UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA
FACULTAD DE INGENIERIA
POSTGRADO DE CONTROL DE PROCESOS
TRABAJO DE GRADO DE ESPECIALIZACION
PROPUESTA DE REEMPLAZO DE EQUIPOS PARA EL SUMINISTRO DE VAPOR
PARA EL SECADO DEL PAPEL Y PARA EL MOVIMIENTO DE LA MAQUINA DE
PAPEL
Tutor: Oswaldo Jos Gmez
Autor: Eduardo Navarro
C.I: 8.806.583
CONTENIDO DEL ANTEPROYECTO
INTRODUCCION
CARTOVEN es una planta que pertenece al Grupo Smurfit Cartn de
Venezuela, esta ubicada en el sector buena vista, Urbanizacin Santa
Elena, Calle el Hatillo, Petare.
Esta planta esta dedicada entre otros a la fabricacin de papel y
cartn y cajas de cartn corrugado. La fabricacin de estos productos
engloba varios procesos entre los que se encuentra el secado de la
hoja del papel o el secado de la pega en las cajas de cartn, los
cuales requieren vapor saturado a 80 psig y a 200 psig
respectivamente. El vapor se genera en dos calderas a una presin de
200 psig y a una rata de 65.000 lbs/h en total. Para obtener la
presin de 80 psig requerida para el secado del papel se utiliza una
turbina de vapor con entrada de 200 psig y salida de 80 psig. La
energa mecnica producida en la turbina se utiliza para el
movimiento de toda la maquina de papel.
En la medida que se va incrementando la produccin, como tambin
la variacin de los grados, as mismo se han incrementado los
problemas para tener la turbina dentro de los parmetros de diseo.
La turbina es una marca TERRY de 350 HP, tipo GA de 4500 rpm la
cual es movida con un vapor de 200 psi con temperatura en grados
Fahrenheit como se mencion antes y un flujo aproximado de 30.000
Lbs/horas que es suministrado por las caldera. Muchas veces debido
a las condiciones requeridas de operacin de la maquina es
indispensable votar vapor a la atmsfera.
La turbina requiere atencin de parte de los operadores y de
mantenimiento propio o contratado, siendo como es ella requiere
cada vez mantenimiento mas frecuente para poder mantener su
funcionamiento. Los operadores tienen que ser muy cuidadoso al
arrancar este equipo para evitar incidentes o accidentes; tambin se
requiere de un buen manejo y uso del vapor de dicha turbina y
posteriormente para el secado del papel.
El vapor saturado se produce en dos calderas como se menciono a
una presin de 200 psi; este vapor es usado para secado de la pega y
formacin de papel corrugado en el proceso de fabricacin de cajas
adems de mover la turbina. Las calderas son una BABCOCK &
WILCOX (B & W) de presin de diseo de 700 psi y capacidad
Lbs/horas de 50.000 y una CYMSA modelo: 700 HP, ao 1992, serial No
A-1972 con mxima presin de 21.9 Kgs/cm2 y capacidad de 10.957
Kgs.
Este trabajo se propone el reemplazo de la turbina por un motor
de corriente alterna con un variador de frecuencia para control de
velocidad. Para esto se deben redisear los sistemas de control de
la caldera B&W para que trabaje a 100 psi, y separar la caldera
Cymsa que seguir trabajando a 200 psi para suministrar vapor al
proceso de corrugado. Con todo esto se espera reducir los costos
por consumo de gas natural, al mismo tiempo reducir el costo de
mantenimiento, se lograra una operacin ms segura, mas limpia, y con
menos ruido.
OBJETIVOS
Reemplazar el sistema de accionamiento de la planta de papel de
CARTOVEN Petare de una turbina de vapor a un motor elctrico.
Reinstrumentar una Caldera de Vapor marca Cymsa.
OBJETIVOS ESPECIFICOS.
Estudiar sistema actual de control con el fin de levantar
informacin relativa a la forma como funciona.
Recopilar informacin para realizar comparacin entre los
distintos motores elctricos, para seleccionar el que mejor se
adapte a la necesidad.
Dimensionar el control del motor elctrico
Redisear el sistema de vapor de la caldera marca B&W
Configuracin DCS
Elaborar propuesta de reemplazo de turbina
Reinstrumentar caldera Cymsa
METODOLOGIA
Se establece la metodologa para el desarrollo del trabajo de
grado; adems se hace un enlace entre la metodologa aplicable a este
trabajo y la metodologa estndar para la realizacin de proyectos de
ingeniera utilizada en Cartn de Venezuela.
Se enmarca dentro de la modalidad de Proyecto factible.
Para Proyectos factibles la metodologa en general debe cumplir
con las siguientes etapas:
1.- DIAGNOSTICO DE NECESIDADES
2.- FACTIBILIDAD O VIABILIDAD
3.- DISEO DE LA PROPUESTA
4.- VALIDACION DE LA PROPUESTA
5.- EJECUCION O APLICACIN DEL DISEO
6.- EVALUACION DE LA PROPUESTA
1.- DIAGNOSTICO DE NECESIDADES
En esta etapa se hace un levantamiento de la informacin
existente con la finalidad de describir el problema que se desea
mejorar y las posibles soluciones. Esta etapa tiene a su vez varias
etapas como son:
1.1.- Naturaleza de la investigacin. Para el caso del trabajo de
grado la investigacin se ubica dentro de la modalidad de Proyecto
Factible, debido a que se trata de elaborar una propuesta viable
que permite resolver un problema tpico prctico como es el cambio de
una turbina por un motor elctrico de CARTOVEN Petare.
