condensación del gas de alivio o gascaliente, puede originar una presión de vacío significativa en elcolector (cabezal) de alivio. Una sección vertical de tubería en laentrada del sello de líquido puede permitir que el fluido del sello seasuccionado por el vacío sin succionar aire en la punta del [equipo].Para lograr esto, es necesario diseñar el recipiente con suficientevolumen de líquido en el área normal de la profundidad del sello parallenar la sección vertical. El diseño seguro no toma crédito delvolumen de líquido ya presente en el recipiente…”

• Tipo de Protección contra Congelamiento (Freeze ProtectionType)

Indique si existe el tipo de protección contra congelamiento. Añadatambién el tipo y tamaño de la conexión. Referencia: Bases deDiseño del Proyecto.

• Requerimientos Especiales (Special Requirements)

Indique si existe algún requerimiento especial. Ejemplo: el uso deuna pintura epóxica en el interior del sello de líquido. Si la casilla esmuy corta, coloque una nota.

• Conexiones del Recipiente (Vessel Connections)

Indique la información solicitada para las conexiones de entrada,salida, llenado, drenaje, etc. Referencias: Bases de Diseño del



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Proyecto, DTI. Otras conexiones son especificadas por lasDisciplinas de Automatización y Control o Ingeniería Mecánica.

o Tipo. Ejemplo: RF (raised face). Referencia: Bases de Diseñodel Proyecto, Especificación de Materiales para las líneas.

o Tamaño. Referencia: Bases de Diseño del Proyecto, Memoriade Cálculos de Pérdida de Presión.

o Libraje (rating ). Ejemplo: 150. Referencia: Bases de Diseño delProyecto, Especificación de Materiales para las líneas.

J) HdD de Venteo No. 7: Datos de Diseño Mecánico (Auxiliares)(Mechanical Design Data (Ancillaries))

Si es requerido, esta pestaña es completada por la Disciplina de IngenieraMecánica. En caso contrario, la pestaña se puede eliminar.

K) HdD de Venteo No. 8: Notas Generales (General Notes)

El formato incluye varias notas por defecto, las cuales son descritas eneste INEDON.

17.3. Elaboración de las Hojas de Datos

El INEDON “Diseño y Especificación de Equipos”, N° 903-P3100-P09-ADM-906, muestra el procedimiento para la elaboración y revisión de las HdD segúnel Sistema de Gestión de la Calidad de inelectra.

18. RECOMENDACIONES PARA LAS PROPUESTAS TÉCNICAS

Las siguientes recomendaciones son evaluadas para ser incorporadas ousadas en la elaboración de un Propuesta técnica, cuyo alcance incluya el

diseño de un equipo final de alivio y venteo.

A) Consulte al Cliente si este tiene algún requerimiento específico para elprograma de cálculo de radiación y dispersión.

B) Consulte si está permitido el uso de SuperChems™ para los cálculos deradiación y dispersión. Si la respuesta es afirmativa, inclúyalo como unode los programas para el Proyecto.








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C) Si el Cliente deja que el oferente (es decir, inelectra) decida el programaque será utilizado para los cálculos de radiación y dispersión, recuerdeque el uso de SuperChems™ es solo indispensable para las Ingenieríasde Detalle; Ingeniería, Procura y Construcción (IPC), y la evaluación defacilidades existentes.

D) En las Propuestas de Ingenierías Básicas y Conceptuales, indique que seusarán los métodos descritos en este INEDON, resumidos de la manerasiguiente:

• Radiación: API STD 521 [3].

• Dispersión: SCREEN3 de la Environment Protection Agency de EUA.

E) Las Propuestas para las evaluaciones de las instalaciones existentes,indican que el Cliente suministrará las hojas de datos y los planosmecánicos de los equipos finales de alivio y venteo en la emisión “comoconstruido” o “como conforme a obra”; y en la medida de los posible, losperfiles de radiación de los vendedores. Esto último puede ser usado paraajustar el programa “Radiación y Dispersión”.

19. EVALUACIÓN DE LOS EQUIPOS EXISTENTES

19.1.1. Información Requerida

La información mínima requerida para la evaluación es:

A) La hoja de datos o el plano mecánico del vendedor en la emisión “comoconstruido” o “conforme a obra”. Si inelectra realizó la Ingeniería deDetalle de la instalación, verifique si se dispone del documento en elarchivo del Proyecto de dicha ingeniería; en el caso contrario, eldocumento es solicitado al Cliente.

B) Si el Cliente suministra solamente el DTI, solicite que éste avale lainformación que está mostrada en el diagrama. Esto puede evitarinconvenientes si la información del vendedor no fue actualizadacorrectamente en el DTI.

C) Nuevas condiciones de operación y las propiedades de los fluidos, porejemplo, temperatura, flujos, viscosidades, densidades.



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D) Bases y Criterios de Diseño del Proyecto. Se requiere el documento delProyecto original y del nuevo Proyecto, si los documentos son diferentes.La comparación de los documentos permite conocer si los criterios fueronmodificados.

E) Si existe un sello de líquido o un KO Drum integrado, confirme que losniveles, usados para control y el ESD e indicados en la hoja de datos, sonlos mismos que los configurados en la sala de control. El Cliente puedehaber cambiado los niveles originales por conveniencia y el cambio puedeno haber sido oficializado en algún documento.

F) Los perfiles de radiación y dispersión del vendedor, esto puede ser usadopara ajustar el programa “Radiación y Dispersión” (o SuperChems™). Porejemplo, con el valor de la fracción de calor radiado para reproducir losresultados de un vendedor.

