74814758 simbolos de diagramas

“ CURSO DE INTERPRETACION

DE DIAGRAMAS DE

FLUJO(PFD=PROCESS FLOW

DIAGRAM) Y DE TUBERIAS E

INSTRUMENTACION

(P&ID=PIPING &

INSTRUMENTATION DIAGRAM)”

“CURSO INTERPRETACION DE DIAGRAMAS DE FLUJO(PFD) Y DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION(P&ID=PIPING & INSTRUMENTATION DIAGRAM EN PROCESOS DE GAS&PETROLEO Y OTROS PROCESOS” ING. GERONIMO QUISPE MAMANI

OBJETIVO

• o Interpretar y practicar el uso de diagramas PFD y P&ID, paraproducción, Operación y Mantenimiento (P/OM) de Plantas deProceso.

• o Difundir el conocimiento de la simbología, Interpretación yaplicación de los equipos, válvulas, líneas de proceso, en diagramasPFD, e Instrumentación y control, en diagramas P&ID.

• o Desarrollar HAZOPS (HAZard OPerability study) como técnicacualitativa que permita identificar los puntos "débiles" de una planta.Determinar si su diseño ofrece desde el punto de vista de seguridadlas garantías suficientes para minimizar los riesgos de una accidentegrave, en operación del proceso y como resultado de ello,determinar las hipótesis de accidentes más relevantes en ellas

• o Detectar Oportunidades de mejora en el proceso a través de unarevisión de las variables permisibles de mejorar indicadores deOperación y Producción, implementando la Reingeniería..


I INTRODUCCION (MOTIVACION)

• Operación de plantas de proceso con:

• a).- PFD, P&ID, PHA

• b).- Matriz Causa Efecto

• c).- Espectro de valores de Operación


I INTRODUCCION


II NORMATIVIDAD RELACIONADA

• REGULACIONES FEDERALES USA

• CODIGOS RELACIONADOS: ANSI, ASME, ISA, API.

• a).- ANSI/ISA S5.1 (R1992) “Instrumentation Symbol and Identification”.

• b).- ASME Y32.11(R1994) “Graphic Symbols for Process Diagrams in

Petroleum and Chemical Industries”.

• c).- ASME Y32.2.3 (R1994) “Redesignation of Z32.2.3 –(R1953) Graphic

Symbols for Pipe Fitting, Valves and Piping”. Nota ASA Z32.2.3 ASME

“Fundamental of Pipe Drafting”.

• d).- The Funtional Identification of Instrumentation based on ANSI/ISA STD

Y32.2.

• e).- OSHA Occupational Safety and Health Administration, Process Safety

Management of Highly Hazardous Chemicals Standard, 29 Code of Federal

Regulation (CFR) 1910.119.

• f).- API RP 580 Recommended Practice for Risk based Inspection.


III DEFINICIONES GENERALES

RELACIONADAS A PROCESOS

• INDUSTRIA DE PROCESO.- Es un nombre

genérico para designar las industrias en el que

materiales fluidos sufren transformaciones físicas

y/o químicas o las que se dedican a almacenaje,

administración o distribución de fluidos. En

nuestro caso de fluido multifase a Gas, agua

formación, Petróleo y derivados.


INDUSTRIA DE PROCESO


III DEFINICIONES GENERALES

RELACIONADAS A PROCESOS• Un proyecto de planta d proceso compone de manera general

de los siguientes documentos:

• o Flujogramas de proceso (PFD Process Flow Diagram).

• o Flujograma de Detallamiento, Diagramas de Tuberías e

Instrumentación (P&ID piping and Instrumentation Diagram).

• o Listado de equipos relacionados: Separadores, Compresores,

Bombas, Torres, Intercambiadores, Aeroenfriadores, tanques

líquidos, tanques GLP, etc.

• o Diseño de las líneas principales y servicio generaciones de

Lista de líneas.

• o Diseños de isométricos y Listado de isométricos.

• o Diseños de detalle de tuberías.


IV DEFINICIONES ESPECIFICAS DEL

CURSO

• 4.1).- PFD(Process Flow Diagram, flow-

sheets, etc) FLUJOGRAMA

• 4.2).- P&ID (Piping & Instrumentation

Diagram): DIAGRAMA DE TUBERIAS E

INSTRUMENTACION


4.1).- PFD(Process Flow Diagram, flow-


• Representa el funcionamiento de un sistema, donde se

incluye, la red de tuberías a grandes rasgos, todos los

equipos relacionados como Recipientes, tanques

maquinas y otros equipamientos e instrumentos ligados

o pertenecientes a la red de tuberías.

• Son diseños esquemáticos sin escala, que muestran un

sistema constituido por diversos recipientes,

equipamiento e instrumentos, y la respectiva red de

tuberías ligadas a ellos. Los flujogramas apenas tienen

una finalidad de mostrar el funcionamiento del sistema,

no esta destinado para fabricación, construcción o

montaje.




BOLIVIA, INC.




• Los diseños preparados en la fase inicial de un proyecto dedecontener lo siguiente:

• o Equipamientos de calderería principales (tanques, torres, recipientes, reactores hornos, intercambiadores de calor etc.) con indicaciones de las características básicas tales como dimensiones generales, presión y temperatura de operación etc.

• o Maquinas principales (Bombas, compresores, ejectores etc) con indicaciones de características básicas, tales como vació, presión y temperatura de operación.

• o Tuberías principales de proceso, con indicaciones de flujo de fluido contenido.

• o Válvulas principales de bloqueo, regulación, control, seguridad y alivio.

• o Instrumentos principales.

• Deben mostrar lo anterior que haga parte o que sean esenciales, alos circuitos principales del proceso.


