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PDVSA N° TITULO

REV. FECHA DESCRIPCION PAG. REV. APROB. APROB.

APROB. FECHAAPROB.FECHA

SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE PLANTAS

� PDVSA, 1983

MDP–08–SA–02 CONSIDERACION DE CONTINGENCIA YDETERMINACION DE LOS FLUJOS DE ALIVIO

APROBADA

AGO.95 AGO.95

SISTEMAS DE ALIVIO DE PRESION

AGO.95

OCT.97 O.R.

J.P

1

0

Sinceración con MID, MIR y Contingencia Incendio 57

59

L.R.

F.R.

MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO

ESPECIALISTAS

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SEGURIDAD EN EL DISEÑO DE PLANTASSISTEMAS DE ALIVIO DE PRESION

CONTINGENCIAS Y FLUJOS DE ALIVIOOCT.971

PDVSA MDP–08–SA–02

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.Menú Principal Indice manual Indice volumen Indice norma

Indice1 OBJETIVO 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2 ALCANCE 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3 REFERENCIAS 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4 DEFINICIONES 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5 PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO “CONSIDERACION DECONTINGENCIAS Y DETERMINACION DE LOS FLUJOSDE ALIVIO” 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Introducción 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2 Falla de los servicios industriales como una causa de una sobrepresión 45.3 Contingencias de falla de los servicios industriales a considerar 6. . . . . . . 5.4 Mal funcionamiento de los equipos como una causa de sobrepresión 11. . 5.5 Errores del operador como causa de sobrepresión 11. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6 Evaluación de la sobrepresión resultante de condiciones

de emergencia y Determinación de las velocidades de alivio 12. . . . . . . . . . 5.7 Sobrepresión en componentes específicos del equipo 20. . . . . . . . . . . . . . . 5.8 Sobrepresión causada por reacción química 30. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9 Sobrepresión causada por temperaturas anormales 31. . . . . . . . . . . . . . . . . 5.10 Sobrepresión causada por expansión térmica 31. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.11 Incendio como causa de una sobrepresión 35. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.12 El vacío como una causa de falla de los equipos 43. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.13 Evaluación de la ruta de presurización en el diseño del alivio

de presión 46. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.14 Evaluación de la ruta de escape de presión en el diseño

de alivio de presión 48. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.15 Válvulas con dispositivos de bloqueo en la posición abierta (“CSO”) 49. . . 5.16 Válvula del tipo “CSC” (válvula con dispositivo para bloques

en posición cerrada) 50. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.17 Válvulas de control 50. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 NOMENCLATURA 53. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 APENDICE 53. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 1 Válvula de bajo recorrido guiada por el fondo y el tope para

descargas de turbinas 57. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Figura 2A Presión de vapor y calor latente de vaporización para líquidos

hidrocarburos parafínicos puros (un solo componente),1era parte 58. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Figura 2B Presión de vapor y calor latente de vaporización para líquidoshidrocarburos parafínicos puros (un solo componente), 2da parte 59

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1 OBJETIVOPresentar las contingencias que pueden causar una sobrepresión en los equiposde una planta, y la forma de evaluarlas en términos de las presiones que puedanser generadas y/o de los flujos de los fluidos que deben ser aliviados.

El tema “Sistemas de alivio de presión”, dentro del área de “Seguridad en el diseñode plantas”, en el Manual de Diseño de Procesos (MDP), está cubierto por lossiguientes documentos:

PDVSA–MDP– Descripción de Documento08–SA–01 Sistemas de alivio de presión: Principios Básicos.08–SA–02 Sistemas de alivio de presión: Consideraciones de contingencia

y determinación de los flujos de alivio (Este documento).08–SA–03 Sistemas de alivio de presión: Dispositivos de alivio de presión.08–SA–04 Sistemas de alivio de presión: Procedimientos para especificar y

dimensionar válvulas de alivio de presión.08–SA–05 Sistemas de alivio de presión: Instalación de válvulas de alivio de

presión.Este documento, junto con los demás que cubren el tema de “Sistemas de alivio depresión”, dentro del Manual de Diseño de Procesos (MDP) de PDVSA, son unaactualización de la Práctica de Diseño “Seguridad en el diseño de plantas,subsección 15C: Sistemas de alivio de presión”, presentada en la versión de Juniode 1986 del MDP.