19.1.2. Desarrollo de la Evaluación

El objetivo de una evaluación es verificar que un equipo final de alivio y venteoexistente cumpla con los requerimientos solicitados por el Cliente para unasnuevas condiciones de operación. La evaluación consta de:

A) La verificación de las dimensiones y distancias existentes que garanticenlos requerimientos de radiación y dispersión.

B) El cambio de la presión y temperatura de operación puede afectar lascondiciones de diseño originales. Si es requerido, consulte a la Disciplinade Ingeniería Mecánica.

C) El cambio de la composición del fluido puede afectar la selección de losmateriales originales. Ejemplo: la presencia de un componente quepromueva la corrosión o una temperatura de despresurización más baja.

19.1.3. Consideraciones

A) El No. de Mach en la punta es mayor para una evaluación que para undiseño nuevo, véase la Sección 12.2.

B) Consulte al vendedor del equipo, es posible que éste pueda evaluar lasnuevas condiciones de operación y de su opinión sobre el desempeño deequipo. Recuerde que los cálculos de este INEDON están limitados a laradiación y la dispersión, pero no se describe un método para el cálculode ruido.



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C) Si se existe un KO Drum integrado:

a) Los tiempos de residencia pueden ser reducidos en un margenaceptable.

b) La altura mínima recomendada para la distancia desde el fondo delseparador hasta el LLLL, con el objetivo de instalar un instrumentode medición de nivel de líquido, depende del tipo de instrumento.Ejemplos:

• La celda para un medidor de nivel tipo presión diferencialpuede ser ubicada en un nivel más bajo y generar una mayorpresión estática, aun cuando el nivel LLLL sea menor que elmínimo recomendado.

• El medidor de nivel tipo desplazador puede estar instaladointernamente, esto permite que la altura mencionadaanteriormente sea disminuida.

Verifique el tipo de instrumento usado en el separador, consulte ala Disciplina de Automatización y Control si el instrumento puede sermodificado y garantizar su funcionamiento. Es más económicomodificar un instrumento que KO Drum.

D) Si usa un programa de computación, verifique que no muestra unrequerimiento de cambio debido a decimales. Ejemplo: el valorrecomendado es 0,5; pero el programa calcula 0,501 e indica que elequipo no cumple con los requerimientos para una nueva condición deoperación.

Verifique cómo realiza los cálculos el programa y evalúe la diferenciaentre valores recomendados y calculados.

E) Un nuevo flujo de alivio puede originar una pérdida de presión mayor, lacual origina una mayor contrapresión en las válvulas de alivio.

Verifique cómo el aumento de la pérdida de presión afecta las válvulasde alivio de presión, quizá sea necesario cambiar algunas válvulas (porejemplo, de convencional a balanceada u operada con piloto) antes decambiar el equipo final de alivio y venteo.



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F) El nuevo flujo de alivio o el cambio en la composición del gas puederequerir cambios en el método de quema sin humo, por ejemplo: un flujomayor de vapor de agua o de aire, esto último puede dar como resultadoel cambio en el soplador (tamaño, flujo de aire, potencia, etc.).

G) La disminución del flujo de alivio origina que la velocidad de salida seamenor, esto puede originar que un contaminante no se disperseapropiadamente en el aire.

Evalúe si la reducción del diámetro de la punta es requerida paragarantizar niveles de concentración de un contaminante en lasinmediaciones del equipo o para terceros.

H) Si el resultado de la evaluación recomienda el cambio de la punta, esimportante consultar el vendedor, debido a que es requerido evaluar laestaca y el método de soporte. Ejemplos:

• Una punta nueva y más pesada: esto afecta el peso total del equipoy puede ser requerida una evaluación de la fundación.

• Una punta nueva y más alta: esto puede afectar el peso (casoanterior) y también como el viento afecta la estructura.

I) El aumento de los niveles de radiación y de los resultados de dispersiónpueden originar:

a) El aumento en la altura del equipo final de alivio y venteo.

b) La reubicación de equipos, accesos o límites con terceros.

c) Una combinación de las opciones anteriores.

La decisión final se basa en un análisis de seguridad y costo.

20. INFORMACIÓN SOBRE LA GARANTÍA DE DESEMPEÑO

Aunque el formato de HdD solicite que el vendedor garantice eldesempeño del equipo, la realización de una prueba para corroborar lagarantía no es práctica común.

La garantía de desempeño está solicitada para los equipos finales de alivio yventeo en la HdD. Las garantías más comunes son para la radiación, el ruido ylos consumos de los servicios (aire, gas combustible, etc.); pero la garantía



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para la dispersión no es generalmente solicitada, por ejemplo, no aparece en elformato del API STD 537 [3].

Esta sección describe cuán difícil puede ser probar la garantía de un equipofinal de alivio y venteo, basado en la medición o análisis de las variablesprincipales:

A) Flujo de alivio:

Algunas instalaciones no tienen medidor de flujo en la línea de salida delKO Drum hacia el equipo final de alivio y venteo. Sin el medidor, no sepuede saber exactamente cuánto se envía al equipo. El flujo reportado enla HdD está basado en las contingencias del análisis de alivio de presión;el cual puede ser conservador o cambiar durante la contingencia.

B) Composición del fluido de alivio:

La instalación de un analizador en línea para el gas de alivio (por ejemplo,un cromatógrafo) no es una práctica común en la mayoría de lasinstalaciones. Sin la composición no se puede corroborar lo que estáindicado en la HdD.

Si bien puede existir la posibilidad de tomar una muestra del gas en lalínea, por ejemplo, en una conexión del KO Drum, esto significa que unoperador tiene que tomar la muestra durante la contingencia de alivio.