4.2).- P&ID (Piping & Instrumentation Diagram):

DIAGRAMA DE TUBERIAS E INSTRUMENTACION

• “ Herramienta única e ideal paraingenieros, supervisores, operadores,instrumentistas de planta y compañías delárea, para capturar información delproceso para la operación o diseño, paracumplimentacion de OSHA 1910, estudiosde HAZOP, y administración demantenimiento...”




• Los diseños básicos que a partir de los cuales será hecho todoel proyecto de planta.

• o Todos los equipo de caldererías principales con su identificación de características básicas.

• o Todas las maquinas principales con su identificación de características básicas.

o Todos los equipos e maquinas secundarias (filtros, purgadores, figuras “8” etc.) desde que tengan alguna función de proceso o en la operación, manutención o montaje. Todos esos elementos deben ser mostrados individualmente, uno por uno, por medio de su identificación y de convenciones de diseño, aun así fueran equipos o circuitos idénticos. También es necesario que sea indicada cualquier exigencia de servicio que haya con relación a localización de los equipamientos. Ejemplo: equipos que deban quedar próximos entre si o con indicaciones de diferencia de elevaciones requerida etc.




• o Todas las tuberías de proceso mayor como de las deutilidades y todavía las secundarias y auxiliares,con indicación de diámetro, sentido del flujo,identificación completa, bien como condicioneso exigencias especiales de servicio se denotan:

§ Tuberías con declinación constante.

§ Tuberías con flujo por gravedad o por termosifón.(Debe indicarse la diferencia de elevación entre puntos BOP)

§ Tuberías sin puntos altos o sin puntos bajos.

§ Tuberías con trazado rectilíneo obligatorio.

§ Tuberías con mínimo de perdidas de carga.

§ Tuberías con arreglos simétricos o arreglos no usuales y obligatorios.

§ Tuberías sujetas a vibraciones o a ruidos.




• o Todas las válvulas colocadas en las respectivas líneas e como indicación del tipo general (bloqueo, regulación, control, seguridad (PSV=Pressure Safety Valve, PRV=Pressure Relief Valve).

• o TODOS los instrumentos (generalmente de acuerdo con las convenciones de ISA S5.1) con indicación de símbolo, identificación, tamaño, arreglos respectivos de válvulas, tuberías de contorno etc. Deben figuras las líneas de aire comprimido de comando de las válvulas de control con las respectivas uniones de tubings. Con relación a los equipos las características que deben aparecer en los flujogramas son apenas las que interesan al proceso. En la mayoría de los casos por ejemplo para un Tanque figurará apenas el Volumen, para una Torre constar del diámetro, la altura o numero de bandejas y la altura manométrica etc.

• Nota.- Deben mostrar lo anterior que haga parte o que seanesenciales, a los circuitos principales del proceso.


4.2a).- DISEÑO DE P&ID

• Debe seguir una cierto

orden racional en la

disposición de

recipientes,

equipamiento y

tuberías,

independientemente de

la verdadera

disposición física de

esos elementos en el

terreno. El diseño

generalmente es hecho

de forma que el sentido

general del flujo en las

tuberías principales

sea de izquierda a la

derecha del papel.


4.2a).- DISEÑO DE P&ID (Cont.)

Es usual también que el diseño sea dividido imaginariamente en tres fajas horizontales:

• 1° Faja superior.- Se ubican a los recipientes de alta presión, tanques, torres, reactores, hornos y otros equipamientos principales.

• 2° Faja Intermedia.- Se disponen los intercambiador de calor etc.

• 3° Faja Inferior.- Los equipamientos mecánicos: Bombas, compresores etc.

Como regla general en cada hoja de flujograma se acostumbra figurar, no más de 10 a 15 equipos principales.


• Todas las tuberías sonrepresentadas por líneashorizontales o verticales. Esusual hacer el diseño de lastuberías en trazo mas fuerteque de los recipientes,equipos y líneas de aire deinstrumentos; se puedetambién diseñar las tuberíasprincipales en trazos masfuerte de que lassecundarias o auxiliares. Encualquier caso las líneashorizontales deben sercontinuas, e las líneasverticales son interrumpidascuando se cruzan con laslíneas horizontales. Lossímbolos indicativos delsentido del flujo soncolocados en los trasladosde dirección. Elespaciamiento entre lastuberías en el diseño debeser mínimo de 6 mm enimpresión final.


4.2a).- DISEÑO DE P&ID (Cont.)• Debe seguir una cierto orden racional en la disposición de recipientes, equipamiento y

tuberías, independientemente de la verdadera disposición física de esos elementos en el

terreno. El diseño generalmente es hecho de forma que el sentido general del flujo en las

tuberías principales sea de izquierda a la derecha del papel.


• En redes complejas de tuberías, cuyo

P&ID no pueda ser diseñado con claridad

y presenta mucha densidad de piping en

una única hoja, se debe de subdividir en

varias hojas, y las tuberías que pasan de

una hoja para otra deben de estar en la

misma posición relativa en ambas hojas,

para facilitar la lectura. Es común también

en esos sistemas complejos hacer varios

flujogramas de tuberías en la misma área,

mostrando, por ejemplo una de las

tuberías principales, otro de tuberías

auxiliares, otro de tubería de servicio etc.

4.2a).- DISEÑO DE P&ID (Cont.)En los puntos en que

haya ínter ligaciones de

las tuberías diseñadas en

flujogramas diferentes,

deben ser adoptadas

convenciones especiales

para indicar esa ínter

ligaciones, ya que las

líneas que salen del

diagrama están

asignadas con un

rectángulo con una

indicación “limite de

unidad”. Es practico

adjuntar en cada hoja de

diagramas una tabla con

los datos principales de

todos los equipos que

aparecen en la hoja del

diagrama.