1.2.- Escenario o contexto de estudio. El trabajo se llevara a
cabo en la planta CARTOVEN Petare del Grupo Smurfit Cartn de
Venezuela, especficamente en la planta de corrugado, y mas
exactamente en el rea de maquinas como es conocida en la
planta.
1.3.- Poblacin y muestra. La poblacin para este caso esta
formada por la turbina marca TERRY de 350 hp, las calderas Cymsa y
B&W de 200 psi.
1.4.- Tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos. Las tcnicas
de recoleccin de datos sern entrevistas informales con los
operadores y tcnicos de la planta; y la observacin directa sobre
las maquinas.
2.- FACTIBILIDAD O VIABILIDAD
En esta etapa se analiza la viabilidad del proyecto o propuesta
desde tres puntos de vista: El tcnico, el econmico y el financiero.
Desde el punto de vista tcnico la propuesta es viable ya que existe
la tecnologa desarrollada y probada para reemplazar la turbina.
Desde el punto de vista Econmico la propuesta es viable ya que
resuelve un problema que afecta la productividad de la planta, y
que en este momento es vital para la planta. Desde el punto de
vista financiero la compaa respalda y dispone de los recursos para
la implementacin de la propuesta. La factibilidad del proyecto
(propuesta) esta completamente establecida.
3.- DISEO DE LA PROPUESTA
Una vez elaborada y analizada la informacin de campo se proceder
a la elaboracin del diseo de la propuesta. Se identifica el
proyecto, se justifica, se establecen las metas, los objetivos, un
plan de ejecucin, etc. Esta etapa es cubierta completamente en la
etapa de ingeniera bsica de de la metodologa de ingeniera de
proyectos.
4.- VALIDACION DE LA PROPUESTA
Para la validacin de la propuesta se mantendr el sistema
existente y en paralelo se instalara el sistema nuevo, con la
finalidad de realizar pruebas y verificar que realmente cumplir con
los requerimientos exigidos.
5.- EJECUCION O APLICACIN DEL DISEO
Esta etapa se lleva a cabo en las fases de ingeniera de detalles
e ingeniera de construccin. Esta tiene dos etapas fundamentales, la
primera es donde se planifica y se elaboran los detalles para la
implementacin, la segunda es donde se realiza la construccin
propiamente dicha. Esta es la etapa que le da cuerpo a la
propuesta.
6.- EVALUACION DE LA PROPUESTA
Esta etapa se presenta en el anlisis de los resultados; y
bsicamente se revisa de manera crtica el impacto de la propuesta
sobre el problema. Aqu se analiza que tanto fueron cubiertos los
objetivos planteados y que cosas se pueden mejor todava ms, y es
entonces cuando se establece el aporte realizado al conocimiento
cientfico.
METODOLOGIA DE INGENIERIA DE PROYECTOS
Se dedica un aparte a este tema ya que el desarrollo de la
propuesta o proyecto se realizara bajo este enfoque. La ingeniera
de proyectos es una metodologa que se aplica a cualquier proyecto
de ingeniera enmarcado en la modalidad de Proyecto Factible. Tiene
cinco etapas bien enmarcadas y que una vez cumplidas permiten la
implementacin de una propuesta. Las etapas son:
1.- Ingeniera conceptual
En esta etapa se desarrolla el problema con sus causas, y se
definen los objetivos y alcance del proyecto, con la informacin
recabada en esta etapa se elabora el capitulo del problema. Es en
esencia una etapa de investigacin documental ya que se revisan
fundamentalmente los manuales de las maquinas; adems de tomar en
cuenta la investigacin de campo que dio lugar a la propuesta; el
resultado de esta etapa es el informe del proyecto. La informacin
de esta etapa es usada para presentar el proyecto a la gerencia.
Esta etapa se basa en la investigacin de campo que la precede y
permite diagnosticar la situacin anormal.
2.- Ingeniera bsica
En esta etapa se establecen las bases del proyecto y se
selecciona el sistema de control a utilizar, tambin se fijan los
parmetros para el desarrollo de la estrategia de control; el
resultado de esta etapa es el manual del proyecto (memoria
descriptiva).
3.- Ingeniera de detalles
En esta etapa se desarrolla la estrategia de control sobre el
sistema seleccionado en la etapa anterior. Tambin se elaboran los
detalles de instalacin, los diagramas de cableado, y finalmente las
especificaciones de construccin que es la actividad que cierra esta
etapa. Como puede observarse es la etapa de implementacin de la de
la solucin o ejecucin del proyecto.
4.- Construccin
En esta etapa se da forma a la propuesta ya que es aqu donde se
ejecutan las partidas descritas en las especificaciones de
construccin elaboradas en la etapa previa. Para la realizacin de la
instalacin (construccin) se deben establecer las normas internas de
Cartn de Venezuela. Esta etapa como la anterior constituye la
implementacin de la propuesta.
5.- Puesta en marcha
En esta etapa se realiza el arranque del sistema con la
propuesta implementada, en esta etapa se revisan y corrigen los
detalles que pueda tener la implementacin. En esta etapa se ajustan
los lazos de control, etc.
RESULTADOS ESPERADOS
Reduccin de costos, mantenimiento y operacin
Eliminacin de flujos de aceite y vapor
Reducir los costos de vapor, ya que los costos actuales del gas
para producir vapor a 200 psig son ms altos que hacerlo a 100
psig.
Aumento de la eficiencia, confiabilidad, y de la seguridad en la
operacin del sistema.
BIBLIOGRAFIA
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