Adicionalmente, se pueden requerir varias muestras durante cierto periodode tiempo debido a los cambios que puede sufrir la composición mientrasdura el evento de alivio.

C) Velocidad del viento:

La velocidad del viento indicada en la HdD presupone que fue medida a lamisma altura que la punta del equipo. En muchos casos, las Bases de

Diseño del Proyecto no indican a cuál altura fue medida la velocidad delviento.

D) Radiación:

Un medidor de radiación es indispensable para conocer los valoresemitidos por la llama del equipo.



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E) Dispersión:

La medición de la dispersión es mucho más compleja que la medición dela radiación. Los cálculos de dispersión están basados en modelos deprobabilidades, donde las variables meteorológicas están “idealizadas”para simplificar los cálculos; pero la realidad puede ser muy diferente.

Si el Cliente solicitase una prueba de desempeño por radiación o dispersión,las variables anteriores tendrían que ser medidas de manera precisa durante lacontingencia de alivio para corroborar los datos de entrada. Si no se dispone deun medio para la medición, se descarta la posibilidad de poder realizar unaprueba de desempeño. Adicionalmente, el vendedor puede solicitarmediciones, por ejemplo, de la velocidad del viento a la misma altura que lapunta, tal medición es inexistente en las instalaciones.

21. REFERENCIAS

Leyenda de la ubicación de las referencias:

Biblioteca Especializada de inelectra.

Servidor global de inelectra y el directorio siguiente:

R:\Share\Departamental\Procesos\903 - INEDON\Intrucciones deTrabajo

Servicio de Normas PDVSA o Internacionales en la ineweb.

Intranet de Procesos.

[1] ANSI/API Standard 521 (ISO 23251). Pressure-Relieving andDepressuring Systems. Fifth Edition, January 2007.

[2] API Specification 5L. Specification for Line Pipe. Forty-fourth Edition,Octuber 2007.

[3] API Standard 537. Flare Details for General Refinery and PetrochemicalService. Second Edition. (December , 2008).

[4] ASME B16.5. Pipe Flanges and Flanges Fittings. 2009.

[5] ASME B36.10M. Welded and Seamless Wrought Steel Pipe. 2004.

http://ineweb/

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[6] ASME B36.19M. Stainless Steel Pipe. 2004.

[7] Bernard P., V. Mustafa y D.R. Hay. Safety assessment of hydrogendisposal on vents and flare stacks at high flow rates. International Journalof Hydrogen Energy, (1999).

[8] COVENIN 2253:2001. Concentraciones Ambientales Permisibles deSustancias Químicas en Lugares de Trabajo e Índices Biológicos deExposición. 3ra. Revisión.

[9] E. T. Sierra, J. M. Cuscó Vidal. NTP 329: Modelos de dispersión de gasesy/o vapores en la atmósfera: fuentes puntuales continuas. InstitutoNacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Sin año de publicación.

[10] GPSA. Section 5 – Relief Systems. Volume II. 11th Edition – FPS,1998.

[11] Guigard, S., Kindzierski, W. y Harper, N. Heat Radiation from Flares.Reporte preparado para la División de Ciencia y Tecnología, Universidadde Alberta. ISBN 0-7785-1188-8. (Mayo, 2000)

[12] John Zink’s company, LLC. Flare System. Tulsa Oklahoma. (2001)

[13] John Zink’s Company, LLC. Hydra™. High performance Sonic Flare Tip.Tulsa Oklahoma. (1997)

[14] John Zink’s Company, LLC. John Zink’s New : Poseidon™. Flare system.Tulsa Oklahoma. (Sin año de publicación)

[15] K. Banerjee, N.P. Cheremisinoff. Flare gas system pocket handbook .Section 1-4. Houston, Texas (1985)

[16] Lees, F.P. Loss Prevention in the Process Industries.(1996) [17] McMurray, R. Flare radiation estimated. Hydrocarbon Processing (1982)

[18] Melichatsios, M. Transitions from Momentum to Buoyancy-ControlledTurbulent Jet Diffusion Flames and Flame Height Relationships.Combustion and Flame. Vol. 92. Pág: 349-364. (1993)

[19] National Fire Protection Association. Guide to FIRE Hazard Properties ofFlammable Liquids, Gases, and Volatile Solids ( 1994).



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[20] PDVSA 90616.1.020, Cálculos de Dispersión. Manual de Ingeniería deDiseño. Vol. 17. Rev. 0. (Agosto, 1990)

[21] PDVSA 90616.1.021, Sistemas de Mechurrios. Manual de Ingeniería deDiseño. Vol. 17. Rev. 0. (Agosto, 1990).

[22] Safety Standard for Hydrogen and Hydrogen Systems. Nasa. NSS1440.16

[23] Schwartz, R. y White, J. Flare Radiation Prediction: A Critical Review.Reporte preparado para presentación en el Simposio anual de prevenciónde pérdidas del Instituto Americano de Ingenieros Químicos: (Febrero,1996)

[24] Shore, David. J. Making the Flare Safe. Loss. Prev. Process Ind. Vol. 9,No. 6. Pág: 363-381. (1996)

[25] U. S. Environmental Protection Agency . Basis and purpose document onspecifications for hydrogen-fueled flares. Research Triangle Park. CarolinaDel Norte. (March, 1998)

[26] U. S. Environmental Protection Agency . Código FORTRAN del programaSCREEN 3. Archivo de datos distribuido junto al ejecutable del programa.