V DESARROLLO


5.1 CLASIFICACION DE EQUIPOS

La identificación de los equipos para cada tipo serie numérica diferente precedida

de una o dos letras indicativas. Por ejemplo todas las bombas serán precedidas por

la letra B, los compresores de C, las torres de T, los intercambiadores de calor de E,

los tanque TK , hornos por H, Aeroenfriadores AC, etc.


5.1 CLASIFICACION DE EQUIPOS(Cont.)

Generalmente se

adopta para cada

área una serie de

diferente. Por

ejemplo en la área

1 las bombas

serán B-101, B-

102 etc, los

intercambiadores

H-101, H-102 etc.

en la área 2 las

bombas serán B-

201, B B-202, y así

por delante para as

demás según el

tipo de serie de

Recipientes y

equipos.

EJEMPLO: IDENTIFICACION DE EQUIPOS


SIMBOLOGIA DE EQUIPOS

5.2 CLASIFICACION DE INSTRUMENTOSINSTRUMENTOS INDICADORES.-

Los indicadores son dispositivos (generalmente localizados en el punto donde se

hace la medición del proceso) que dan el valor de la variable medida

únicamente en el instante en que se hace la observación. Como ejemplos de

indicadores tenemos los manómetros y los termómetros industriales

INSTRUMENTOS REGISTRADORES.-

Los registradores (localizados generalmente lejos de los puntos en el cual se mide la variable del proceso) proporcionan un registro de cómo se ha comportado la variable, además de indicar el valor presente de la misma. El registro los hace una pluma sobre un papel de grafica que se mueve mediante un mecanismo de reloj.

INSTRUMENTOS TRANSMISORES.-

Los transmisores miden algunas variables como temperatura o nivel y envían la señal correspondiente a uno o más lugares que pueden ser un registrador, un controlador, un indicador o una alarma. Dispositivo que convierte mediciones de proceso(presión, flujos, niveles, temperatura, etc) en una señal eléctrica o neumática disponible para uso a través de una indicación o sistema de control.

5.2 CLASIFICACION DE INSTRUMENTOS

INSTRUMENTOS CONTROLADORES.-

Un controlador es un dispositivo que compara una variable con un valor deseado para ella, produciendo una señal de corrección que mueve (opera) una válvula de control. Los controladores generalmente se montan lejos del punto donde se efectúa la medición y pueden ser indicadores o registradores.

Un dispositivo el cual recibe una medición de una variable de proceso, compara la medida con un punto de seteado representando el punto de control.

VALVULAS DE CONTROL (ELEMENTO FINAL DE CONTROL).-

Nombre Genérico para designar una gran Variedad de Válvulas usadas en combinación con instrumentos de automáticos, y comandados a distancia por esos instrumentos, para controlar él vació o presión de un fluido. La Válvula tiene siempre un actuador (Neumático, hidráulico, eléctrico etc.)que comanda directamente el actuador de vástago para el cierre de la válvula, y que a su vez es comandado por una señal(presión de aire comprimido por ejemplo).


SIMBOLOGIA DE VALVULAS


5.3 DESIGNACION DE LOS INSTRUMENTOS

(Identification Letters = Letras de Identificación)



VALVULAS DE CONTROL (ELEMENTO FINAL DE CONTROL).-

La información presentada en las hojas de flujo se abrevian para simplificar

su presentación. Para la instrumentación se ha desarrollado un sistema

normal de abreviaturas, el cual consiste en dos, tres, cuatro letras

escritas como una palabra. Su contenido es el siguiente:

•La primera letra indica la variable del proceso a tratar.

•La segunda y tercera letras indican que es lo que se hace con la

información de la variable.

Con este sistema se hace posible la identificación de la mayor parte de los instrumentos. La tabla 1 da la designación básica por letras más común.Es importante hacer notar que la ultima letra de la designación se da de acuerdo con el resultado que se desea del proceso, que con el método por medio del cual se obtiene el resultado, por ejemplo:Una válvula de control que regula el flujo de vapor a un CAMBIADOR DE CALOR con el propósito de controlar la temperatura se llama TVC(TemperatureValve Control = Válvula de Control de Temperatura) y no FVC (Flow ValveControl = Válvula de Control de Flujo). Porque la variable principal de administración del proceso es esta etapa es la TEMPERATURA

5.4 COMBINACION DE LETRAS

TIPICAS(Typical Letters Combinations).

* RC * IC * R * I * CV * E * A

* R

EG

ISTR

AD

OR

CO

NTR

OLA

DO

R

* C

ON

TR

OLA

DO

R

IND

ICA

DO

R

* R

EG

ISTR

AD

OR

* IN

DIC

AD

OR

* V

ALV

ULA

DE

CO

NTR

OL

* E

LE

ME

NTO

SE

NS

OR

* A

LA

RM

A

* R

EC

OR

D

CO

TR

OLLE

R

* IN

DIC

ATO

R

CO

NTR

OLLE

R

* R

EG

ISTE

R

* IN

DIC

ATO

R

* C

ON

TR

OL

VA

LV

E

* E

LE

ME

NT

* A

LA

RM

VARIABLE DEL PROCESO

Flujo FRC FIC FR FI FCV FE FA

Nivel LRC LIC LR LI LCV LE LA

Presión PRC PIC PR PI PCV PE PA

Temperatura TRC TIC TR TI TCV TE TA

ABREVIATURA DEL INSTRUMENTO

Variable de

Proceso

Función

Secundaria

Función

Primaria

T R C

( * ) Indica la posición de la

variable de proceso



Resumen global de

identificación de

funciones a

través de las

Combinaciones

Típicas de Letras para

instrumentación

del proceso

VI DISEÑO P&ID


6.1CUMPLIMIENTO Y NATURALEZA MANDATORIA

DE LA NORMAANSI/ISA S5.1(Instrumentation Symbol

and Identification) de la ISA(The Instrumentation hasta S5.7

de la Systems, and Automation Society)Símbolos.- Cada equipo e instrumento puede ser representado en

diagramas a través de símbolos, el símbolo puede ser acompañado

por un número TAG.