2 ALCANCECubre las contingencias originadas por incendios, fallas en los ServiciosIndustriales (energía eléctrica, agua de enfriamiento, vapor, aire de instrumentos,energía eléctrica para instrumentos, combustible, otros Servicios Industriales),fallas y mal funcionamiento de los equipos, errores del operador, arranques yparadas, y fallas causadas por expansión térmica.

3 REFERENCIASManual de Diseño de Proceso (versión 1986)

� Vol. IX, Subsección 15B “Minimización de los riesgos de incendio, explosión oaccidente”.

� Vol. IX, Subsección 15C “Sistemas de alivio de presión”.� Vol. VI, Subsección 10A “Procedimientos de diseño para servicios de bombeo”.� Vol. VI, Subsección 10F “Bombas de desplazamiento positivo”.� Vol. IV, Subsección 8A “Selección de hornos de proceso”.

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� Vol. I, Sección 2 “Temperatura de diseño, presión de diseño y clasificación debridas”.

Manual de Ingeniería de Diseño

� PDVSA–MID–Vol. 06 B–201–PR “Calentadores de fuego directo”.

Manual de Ingeniería de Riesgo

� PDVSA–IR–P–01 “Sistema de paradas de emergencia, bloqueo,despresurización y venteo de equipos y plantas”.

Otras Referencias

� ASME–Section I, “Power Boilers”, 1992.� ASME–Section VIII, “Pressure Vessels”, 1992.� ANSI–B31.3, “Petroleum Refinery Piping Code”.� API RP 520, Part I, 6th edition, Marzo 1993.� API RP 521, 3th edition, Noviembre 1990.

4 DEFINICIONESVéase documento PDVSA–MDP–08–SA–01 “Principios Básicos”.

5 PROCEDIMIENTOS DE DISEÑO “CONSIDERACION DECONTINGENCIAS Y DETERMINACION DE LOS FLUJOS DEALIVIO”

5.1 IntroducciónEl primer paso en el diseño para protección contra sobrepresión es considerartodas las contingencias que puedan causar una sobrepresión y evaluarlas entérminos de las presiones que puedan ser generadas y/o de los flujos de fluidosque deben ser aliviados.

Todos los recipientes a presión no sujetos a combustión deben ser protegidosmediante dispositivos de alivio de presión que eviten que la presión aumente masde un 10% o 3 psi, cualesquiera de las dos que sea la mayor, por encima de lamáxima presión de trabajo permitida (16% o 4 psi con válvulas múltiples). Laexcepción es que se permite un exceso de presión de 21%, en los dispositivos dealivio de presión que adicionalmente son requeridos, cuando el exceso de presiónes causado por una exposición a un incendio u otras inesperadas fuentes externasde calor.

Los recipientes a presión bajo condiciones de combustión están cubiertos por elCódigo ASME, Sección I (Power Boilers). Este Código especifica el requerimientode dispositivos de alivio de presión para evitar que las presiones aumenten más deun 6% por encima de la máxima presión de trabajo permitida.

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http://www.intevep.pdv.com/~citonline/espanol/cat_normas_int_es.html

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En la sección de “Principios Básicos” y bajo “Consideraciones de Diseño” sedescribe la base de Contingencia sencilla para estas consideraciones, así comotambién los medios para tabular y documentar las varias contingenciasconsideradas. En el resto de este capítulo se detallan los tipos de contingenciasque deben ser consideradas así como también los lineamientos para evaluarlas.

La selección de la presión de diseño para equipos es cubierta en el documentoPDVSA–MDP–01–DP–01 “Temperatura y Presión de Diseño”. El diseño paraprotección contra sobrepresión en la mayoría de los casos consiste en proveerdispositivos de alivio de presión dimensionados para manejar las velocidades dealivio necesarias para evitar que las presiones que surgen en emergenciasaumenten por encima de la presión de diseño (más la acumulación permitida).