[27] U. S. Environmental Protection Agency . SCREEN 3 Model User’s Guide.EPA-454/B-95-004. Research Triangle Park . Carolina Del Norte. (1995)

[28] U. S. Environmental Protection Agency . Screening Procedures forEstimating the Air Quality Impact of Stationary Sources. Vol. II. EPA-454/R-92-019. Research Triangle Park. Carolina Del Norte. (Octubre,1992)

[29] U. S. Environmental Protection Agency. User’s Guide for the IndustrialSource Complex (ISC3) Dispersion Models. Vol. II. EPA-454/B-95-003b.Research Triangle Park. Carolina Del Norte. (1995)



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A N E X O 1 – I N F O R M A C I Ó N A D I C I O N A L S O B R E M E C H U R R I O S P A R AS E R V I C I O D E H I D R Ó G E N O

(903-HM120-P09-GUD-046-1.pdf )

http://ineweb/k3100proceso/IntranetProcesos2008/Manual/INEDON/903-HM120-P09-GUD-046-1.pdf






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A N E X O 2 – C O N S T A N T E S E N L A S EC U A C I O N E S P A R A D I S E Ñ O P O R

R A D I A C I Ó N Y D I S P E R S I Ó N



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Cuadro 2- 1. Constante “p” para el cálculo de la velocidad del viento a la alturadel venteo, Ecuación (46).

Modelo de la EPA Modelo de PDVSA

Estabilidad p

(Localidad rural)

p

(Localidadurbana)

p

A 0,07 0,15 0,10

B 0,07 0,15 0,15

C 0,10 0,20 0,20

D 0,15 0,25 0,25

E 0,35 0,30 0,30

F 0,55 0,30 0,30

Cuadro 2- 2. Constantes a y b para el cálculo de la desviación estándar en ladirección lateral para una localidad rural para el modelo de la EPA, Ecuación

(77).

Estabilidad a b

A 24,1670 2,53340

B 18,3330 1,80960

C 12,5000 1,08570

D 8,3330 0,72382

E 6,2500 0,54287

F 4,1667 0,36191



INEDON


Rev. 1



Cuadro 2- 3. Constantes a y b para el cálculo de la desviación estándar en ladirección vertical para una localidad rural para el modelo de la EPA, Ecuación (78).

EstabilidadRango dedistancias

a b

A

< 0,10 122,800 0,94470

0,10 – 0,15 158,080 1,05420

0,16 – 0,20 170,220 1,09320

0,21 – 0,25 179,520 1,12620

0,26 – 0,30 217,410 1,264400,31 – 0,40 258,890 1,40940

0,41 – 0,50 346,750 1,72830

0,51 – 3,11 453,850 2,11660

> 3,11 5000,000 0,00000

B

< 0,20 90,673 0,93198

0,21 – 0,40 98,483 0,98332

> 0,40 109,300 1,09710

C 61,141 0,91465

D

< 0,30 34,459 0,86974

0,31 – 1,00 32,093 0,81066

1,01 – 3,00 32,093 0,64403

3,01 – 10,00 33,504 0,60486

10,01 – 30,00 36,650 0,56589

> 30,00 44,053 0,51179



INEDON


Rev. 1



Cuadro 2- 3. Constantes a y b para el cálculo de la desviación estándar en ladirección vertical para una localidad rural para el modelo de la EPA, Ecuación (78).

EstabilidadRango dedistancias

a b

E

< 0,10 24,260 0,83660

0,10 – 0,30 23,331 0,81956

0,31 – 1,00 21,628 0,75660

1,01 – 2,00 21,628 0,63077

2,01 – 4,00 22,534 0,571544,01 – 10,00 24,703 0,50527

10,01 – 20,00 26,970 0,46713

20,01 – 40,00 35,420 0,37615

> 40,00 47,618 0,29592

F

< 0,20 15,209 0,81558

0,21 – 0,70 14,457 0,78407

0,71 – 1,00 13,953 0,68465

1,01 – 2,00 13,953 0,632272,01 – 3,00 14,823 0,54503

3,01 – 7,00 16,187 0,46490

7,01 – 15,00 17,836 0,41507

15,01 – 30,00 22,651 0,32681

30,01 – 60,00 27,074 0,27436

> 60,00 34,219 0,21716



INEDON


Rev. 1



Cuadro 2- 4. Constante a para el cálculo de la desviación estándar en ladirección lateral para una localidad urbana para el modelo de la EPA, Ecuación

(79).

Estabilidad a

A 0,32

B 0,32

C 0,22

D 0,16

E 0,11F 0,11

Cuadro 2- 5. Constantes a, b y c para el cálculo de la desviación estándar en ladirección vertical para una localidad urbana para el modelo de la EPA,

Ecuación (80).

Estabilidad a b c

A 0,24 0,0010 0,5

B 0,24 0,0010 0,5

C 0,20 0,0010 0

D 0,14 0,0003 -0,5

E 0,08 0,0015 -0,5

F 0,08 0,0015 -0,5

Cuadro 2- 6. Constante a para el cálculo de la concentración de contaminantebasado en un tiempo de observación distinto a 1 h para el modelo de la EPA,

Ecuación (85).

Tiempo promedio deobservación (h) a

3 0,9

8 0,7

24 0,4

Anual 0,08



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Rev. 1



Cuadro 2- 7. Constantes a y b para el cálculo de la desviación estándar en ladirección lateral para el modelo de PDVSA, Ecuación (98).

Estabilidada b

X < 10000 X ≥ 10000 X < 10000 X ≥ 10000

A 0,4950 0,6060 0,8730 0,8510

B 0,3100 0,5230 0,8970 0,8400

C 0,1970 0,2850 0,9080 0,8670

D 0,1220 0,1930 0,9160 0,8650

E 0,0934 0,1410 0,9120 0,8680F 0,0625 0,0800 0,9110 0,8840

Cuadro 2- 8. Constante a para el cálculo de la desviación estándar en ladirección vertical para el modelo de PDVSA, Ecuación (99).