Las definiciones y ejemplos de esta norma tienen como objeto de

interrelacionar entre ellos, indicando su significado y sus funciones.

Numero de TAG.- Cada instrumento o función es identificado a través

de una código alfanumérico

Use símbolos similares o referidos a norma con formas idénticas,

evitar usar distintos estándares, cuando se tomas pasos

inadecuados pueden malinterpretarse a el diseño. La norma

sugiere “user’s choice” como alternativa en símbolos eléctricos

por ejemplo.

Para proporcionar mayor información a la hoja de flujo, los

símbolos se combinan con las designaciones de letras

mostradas anteriormente.

Las razones para emplear estos símbolos son las siguientes:

•Indicar aproximadamente en que parte del proceso se instala el

dispositivo.

•Indicar la interconexión entre las partes de los sistemas de

control.




de la Systems, and Automation Society)


En general un instrumento conectado al proceso se

muestra como sigue: Instrumento

Linea de proceso




de la Systems, and Automation Society)


6.2 RELACIONAMIENTO DE LINEAS DE TUBERIAS DE

PROCESO VERSUS VALVULAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS

(INSTRUMENT LINE SYMBOLS ).




Nota.- OR significa opcional es recomendable.

Las siguientes abreviaturas son sugeridas para denotar los tipos de suministro de potencia. Estas designaciones pueden ser usadas para purga de líquidos de servicio.

AS – Air Supply (Suministro de Aire)

IA – Instrument Air (Aire para instrumento) (Opcional)

PA – Plant Air (Aire de planta)(Opcional)

ES – Electric Supply

GS – Gas Supply

HS – Hydraulic Supply

NS – Nitrogen Supply

SS – Steam Supply

WS – Water Supply

El nivel de suministro debe aumentarse en la linea de suministro Ejemplo AS-100 a 100 psig air supply; ED – 24 DC, a 24 – volt DC.

Si un gas distinto que el de aire es usado, el gas puede identificarse a través de una nota en el símbolo de la señal.

Fenómenos electromagnéticos incluyen calor, ondas de radio, radiación nuclear y luz.




Cabe hacer notar que el diagrama de flujo indica el tipo de acción

del instrumento, mas no indica necesariamente que éste se

encuentre físicamente en ese lugar.

(i).- Auto operada alivio de presión

(ii).- Auto operada reductora de

presión

(iii).- Operada remotamente


6.3 INSTRUMENTOS GENERALES – SIMBOLOS DE FUNCION.

6.3 INSTRUMENTOS GENERALES – SIMBOLOS DE FUNCION.

NOTAS.-

Los tamaños del tamaño pueden variar de acuerdo a las

necesidades del usuarios y el tipo del documento. Un cuadrado

es sugerido y el tamaño del circulo para diámetros largos es

mostrado en ***.

Abreviaciones del usuario cono IP 1 (Instrument Panel # 1), IC2

(Instrument Console # 2), CC3 (Computer Console #3), etc.,

pueden ser usados when sea necesario para especificar el

instrumento o la ubicación de la función.

Normalmente inaccesible o dispositivos ocultos, o funciones

pueden ser graficados usados el mismo símbolo pero la

horizontal segmentada:


6.3 INSTRUMENTOS GENERALES – SIMBOLOS DE

FUNCION.

Notas .-

Esto no es mandatorio para mostrar en panel común.

Estos diamantes son aproximadamente la mitad de tamaño de

instrumentos.

Para símbolos lógicos específicos, ver ANSI / ISA S 5.2

6.4 SIMBOLOS DE VALVULAS DE CONTROL

6.5 SIMBOLOS DE ACTUADORES

6.7 SIMBOLOS PARA ACCIONAMIENTO DE EVENTO DE

FALLA EN VALVULAS DE CONTROL.

6.8 SIMBOLOS EVENTOS PRIMARIOS.

6.9 EJEMPLOS PARCIALES APLICATIVOS DE FUNCIONES.

6.10 EJEMPLOS MISCELANEOS Y COMBINACIONES.

6.11 EJEMPLOS DE CIRCUITOS DE PROCESO.

Ejemplo de un complejo control de baño reactor involviendo ambos métodos de

control Control por Display y PLC (Programmable Logic Control). El propósito de

este P&ID es permitir un entendimiento general del esquema de control, la

definición e identificación de las conexiones de los componentes.

6.12 EJEMPLOS DE GRADO DE DETALLE PFD a P&ID

Símbolo simplificados y abreviados usados para definir los

principales puntos de medición y control


Símbolos funcionales y abreviaciones de identificación usados

para desarrollar concepto de control concerniente al proceso.


P&ID COMPLETO DONDE SE DESCRIBE DE MANERA COMPLETA

TODOS LOS ELEMENTOS USADOS EN EL CIRCUITO DEL PROCESO,

DISTRIBUCION DE LA TUBERIA, EQUIPOS, LINEAS SECUNDARIAS,

DE SERVICIO, EL CONTROL, LAS SEÑALES ETC.

6.13 SOFTWARE RELACIONADOS

AUTOPLANT 2D P&ID, COADE P&ID, CADPIPE

6.13 SOFTWARE RELACIONADOS

VII APLICACIONES

7.1 INTEGRIDAD EN LA OPERACIÓN Y LA SEGURIDAD DE LA

PRODUCCION EN PLANTAS DE GAS Y PETROLEO, A

TRAVES DE APLICACIÓN DE LOS DIAGRAMAS

Para facilitar la conceptuación de los

operadores para el proceso y obviamente

apuntar a aumentar índicadores positivos

de Produccion y operación como tan

aceptablemente posible minimizando

cualquier desvió o incidente menor en el

proceso que pueda presentarse o

organizar programar, comprometer

cronogramas de Paradas de Plantas anual,

o detectar cualquier OPORTUNIDAD DE

MEJORA.