Como un medio alterno de protección, en algunos casos es económico especificaruna mayor presión de diseño del equipo que soportará la presión máxima quepueda ser generada sin aliviar ninguno de los fluidos contenidos en el sistema.Más aún, en algunos casos el costo de un sistema colector puede ser reducidoespecificando presiones de diseño más altas, las cuales permitirán unacontrapresión más alta en el sistema colector.

5.2 Falla de los servicios industriales como una causa de unasobrepresión

La falla de los suministros provistos por los servicios industriales (por ejemplo,electricidad, agua de enfriamiento, vapor, electricidad o aire para instrumentos, ocombustible), a las instalaciones de la planta de refinación resultará en muchoscasos en condiciones de emergencia que potencialmente pueden sobrepresionarlos equipos. Aunque los sistemas de suministro de servicios industriales estándiseñados para ser confiables mediante la selección de sistemas múltiples degeneración y distribución, equipos de repuesto, sistemas de apoyo, etc., todavíapermanece la posibilidad de que fallen. Los mecanismos de posibles fallas de cadaservicio industrial deben por lo tanto ser examinados y evaluados para determinarlos requerimientos asociados para la protección contra la sobrepresión. Las reglasbásicas para estas consideraciones son las siguientes:

1. Las interrupciones del suministro de un servicio industrial se consideransolamente en una base de contingencia sencilla, o sea que corresponde ala falla de un componente sencillo del sistema de generación o distribuciónde un servicio industrial. Sin embargo, se debe prestar consideración alefecto directo de un servicio auxiliar sobre otro. Si la falla del suministro enun sistema industrial, como resultado de una contingencia sencilla, resultaen la pérdida total o parcial de otro servicio industrial interrelacionado,entonces se debe considerar la falla dual. Por ejemplo, en una planta dondela electricidad es producida por turbo–generadores de vapor, la pérdida de

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la producción de vapor puede causar una pérdida directa de la energíaeléctrica.

2. Las fallas se consideran tanto en una base local, es decir, pérdida delsuministro de un servicio industrial a un componente de los equipos (porejemplo, electricidad al motor de una bomba), como en una base general, esdecir, pérdida del suministro a todos los equipos que lo consumen en unaunidad de procesos (por ejemplo, agua de enfriamiento a todos losenfriadores y condensadores). Para propósitos de estas considera– cionesde diseño de alivio de presión, una unidad de procesos se define como la quecumple todos los criterios siguientes:

a. Está segregada dentro de sus propios límites de batería claramenteidentificables.

b. Está suplido con cada servicio industrial a través de uno o dos ramales detubería laterales independiente desde un cabezal de suministro fuera de loslímites físicos de la planta.

c. Constituye en sí una función de procesamiento completa.

3. Para una unidad de procesos con su propio y segregado sistema cerrado dedescarga para alivio de presión y separado del resto de la planta, solamentese necesita considerar una sola falla de los servicios industriales a esaunidad para propósitos de diseñar las instalaciones de seguridad. Sinembargo, cuando dos o más unidades comparten un sistema de descargacerrado (por ejemplo, un tambor de descarga común y/o un mechurrio) elprocedimiento de diseño debe incluir una consideración para la fallapotencial del suministro de los servicios industriales a más de una de lasunidades, causada por una contingencia sencilla. Aunque estas fallas de losservicios industriales de la refinería o de la planta no se usan normalmentecomo base para dimensionar las instalaciones de seguridad, debenevaluarse de todos modos. No es necesario usarlas como base para eldimensionamiento con tal que puedan ser realísticamente establecidascomo de muy remota probabilidad. Esto involucra la evaluación de laconfiabilidad de los sistemas de generación y distribución y requiere de unbuen diseño de ingeniería y la provisión de características (equipos) deapoyo adecuados.

Ejemplos de tales características de apoyo para cada servicio auxiliar se danmás adelante. En los diseños en que todas las válvulas de alivio de presióndescargan a un sistema colector cerrado, debido a restricciones porprotección al ambiente, una falla total de un servicio industrial merece unaconsideración más profunda puesto que no hay alivio a la atmósfera el cualtendería a aliviar la carga sobre el sistema cerrado.