Estabilidada’

100 < X ≤ 500 500 < X < 5000 X ≥ 5000

A 0,038300 0,000254 0,000254

B 0,139300 0,049400 0,049400

C 0,112000 0,101400 0,115000

D 0,085600 0,259100 0,737000

E 0,109400 0,245200 0,920400

F 0,056450 0,193000 0,505000

Cuadro 2- 9. Constante b para el cálculo de la desviación estándar en ladirección vertical para el modelo de PDVSA, Ecuación (99).

Estabilidadb’

100 < X ≤ 500 500 < X < 5000 X ≥ 5000

A 1,2810 2,0890 2,0890

B 0,9467 1,1140 1,1140

C 0,9100 0,9260 0,9110

D 0,8650 0,6870 0,5640

E 0,7657 0,6370 0,4810

F 0,8050 0,6072 0,3660



INEDON


Rev. 1



Cuadro 2- 10. Constante R1 para el cálculo de la concentración decontaminante basado en un tiempo de observación distinto a 10 min para el

modelo de PDVSA, Ecuación (104).

Estabilidad R1

A 0,675

B 0,550

C 0,425

D 0,300E 0,175

F 0,175

Cuadro 2- 11. Constantes a y b para el cálculo de la distancia vertical desde lapunta de salida hasta el centro de la llama para el modelo de Brzustowski &

Sommer, Ecuación (39).

djR

Límiteinferior de

Límitesuperior de a b

10 0,001 10,000 3,0545 -0,3382

15 0,001 0,035 5,7241 -0,2874

15 0,035 10,000 5,3236 -0,3090

20 0,001 0,040 8,4401 -0,2680

20 0,040 10,000 6,6088 -0,3440

30 0,001 0,040 13,7350 -0,2427

30 0,040 0,150 11,1760 -0,3068

30 0,150 10,000 9,5115 -0,3918

40 0,001 0,050 15,0900 -0,2808

40 0,050 0,200 15,4870 -0,2722

40 0,200 0,600 13,2510 -0,3691

40 0,600 10,000 12,4240 -0,4952

50 0,001 0,080 19,9240 -0,2759

50 0,080 0,400 16,7840 -0,3438

LC LC



INEDON


Rev. 1





djR

Límiteinferior de


50 0,400 1,000 16,0000 -0,3961

50 1,000 10,000 16,0000 -0,5643

100 0,001 0,070 33,8850 -0,3230100 0,070 0,500 31,3280 -0,3525

100 0,500 2,500 30,9200 -0,3715

100 2,500 10,000 37,3340 -0,5772

150 0,001 0,100 57,6190 -0,2808

150 0,100 0,400 48,2790 -0,3576

150 0,400 1,800 45,1100 -0,4317

150 1,800 3,500 47,1230 -0,5060

150 3,500 10,000 49,9380 -0,5523200 0,001 0,060 80,7100 -0,2851

200 0,060 0,350 59,5730 -0,3930

200 0,350 2,000 60,0730 -0,3851

200 2,000 6,000 67,5830 -0,5550

200 6,000 10,000 79,1330 -0,6431

300 0,001 0,040 117,0200 -0,2925

300 0,040 0,250 99,4490 -0,3430

300 0,250 1,500 88,1080 -0,4304

300 1,500 4,000 88,5000 -0,4413

300 4,000 10,000 102,8800 -0,5499

400 0,001 0,064 157,5500 -0,2904

400 0,064 0,400 129,0800 -0,3629

400 0,400 2,500 118,4900 -0,4563

400 2,500 6,200 122,1600 -0,4896

400 6,200 10,000 157,7900 -0,6299

LC LC



INEDON


Rev. 1





djR

Límiteinferior de


500 0,001 0,090 196,9900 -0,2889

500 0,090 0,540 158,2600 -0,3798

500 0,540 2,500 150,7400 -0,4589500 2,500 6,000 167,2100 -0,5720

500 6,000 10,000 164,5800 -0,5632

700 0,001 0,120 297,4800 -0,2449

700 0,120 0,250 272,0200 -0,2871

700 0,250 0,800 222,4800 -0,4321

700 0,800 3,500 219,9400 -0,4836

700 3,500 10,000 249,4100 -0,5840

1000 0,001 0,500 334,2100 -0,3636

1000 0,500 1,600 311,2500 -0,4663

1000 1,600 5,000 317,5500 -0,5089

1000 5,000 10,000 434,0300 -0,7030

1500 0,001 2,000 467,4700 -0,4175

1500 2,000 5,600 510,1300 -0,5435

1500 5,600 10,000 577,1300 -0,6151

2000 0,001 3,500 657,6900 -0,5035

2000 3,500 10,000 725,5600 -0,5819

3000 0,001 10,000 1180,1000 -0,6569

4000 0,001 10,000 1732,8000 -0,6590

LC LC



INEDON


Rev. 1



Cuadro 2- 12. Constantes a y b para el cálculo de la distancia horizontal desdela punta de salida hasta el centro de la llama para el modelo de Brzustowski &


djR

Límiteinferior de

Límitesuperior de a’ b’