FLUJOGRAMAS DE PROCESO PRINCIPAL.-

La concepción del proceso debe ser

conciente por cada uno de nosotros.





HAZOP(HAZard OPerability study) y HAZID

(HAZard Identification) EN DIADRAMAS

P&ID ACTUALIZADOS Y CONFORME (QUE

SE ENCUENTRA EN VIGENCIA).-

El entendimiento de esta información debe

ser conciente y constante.





MATRIZ CAUSA Y EFECTO:

i. Tag Alfabético: Según definición ISA:Typycal Letter

Combination

ii. Tag numérico: Asignado por EPC(Engineering

Procurement and Construcction), Servicio del Lazo:

Instrumento en linea mayor o menor del proceso.

iii. No. de P&ID, para identificar los nudos.(Diagrama de

Tubería e Instrumentación DTI’s).

iv. Unidades de medida: kg/cm2, m3, m3/h, %, mmca,

ppm, ppb, ºC cromatografías etc.

v. Alarmas: Apagado, Encendido, Alto Máximo, Alto, Bajo,

Bajo Mínimo.




vi. Enclavamiento: Apagado, Encendido, Alto Máximo,

Alto, Bajo, Bajo Mínimo. COLUMNAS

vii. Valores ESD (Emergency Shut-Down), para

contingencias de parada de planta.

Viii Conocimiento del sistema de control Delta-V y sus

elementos: PLC=Programmable Logic Control,

DSC’s=Distribuited System Control,

Scada=Supervisor Control and Data Adquisition,

BUSES, HUBs In/Out etc, para la correcta

comunicación con sala de Control. EJEMPLO

Anexo XIII Cause And Effect.pdf




ACTUALIZACION Y TRAZABILIDAD DE

LA INFORMACION DESARROLLADA (PFD, P&ID,

MATRIZ, VALORES OPERACIÓN ETC.).-

Es importante

coordinar con departamento de ingeniería,

proyectos, contratistas etc. exigir la

constante actualización de los P&ID

(Diagramas de tuberías e Instrumentación)

del día, con todas las modificaciones y

ampliaciones que se hayan efectuado en el

proceso, y/o modificaciones de algunas

líneas de servicio etc.





• Ventajas en Producción / Operación y Mantenimiento(P/OM):

La información de P&ID actualizado provee alta Integridad-no

requiere verificación en el campo para soportar alguna

decisión

La integración con otros soporte de información. Administración de proyectos o Planes de lleve en mano

Provee acceso rápido y preciso de información corriente para

solución de problemas

La solución dentro de la planificación de contingencias y ejecución o procedimientos de mantenimiento

Los cambios en el P&ID son filtrados y gravados cumpliendo la regulación de la norma ANSI/ISA

Análisis de Riesgo y Operabilidad(HAZOP) para verificación y auditorias para otras regulaciones de la planta, ISO, OSHA, Leyes Bolivianas

Reducción de tiempos de comisiones Inspecciones basadas en Riesgos y Sistemas críticos de documentación

La filtración de información ayuda a evaluar costos de operación relacionados a mejoras en el escenario de procesos

El ajuste / reanalisis de procesos para variables de realimentación

Arranques rápidos de planta Permite observar distintas y múltiples ubicaciones desde sala de control

Instrumentos más comunes y válvulas de control:

FC (Flow controller) - Controlador de flujo

FCV (Flow control valve) – Válvula controladora de flujo

FM(Flow meter) – Medidor de flujo

FRC (Flow Record controller)- Controlador Registrador de Flujo

FRCV(Flow record control Valve)- Válvula controladora registradora de Flujo.

HCV (Hand Control valve) – Válvula de control manual

LC (Lever controller) – Controlador de nivel.

LCV (Lever control valve) – Válvula controladora de nivel.

LI (Lever indicator) – Indicador de nivel.

LRC (Lever record controller) – controlador Registrador de nivel.

LRCV (Lever record control valve) – Válvula controladora registradora de nivel.

OF (Orifice Flange) – Brida con placa de orificio.

PC ( Pressure control) – Controlador de presión

PCV ( Pressure control Valve) – Válvula controladora de presión

PdCV (Pressure – diferential control valve) – Válvula controladora de presión diferencial.

PI (Pressure indicator) – Indicador de presión (manómetro)

PRC (Pressure record controller ) – Controlador registrador de presión.

PRCV(Pressure Record control valve) – Válvula controladora registradora de presión.

TC (Temperatura Control) – Controlador de temperatura.

TCV (Temperature control valve)- válvula controladora de temperatura.

ThI( Themperature Indicator)- Indicador de temperatura (termómetro).

TRC (Temperature record controller) – controlador registrador de temperatura.

TRCV (Temperature record control valve)- válvula controladora registradora de temperatura.

7.2 DESARROLLO DE PHA (PROCESS HAZARD ANALYSIS) A

TRAVES DE LA CONFECCION DE METODOLOGIAS

CUALITATIVAS

o Las técnicas de identificación de riesgos dan respuesta a

las preguntas:

¿qué puede funcionar mal? Y ¿por qué razón?

La respuesta a otras cuestiones como:

¿con qué frecuencia? y ¿qué efectos tiene?. Se resuelven

con otras técnicas probabilísticas y deterministicas del

análisis del riesgo.

En la industria química, los accidentes suelen ser el

resultado de unas condiciones de proceso inadecuadas

para las diversas características físicas y químicas de los

materiales y de las substancias.