1 0,010 10,000 0,2298 -0,9894

1,5 0,010 10,000 0,2687 -1,0457

2 0,010 10,000 0,3236 -1,06793 0,010 10,000 0,4992 -1,0700

4 0,010 10,000 0,7231 -1,0399

5 0,010 10,000 0,9335 -1,0296

7 0,010 10,000 1,2125 -1,0485

10 0,010 10,000 1,6661 -1,0645

15 0,010 10,000 2,3094 -1,0913

20 0,010 0,080 3,3487 -1,0704

20 0,080 10,000 2,3978 -1,2026

30 0,010 0,080 4,8782 -1,0684

30 0,080 10,000 3,6507 -1,1825

40 0,010 0,090 4,9906 -1,1522

40 0,090 10,000 4,6113 -1,1850

50 0,010 0,100 6,4119 -1,1521

50 0,100 10,000 5,0444 -1,2562

70 0,010 0,090 10,7160 -1,0959

70 0,090 0,250 7,0538 -1,2696

70 0,250 10,000 6,2941 -1,3518

100 0,010 0,100 14,7610 -1,1096

100 0,100 0,250 10,4900 -1,2580

100 0,250 10,000 10,4170 -1,2630

150 0,010 0,135 18,9220 -1,1775

150 0,135 0,300 13,8670 -1,3327

150 0,300 10,000 12,9580 -1,3891

LC LC



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Rev. 1



Cuadro 2- 12. Constantes a y b para el cálculo de la distancia horizontal desdela punta de salida hasta el centro de la llama para el modelo de Brzustowski &


djR

Límiteinferior de

Límitesuperior de a’ b’

200 0,010 0,220 27,3110 -1,1250

200 0,220 0,600 16,6830 -1,4505

200 0,600 10,000 16,2110 -1,5067

300 0,010 0,290 30,5590 -1,2853

300 0,290 0,700 24,2540 -1,4719

300 0,700 10,000 23,6730 -1,5399

400 0,010 0,300 45,3420 -1,2327

400 0,300 0,800 34,6930 -1,4550

400 0,800 10,000 33,9600 -1,5506

500 0,010 0,600 44,5810 -1,3752

500 0,600 10,000 40,9900 -1,5396

700 0,010 0,900 59,9880 -1,4650700 0,900 10,000 58,7490 -1,6631

1000 0,010 0,900 84,3810 -1,4201

1000 0,900 10,000 82,3930 -1,6464

1500 0,010 1,600 125,4400 -1,5691

1500 1,600 10,000 140,6400 -1,8124

2000 0,010 0,900 169,7100 -1,5589

2000 0,900 2,150 169,1200 -1,5919

2000 2,150 10,000 201,7300 -1,8223

3000 0,010 2,000 252,4000 -1,63973000 2,000 10,000 291,7900 -1,8489

4000 0,010 2,500 350,0000 -1,6958

4000 2,500 10,000 401,0300 -1,8444

LC LC





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Rev. 1



Este anexo contiene información suplementaria, y solo como ejemplo,sobre el concepto de la fracción de calor radiado. El criterio deProcesos está establecido en la Sección 13.4.

Varios autores han propuesto ecuaciones que intentan generar un estimado delvalor de F en función de propiedades del gas y del equipo, tales como: pesomolecular, calor neto de combustión, velocidad de punta de salida y diámetrode punta.

A) Ecuación de Kent, 1964. [11]

( )900

10133667,12,0 6 LHV MW F G ⋅⋅⋅⋅= − (107)

Donde, para mezclas de hidrocarburos de calor de combustióndesconocidos,

( )∑=

+⋅⋅=n

i

ii MW Y LHV

1

10050 (108)

B) Ecuación de Tan, 1967. [11]

G MW F ⋅= 048,0 (109)

C) Ecuación de Chamberlain, 1987. [11]

( ) 11,000323,0exp21,0 +⋅−⋅= V F (110)

D) Ecuación discutida por Straitz et al., 1977. [24]

−⋅

⋅⋅⋅=

d P

V

V F F pseudo

SON i

1expexp075,0 (111)

Donde,

( ) ( ) ( ) ( )

G

pseudo MW

OH OS C P

⋅+⋅−⋅+⋅=

332412 (112)



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Rev. 1



El resultado no es independiente de la ecuación seleccionada por lo que seemplea un criterio que permita elegir el valor más conveniente para cadasituación. Usualmente se emplean valores obtenidos empíricamente quedependen únicamente de los componentes presentes en la corriente de gas.

Cuadro 3- 1. Valores de fracción de calor radiado recomendadas en [21].

Componente F

Hidrógeno 0,15

Metano 0,20Etano plus 0,30

Los valores de F mostrados en el Cuadro 3- 1 son “los valores máximos deradiación térmica esperada con condiciones de combustión cercanas a loideal”. Como una combustión eficiente sería esperada con muy poca frecuenciapara flujos de quema de emergencia, el uso de valores de F aproximadamentedos tercios de los citados aquí son sugeridos como representación de unenfoque más práctico [21].

En los modelos de cálculo para la determinación de la radiación generada porla llama en mechurrios o venteos encendidos, la única diferencia existente estáen los valores tabulados de la fracción de calor radiado y/o las ecuaciones queutilizan para su cálculo.

Los resultados arrojados por las distintas ecuaciones para el cálculo de lafracción de calor radiado se muestran en el cuadro siguiente:



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Cuadro 3- 2. Fracción de calor radiado calculado a partir de las ecuacionesmostradas en este Anexo.

CompuestoF

Kent Tan Chamberlain Straitz et al.

H2 0,118 0,068 0,262 0,021

CO2 0,147 0,318 0,262 0,022

H2S 0,000 0,280 0,262 0,026

CH4 0,208 0,192 0,262 0,024

C2H6 0,276 0,263 0,262 0,023

C2H4 0,262 0,254 0,262 0,024

C3H8 0,329 0,319 0,262 0,023

C3H6 0,317 0,311 0,262 0,023

C4H10 0,376 0,366 0,262 0,022

Al comparar los valores mostrados en el Cuadro 3- 2 entre sí, y a su vez conlos valores tabulados de emisividades sugeridos mostrados en el Cuadro 3- 1,

se deduce que los valores tabulados y las ecuaciones reportadas correspondena los criterios conservadores y de seguridad de cada una de las fuentesbibliográficas, por lo que no es posible establecer ninguna ecuación para elcálculo de la fracción de calor radiado.



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Rev. 1



A N E X O 4 – M A P A D E R A D I A C I Ó N S O L A R E N AR G E N T I N A



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Rev. 1



Mapa de Radiación Solar en Argentina (valores para verano)

Fuente: Scollo, L. Energía Solar: aprovechamiento mediante concentrador yciclo Stirling para producir electricidad. Facultad de Ingenería,Universidad Nacional de Cuyo.



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Rev. 1



A N E X O 5 – M A P A D E R A D I A C I Ó N S O L A R E N C O L O M B I A



INEDON


Rev. 1



Mapa de Radiación Solar en Colombia



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Rev. 1



AN E X O 6 – F I G U R A S B A S A D A S E N L A S F Ó R M U L A S D E T U R N E R



INEDON


Rev. 1



La siguiente figura muestra el gráfico con las fórmulas de Turner, las cuales sonutilizadas en el modelo de PDVSA para obtener los valores del coeficiente dedispersión horizontal (lateral) en función de la distancia del receptor y lasestabilidades térmicas [9].



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Rev. 1



La siguiente figura muestra el gráfico con las fórmulas de Turner, las cuales sonutilizadas en el modelo de PDVSA para obtener los valores del coeficiente dedispersión vertical en función de la distancia del receptor y las estabilidadestérmicas [9].



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Rev. 1



A N E X O 7 – F O R M A T O D E H O J A D E D A T O S P A R A U N S I S T E M A D E

ME C H U R R I O S (903-HM120-P09-GUD-046-7.xls)

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A N E X O 8 – F O R M A T O D E H O J A D E D A T O S P A R A U N V E N T E O (903-HM120-P09-GUD-046-8.xls)







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A N E X O 9 – C O M P A R A C I Ó N D E L O S M O D E L O S D E L AP I ST D 521 C O NM O D E L O S D E L L A M A SÓ L I D A P A R A C Á L C U L O S D E R A D I A C I Ó N



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En la Sección 13 se muestran las ecuaciones básicas que fundamentan loscálculos de radiación para equipos finales de alivio y venteo de acuerdo al APISTD 521. Este método es una de las aproximaciones más sencillas para eldesarrollo de este tipo de cálculos y han recibido la denominación de métodosde un solo punto, debido a que suponen que la llama puede ser tratada comouna fuente que irradia calor en todas direcciones desde un solo puntolocalizado en el centro de esta.

Diferentes autores han intentado establecer la precisión de este tipo demétodos en la predicción de los niveles de radiación en función de la distancia,a través de mediciones experimentales en facilidades donde las variablesinvolucradas en la determinación de la radiación pueden ser controladas.

Algunas de estas investigaciones han concluido que los métodos de un solopunto suelen subestimar los niveles de radiación en el campo cercano almechurrio. En este sentido, McMurray [17] al comparar datos experimentalescon los resultados provistos por las correlacione del API STD 521, señala losiguiente: “un ajuste razonable se obtiene en el campo lejano ( D >> L) pero laspredicciones en el campo cercano ( D < L) son totalmente inapropiadas. Losmétodos descritos en el API STD 521 deben restringirse para la predicción delos niveles de radiación y determinación del área estéril requerida sólo cuando D >> L”. Para mayor información ver referencias [17] y [7].

Por su parte, los métodos denominados de llama sólida se entiende queofrecen un mejor modelaje de la llama y por ende conducen a resultados másfidedignos. En estos modelos la llama se representa como una o más formasgeométricas sólidas de las cuales la radiación es emitida desde la superficie.La sumatoria de la radiación emitida por cada uno de estas superficies conllevaal valor de la radiación en el punto de interés.

Algunos de los modelos empleados por los vendedores (ejemplo, FlareIndustries Inc.), así como la metodología usada en el programa SuperChemsTM son métodos multipuntos o de llama sólida.

En vista de las aparentes discrepancias reconocidas por diversos autores enlos resultados de radiación ofrecidos por los métodos de sólo punto y los dellama solida, se decidió llevar a cabo una comparación de los resultados quebrindan los métodos de un solo punto descritos en el API STD 521, los que dael programa SuperChemsTM , y los niveles de radiación reportados por algunosde los vendedores que han provisto equipos finales de alivio para proyectos enlos que ha participado inelectra.



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La primera dificultad que se encontró al momento de realizar esta evaluaciónfue que los modelos empleados no sólo difieren en la metodología empleadapara el cálculo de la radiación, sino también en las correlaciones involucradasen la determinación de la fracción de calor radiado F , las cuales en todos loscasos evaluados eran diferentes. Para evitar introducir parámetros adicionalesque dificulten la interpretación de los resultados, se decidió emplear el mismovalor de F para construir los perfiles de radiación que se reportan acontinuación. Cuando se disponía del F suministrado por el vendedor, este fueel valor usado para realizar los cálculos, de no disponerse se empleó el valorde F reportado por SuperChemsTM. El resto de las variables involucradas en ellos cálculos se consideraron iguales para los modelos evaluados, incluyendoentre ellos la velocidad del viento, humedad, temperatura ambiente, pesomolecular del gas, flujo de gas a quemar, entre otros. Para los casoscomparados la altura del mechurrio era la misma.