CUALITATIVAS

Introducción Análisis de Riesgo

Un accidente es un suceso fortuito e incontrolado, capaz de

producir daños. En general, en la industria petrolero este

suceso coincide con situaciones de emisión, escape,

derrames, incendios y explosión, donde están implicadas

substancias peligrosas. Si la situación generada se puede

calificar como riesgo grave, catástrofe o calamidad publica-

inmediata o diferida- para las personas, el medio ambiente

y los bienes, se la denomina “accidente mayor”




CUALITATIVAS




CUALITATIVAS

Escenarios que determinan fenómenos peligrosos de tipo térmico y explosivo:

- Incendio de charco (pool fire). Combustión estacionaria con llama de

difusión del liquido de un charco de dimensiones conocidas(extensión), que se produce en un recinto descubierto.

- Dardo de fuego (jet fire) Llama estacionaria y alargada (de gran l9ongitud y poca amplitud) provocada por la ignición de un chorro turbulento de gases o vapores combustibles. Un ejemplo típico es el soplete.

- Llamarada (flash fire). Llama progresiva de difusión de baja velocidad. No produce ondas de presión significativas. Suele estar asociada a la dispersión de vapores inflamables a ras de suelo. Cuando estos encuentran un `punto de ignición, el frente de la llama generado se propaga hasta el punto de emisión, barriendo y quemando toda la zona ocupada por los vapores en condiciones de inflamabilidad. Si el origen de los vapores es un vertido con evaporación, el fenómeno acaba en un

incendio de charco.



CUALITATIVAS

- BLEVE-Bola de fuego. Acrónimo de la expresión inglesa Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion. Este escenario se refiere a la bola de fuego(fireball) que se produce por el estallido súbito y total, por calentamiento externo, de un recipiente que contiene un gas inflamable licuado a presión, cuando el material de la pared pierde resistencia mecánica y no puede resistir la presión interior. El calentamiento extremo es generalmente producido por un incendio de charco o de dardo de fuego, y la probabilidad de que estalle es especialmente elevada en los casos en los

que hay un contacto directo de la llama con la superficie del recipiente.

Distintas siniestralidades de accidente mayores de fuego




CUALITATIVAS

EXPLOSIONES.- Un escape de una producto inflamable en forma gaseosa, o bien liquida en condiciones de ser vaporizado, produce una nube de gas. Esta nube, según sea la velocidad de salida del producto se comporta como:

- Un chorro gaseoso (turbulent free jet): en este caso, la dispersión del producto depende de la velocidad y de la presión de salida. Cuando el gas o vapor esta suficientemente diluido y su velocidad es menor que la velocidad del viento, se dispersará a corta distancia en función de las condiciones metereologica.

- La dispersión atmosférica: la nube, en función de las condiciones meteorólogas, se extiende y se desplaza mientras se va diluyendo.

Explosiones originadas por una Combustion muy rapida


Esquema simplificado de los posibles accidentes que se

pueden producir en caso de escape accidental de un producto

toxico o inflamable



CUALITATIVAS

Las técnicas de identificación de riesgos dan respuesta a las

preguntas:

¿qué puede funcionar mal? Y ¿por qué razón?

La respuesta a otras cuestiones como:

¿con qué frecuencia? y ¿qué efectos tiene?. Se resuelven con

otras técnicas probabilísticas y deterministicas del análisis del

riesgo.

En la industria química, los accidentes suelen ser el resultado

de unas condiciones de proceso inadecuadas para las diversas

características físicas y químicas de los materiales y de las

substancias.




CUALITATIVAS

Estas condiciones, excepto en el caso de fallos de diseño, suelen

ser desviaciones de las condiciones normales de

funcionamiento y se presentan como problemas no siempre

evidentes desde la experiencia operativa.

Las técnicas de análisis tienen características distintas lo cual

los hace apropiadas para ser aplicadas a diferentes etapas de

la vida de una instalación o para proporcionar un nivel de

detalle del estudio diferente.




CUALITATIVAS

La elección de una u otra técnica se debe efectuar a partir del

conocimiento de las ventajas y desventajas de cada una, y de

una correcta estimación de la duración del estudio(concepto

siempre ligado a aspectos económicos. Una estimación

inadecuada de cualquiera de los aspectos- complejidad del

proceso, etapa del proyecto, nivel de detalle que se quiere

conseguir y recursos necesarios- suele desbaratar el estudio o

simplemente producir resultados inadecuados a los objetivos

planteados. La figura muestra las técnicas de análisis que son

utilizadas normalmente en las diferentes etapas de la vida de

las instalaciones de proceso.


Utilizacion de las tecnicas identificativas del Riesgo

ANALISIS DE RIESGOS Y OPERABILIDAD (HAZOP)

El análisis de peligros y operabilidad (HAZard and Operability

Analysis, HAZOP) conocida también como análisis funcional de

operabilidad (AFO) o análisis operativo (AO), en un método que

fue diseñado en Inglaterra en la década de los sesenta por La

Imperial Chemical Industries (ICI) para aplicarlo al diseño de

plantas de fabricación de pesticidas, cuya definición es:

“ La aplicación de una examen critico, formal y sistemático a un

proceso o proyecto de ingeniería de nueva instalación, para

evaluar el riesgo potencial de la operación o funcionamiento

incorrecto de los componentes individuales de los equipos, y

los consiguientes efectos sobre la instalación como conjunto”.

i).- Descripción y Objetivo



Es una técnica deductiva para la identificación, evaluación

cualitativa y prevención del riesgo potencial y de los problemas

de operación derivados del funcionamiento incorrecto de un

sistema técnico. El análisis pretende, mediante un protocolo

relativamente sencillo, estimular la creatividad de una equipo

de expertos con diferente formación para encontrar los

posibles problemas operativos.