El procedimiento de suministrar manualmente el F en el programaSuperChemsTM es posible, más no es recomendado por IOMosaic.En el caso de estas comparaciones se considera válido dado que yaestos son equipos finales de alivio existentes, sin embargo en eldiseño de equipos nuevos el valor de F provisto por el programa nodebe ser ajustado ni modificado.

Figura 9- 1. Perfiles de radiación por diversos métodos. F del vendedor = 0,14, MWgas = 62,55

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 500 1000 1500

R a

d i a c i ó n [

B T U / h . f t 2 ]

Distancia desde el equipo en dirección del viento [ft]

Proyecto 1

API STD 521 (AS)

API STD 521 (B&S)

SuperChems(TM)

Vendedor



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Figura 9- 2. Perfiles de radiación por diversos métodos. F del vendedordesconocido, F Superchems = 0,15, MW gas = 26,49

Figura 9- 3. Perfiles de radiación por diversos métodos. F del vendedor = 0,08,MWgas = 10,29

0

100

200

300

400

500

600

700

0 50 100 150

R

a d i a c i ó n [ B T U / h . f t 2 ]


Proyecto 2

API STD 521 (AS)

SuperChems(TM)

Vendedor

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 250 500 750 1000

R a d i a c i ó n [ B T U / h . f t 2 ]


Proyeto 3

API STD 521 (AS)

API STD 521 (B&S)

SuperChems(TM)

Vendedor



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Figura 9- 4 Perfiles de radiación por diversos métodos. F del vendedor = 0,23;MWgas = 21,5

Al observar las figuras, se nota que los modelos no logran converger a unatendencia única y repetible para ningún caso. Sin embargo, en tres de loscuatro casos evaluados SuperChemsTM muestra niveles de radiación en elcampo cercano mucho más altos que los reportados por el vendedor, mientrasque en campo lejano este programa tiende a ofrecer resultados menosconservadores que el API STD 521, e incluso que algunos de los vendedores.

Este resultado es importante considerarlo durante la evaluación y diseño de unequipo final de alivio. En muchas ocasiones el criterio que se emplea paradefinir la altura de estos equipos es en función de la radiación en un puntoalejado de este (como por ejemplo el KO Drum) o en función del área estérilnecesaria para un nivel de radiación determinado normalmente entre6,3 kW/m2 y 4,7 kW/m2 (2000 y 1500 BTU/hr ft2). En un caso así, es posible queel resultado que ofrezca SuperChemsTM sea menos conservador que el API521 y por ende conlleve a la selección de un mechurrio de menos altura y enconsecuencia más económico.

Sin embargo, no deben despreciarse ni descuidarse los resultados en el campocercano, pues los niveles de radiación en esos puntos podrían poner en riesgoa los elementos circundantes al equipo final de alivio. Incluso y aún máspeligroso, al personal que eventualmente pudiera encontrarse en el área si el

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0 200 400 600

R a d i a c i

ó n [ B T U / h

f t 2 ]


Proyecto 4

Vendor

API STD 521(AS)

API STD 521(B&S)

Superchems (TM)



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equipo posee elementos que no sean de operación remota (ejemplo lapresencia de un sello de agua en el fondo o un ventilador para combustión sinhumo).

Los resultados que se muestran en el Cuadro 9- 1 son un ejemplo de estecaso. El criterio exigido por el cliente era cumplir con un nivel de radiación de4,7 kW/m2 (1500 BTU/hr ft2) a 55,5 m (182 ft) de la base del equipo final dealivo. En este caso, SuperChemsTM al brindar resultados menos conservadoresen el campo lejano, permitiría a simple vista seleccionar un mechurrio de menoraltura que incluso el ofertado por el vendedor. Sin embargo, al revisar el perfilde radiación en toda la dirección del viento se nota que SuperChemsTM muestraun pico de radiación de 14,2 kW/m2 (4500 BTU/hr ft2) en la base del mechurrio.Un valor de radiación tan elevado en esa área podría resultar extremadamentepeligroso y de hecho inaceptable para la exposición de personal si el equipo nopuede ser operado de manera remota. Esto permite concluir que la aparenteoptimización de la altura que en primera instancia podría inferirse de losresultados de SuperChemsTM no es tal, y que sólo un análisis del perfilcompleto de radiación es el que nos permitirá decidir sobre la altura del equipo.

Cuadro 9- 1. Comparación alturas resultantes para mechurrios por diferentemétodos de cálculo.

Comparaciones

Proyecto 3

Altura

[ft] [m]

Vendedor 98,43 30,00

API STD 521 AS 121,75 37,11

API STD 521 B&S 82,79 25,23

Superchems™ 82,02 24,99

Ante estas divergencias notables en los resultados, se recomienda durante laevaluación de las propuestas de los vendedores, emplear el programa deSuperChemsTM para evaluar el comportamiento del equipo final de alivio en elcampo cercano y descartar posibles niveles de radiación excesivos en estaárea.

Si las divergencias son muy grandes el vendedor debe ser consultado sobre sumetodología del cálculo, y los integrantes de la disciplina de procesos deben dedeterminar las posibles consecuencias de altos niveles de radiación en la base



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del mechurrio en términos de la temperatura de equilibrio resultante en lassuperficies circundantes de acuerdo al procedimiento explicado en la Sección13.6.2.

El Líder de la Disciplina Procesos debe comunicar al Gerente del Proyecto deestas divergencias y de los riesgos asociados a la selección de un equipo finalde alivio que podría ser más bajo y económico, pero que podría poner enriesgo la seguridad del personal y de la planta, con las consecuencias que esopodría acarrear a inelectra como responsable de la aceptación del diseñopropuesto por el vendedor.

Documents

903-HM120-P09-GUD-046 (Especificacion final de alivios y veteos).pdf