La técnica se fundamenta en el hecho de que las desviaciones en

el funcionamiento de las condiciones normales de operación y

diseño suelen conducir a un fallo del sistema. La identificación

de estas desviaciones se realiza mediante una metodología

rigurosa y sistemática. El fallo del sistema puede provocar

desde una parada sin importancia del proceso hasta un

accidente mayor de graves consecuencias.

i).- Descripción y Objetivo



El paso previo para el desarrollo del análisis es la definición del objetivo y el alcance del estudio, de los limites físicos de la instalación o el proceso que se quiera estudiar y de la información requerida. Además debe estudiarse el sistema o proceso ya definido para conocer la información disponible, prepararla y organizar el equipo de estudio, y planear la secuencia de estudio y las sesiones de trabajo.

Después del estudio previo se puede comenzar el análisis propiamente. El primer paso es la selección de los elementos críticos que deben estudiarse (recipientes, reactores, separadores, etc.). A continuación, sobre cada NODO DE ESTUDIO, que corresponde a cada linea de fluido de cada elemento seleccionado, y de forma secuencial y repetitiva, se aplican las PALABRAS GUIA (no, más, menos, otro, parte de, etc.) a cada una de las condiciones de operación del proceso, las substancias y las variables que intervienen(flujo, presión, temperatura, nivel, tiempos, etc.). Operando de esta manera se generan las desviaciones significativas de las condiciones normales de operación y se realiza un repaso exhaustivo de los posibles funcionamientos anormales.

ii).- Metodología del Análisis



Las principales palabras guía propuestas originalmente por ICI y

los parámetros de proceso a los que se aplican se muestran en

la tabla. Un caso particular es el estudio de procesos

discontinuos y manuales operativos, donde se toman las

operaciones propiamente (carga, descarga, etc.) como

parámetro sobre las cuales aplicar las palabras guía.




El estudio de las desviaciones conduce a la identificación de sus

posibles causas y consecuencias y, por los tanto, del riesgo

potencial y de los problemas derivados de una funcionamiento

incorrecto; paralelamente, se buscan los medios protectores

del sistema. Toda la información del análisis es documentada

ordenadamente en forma de tabla, de hecho que permite la

evaluación cualitativa de las medidas de control de seguridad.

A partir de esta información es relativamente sencillo

implementar nuevas medidas para la mejora de la seguridad y

fiabilidad del sistema.





Resumen de palabras guía y variables de proceso utilizados

en los análisis HAZOP




Diagrama logico de ejecucion de HAZOP


Los análisis HAZOP son general, estudios multidisciplinares. La

ejecución del estudio HAZOP requiere un conocimiento

detallado del sistema que se quiere auditar y del protocolo de

análisis. Esta característica condiciona que el trabajo se realice

en equipo, donde debe haber representantes de las distintas

áreas de conocimiento implicadas en el proceso. Los miembros

de los equipos de trabajo son de dos tipos: los técnicos y los

analistas de riesgo.

iii).- Organización del Estudio


Los técnicos implicados en el estudio soportan el apartado

técnico. Los componentes deben ser especialistas en las áreas

de conocimiento implicadas en el estudio; es aconsejable que

sean verdaderos expertos. Las áreas de conocimiento

implicadas en cada estudio pueden variar substancialmente en

función del objeto del mismo (refinerías, plantas químicas,

centrales eléctricas, centrales nucleares, parques de

almacenamiento de combustible, etc.) y del objetivo del estudio

que se quiere desarrollar: Diseño de nuevas instalaciones,

revisión en funcionamiento, modificaciones etc. Es

recomendable que el numero de especialistas que elaboran el

estudio sean entre tres y seis grupos menores; pueden

presentar una falta de conocimiento en determinados campos y

grupos mayores suelen tener problemas organizativos.




Los analistas de riesgo deben dar soporte logística al estudio es

decir dirigir, moderar y documentar el análisis. Los analistas

deben ser especialistas en aplicar la metodología HAZOP como

tareas previas al desarrollo del HAZOP, tienen que definir el

objetivo y el alcance del estudio, seleccionar el equipo técnico

y formado en el método de análisis. Además, los analistas

deben de tener la formación necesaria para entender y

controlar la discusión de forma satisfactoria.

El estudio se realiza en diversas sesiones de trabajo, de una

duración no superior a 2 a 3 horas donde la carga de trabajo

tiene que ser racional para motivar y estimular la creatividad y

la imaginación (brainstorming) del equipo de estudio y

garantizar así la utilidad de los resultados obtenidos.




El método presupone tres hipótesis:

1. La instalación esta bien diseñada en relación con la

experiencia, el conocimiento de los procesos implicados, la

aplicación de las normas y códigos pertinentes.

2. Los materiales de construcción han sido los adecuados, la

construcción y el ensamblaje se han hecho correctamente.

3. Los análisis son una “fotografía instantánea” donde se mezclan

sucesos de efecto inmediato con sucesos de elevada inercia

temporal.

iv).-Requisitos y Limitaciones



El resultado principal de los análisis HAZOP es un conjunto de

situaciones peligrosas y problemas operativos y una serie de

medidas orientadas a la reducción del riesgo existente o a la

mitigación de las consecuencias de los problemas operativos. Estas

medidas se dan en forma de cambios físicos en las instalaciones,

modificaciones de procedimientos o recomendaciones de estudios

posteriores para evaluar con mas detalle los problemas identificados

o la conveniencia de las modificaciones propuestas.

El HAZOP es un instrumento de estudio muy indicado para procesos en

fase de diseño y construcción, donde la documentación esta

totalmente actualizada y las recomendaciones del análisis no

suponen modificaciones costosas ni paros en la planta.

Por otro lado a causa de la laboriosidad del método y el grado de detalle

que el estudio proporciona el HAZOP solo es indicado para

instalaciones especificas y no como método general de análisis.

v).-Resultados y aplicabilidad



v).-Resultados y aplicabilidad



Se trata de una sistema de calentamiento en una refinería

consistente en un circuito cerrado de aceite térmico que tiene

la función de calentar otros fluidos y equipos(estabilización-

reformimng- de la gasolina), destilación primaria, etc.). El

aceite térmico utilizado es producido en la destilación

primaria (tipping) del crudo y tiene una temperatura de

inflamabilidad de 175°C. La temperatura máxima alcanzada

por el aceite durante el proceso es de 330°C a la salida del

horno F1. El aceite térmico puede degradarse si no es

sustituido al cabo de un determinado tiempo o bien si se

sobrecalienta considerablemente. El calor residual de los

humos se utiliza para producir vapor de media presión que

alimenta a otros equipos. El combustible utilizado en el horno

es el gas excedente de la refinería. El control de la llama del

quemador del horno se efectúa mediante la temperatura de

salida del aceite térmico que regula la válvula TCV 1.

vi).-Ejemplo de aplicación de análisis HAZOP

1 ).- Descripción de la instalación que se requiere estudiar.




1 ).- Descripción de la instalación que se requiere estudiar.



Las protecciones del horno provocan el corte de combustible del

horno mediante la válvula TCV 1 por las causas siguientes:

- Alta temperatura en la salida de humos, actuador TSH.

Baja presión en la linea de gas de refinería, PLC 2.


2) Descripción de la protección del horno F1.


Se estudia el sistema en condiciones normales de operación y

esto requiere plantear las hipótesis siguientes:

- Se considera que la bomba P1 A impulsa el aceite a través

del horno. La bomba P1 B es de reserva y solo entra en

funcionamiento cuando se produce una caída de presión en la

linea de impulsión del aceite (PSL).

- - El horno trabaja a tiro natural, es decir, el humo sale

libremente pese a la disminución de su temperatura sin que

exista ningún equipo de aspiración; de la misma manera, la

entrada de aire en la cámara de combustión es natural, no hay

ningún equipo de impulsión.

- El calor residual de los humos que se utilizan para vaporizar

el agua es insignificante, no alterando el funcionamiento del

sistema.


3.- Consideraciones previas al análisis.



La tabla muestra, mediante la matriz de interacción el estudio

preliminar para determinar la peligrosidad de las substancias

en las posibles condiciones de proceso (normales de

operación y anormales).

Las matrices de interacción consisten simplemente en matrices,

normalmente con dos entradas, donde se relacionaba y

evalúan los efectos que las condiciones normales y

anormales de funcionamiento producen sobre las substancias

involucradas en el proceso.


4).- Estudio preliminar


La tabla siguiente muestra el resultado del HAZOP realizado sobre

la instalación de calentamiento del aceite térmico.

Tabla del análisis HAZOP


5).- Análisis HAZOP



vi).-Ejemplo de aplicación de

análisis HAZOP



El diagrama de flujo de la instalación presentado en la figura, con

la aplicación de la tabla de información requerida, quedaría

modificada de la manera siguiente:




Se añade un actuador para bajo caudal de aceite (FSL) que

bloquea la entrada de combustible en el horno (I) y protege

los tubos interiores de aceite del posible aumento de

temperatura. Al mismo tiempo, por su posición, (ubicado en la

aspiración de las bombas) protege a estas de trabajar al vació

y las bloquea en caso de falta de aceite desde la refinería o

por taponamiento de las tuberías. El actuador FSL no

interfiere, pues, en la función del actuador(PSL 1) que por

baja presión de la impulsión de las bombas activa la bomba

de reserva.





- Se separa totalmente el sistema de regulación del horno del sistema

protector, para que este pueda bloquear la instalación en caso del

fallo del primero. Las modificaciones de la instrumentación del

horno son las siguientes:

a.- se añade una válvula de corte en la linea de combustible

independiente de la válvula de control y de esta forma se permite el

bloqueo de los quemadores independientemente del bucle de control

que lo protege de cualquier fallo de este ultimo:

b) se desconecta totalmente el sistema de control del sistema de bloqueo

(la linea de transmisión de señal de TC 1 a I desaparece):

c) se añade una actuador para alta temperatura (TSH) a la salida de

producto independiente del TCI ya existente, que protege al horno de

un exceso de combustible y de una falta significativa de aceite, y que

bloquea la llegada del combustible a los quemadores.





Estas modificaciones introducidas en el sistema de control y

protección de la instalación mejoran su seguridad. La mejora

no se da únicamente por l reabundancia de señales de

bloqueo de los quemadores del horno, sino que

mayoritariamente, como ya se ha comentado, es el resultado

de la separación de los dos sistemas. Así pues, el sistema

protector puede proteger la instalación de cualquier fallo que

se produzca en cualquiera de los elementos que integran el

bucle de control (falta de señalización en los indicadores, falta

de señal en los transmisores, fallo en la apertura de las

válvulas, etc.).




Análisis de modos de Fallo y Efectos (Failure Modes and

Effects Analysis, FMEA).

Metodología.-

El primer paso para la elaboración de una árbol de fallos

es un estudio previo del sistema o proceso que se quiere

analizar con el fin de determinar los incidentes susceptibles

de ser analizados y evaluados. Este estudio suele realizarse

con otras técnicas de identificación, como las que se han

presentado a lo largo del capitulo: análisis histórico de

accidentes, análisis HAZOP, etc. Una vez determinados los

accidentes que se quieren desarrollar, deben establecerse los

limites de la instalación: limites físicos, nivel de detalle de la

resolución, condiciones iniciales de funcionamiento y otros

supuestos.


“ CURSO DE INTERPRETACION DE

DIAGRAMAS DE

FLUJO(PFD=PROCESS FLOW

DIAGRAM) Y DE TUBERIAS E

INSTRUMENTACION (P&ID=PIPING &

INSTRUMENTATION DIAGRAM)”


PREGUNTAS

74814758 simbolos de diagramas

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