4. La evaluación de los efectos de una sobrepresión atribuible a la pérdida delsuministro en un servicio industrial en particular, debe incluir la cadena de

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eventos que podrían ocurrir y el tiempo de reacción involucrado. En lassituaciones donde el flujo de fluidos es interrumpido debido a la falla delsuministro de servicio industrial que lo soporta, pero está en paralelo conequipos que tienen una fuente diferente de energía, puede concederse uncrédito por los equipos no afectados que se mantienen en funcionamientohasta el punto en el cual la operación se mantiene y los equipos en operaciónno se detienen por sobrecarga.

Como ejemplo, considerando el caso de un sistema de circulación de aguade enfriamiento que consta de dos bombas paralelas en operación continua,con impulsores accionados por fuentes de energía diferentes y norelacionadas. Si falla una de las fuentes de energía puede concederse uncrédito por la operación ininterrumpida de la bomba no afectada, con tal quela bomba en operación no se desconecte y se detenga (no se dispare) debidoa sobrecarga. De un modo similar, puede también darse crédito por laoperación ininterrumpida de compresores de aire o generadores deelectricidad físicamente dispuestos en paralelo, que operan normalmentecon impulsores con dos fuentes no relacionadas de energía.

Los sistemas de apoyo que dependen de la acción de dispositivos automáticos derelevo (por ejemplo, un repuesto de relevo impulsado por una turbina para unabomba de agua de enfriamiento impulsada por un motor eléctrico con un control“PLCI”, instrumento indicador de control por presión y nivel) no deben serconsiderados como un medio aceptable para prevenir una falla de serviciosindustriales para propósitos de diseño de alivio de presión, aunque su instalaciónestá totalmente justificada para una mejor continuidad y confiabilidad de lasoperaciones de la planta.

5.3 Contingencias de falla de los servicios industriales a considerar

A continuación, se describe la aplicación de las consideraciones de diseñoanteriores, a los sistemas auxiliares principales de instalaciones típicas.

En algunos casos, la pérdida del suministro de servicios no es una causa directa desobrepresión, pero inicia un descontrol de la planta o una emergencia, la cual a suvez puede resultar en una sobrepresión (por ejemplo, una falla eléctrica queconduzca a la pérdida del reflujo de una columna). Donde sea necesario, se debehacer referencia a los procedimientos para evaluar tales situaciones de descontrolo emergencia y para la determinación de las velocidades de alivio, que sedescriben más adelante en esta sección.

5.3.1 Energía eléctrica

1. Consideraciones en base normal individual y en base respecto a launidad de procesos para el dimensionamiento del alivio de presión –Las siguientes contigencias sencillas deben ser consideradas como la base

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normal para evaluar la sobrepresión que pueda resultar de fallas de energíaeléctrica:

a. Falla individual del suministro de energía eléctrica a cualquier componentede los equipos que la consuma, tal como un motor impulsor de una bomba,ventilador o compresor.

b. Falla total del suministro eléctrico a todos los equipos que lo consumen enuna unidad de procesos.

c. Falla general eléctrica a todos los equipos alimentados desde una barra dedistribución eléctrica (“Bus Bar”) en una subestación que presta servicio auna o más unidades de procesos.

2. Consideración de una falla eléctrica total en planta o en refinería –Aunque normalmente no se usa como una base para el dimensionamientode las instalaciones de alivio de presión, deben considerarse las siguientesfallas eléctricas generales a nivel de planta.

a. Falla del suministro de energía eléctrica comprada a la planta o refinería.

b. Falla del suministro de la energía auto–generada a la planta o refinería.

c. Falla total eléctrica en cualquier sub–estación particular.

Como se expuso anteriormente punto 5.2. “Falla de los servicios industrialescomo una causa de una sobrepresión”, se deben incluir características deapoyo adecuadas para reducir la probabilidad de fallas mayores a un gradobajo aceptable y balanceadas contra las consecuencias si ocurrieran talesfallas. Las siguientes provisiones son normalmente requeridas comomínimo:

d. Dos o más alimentadores para energía eléctrica comprada.

e. Dos o más generadores en paralelo con un repuesto de apoyo cuando laenergía eléctrica es generada en la planta o refinería.

f. Más de un combustible para las calderas que generan vapor para losgeneradores a turbina de vapor.

g. Arreglos de distribución de la carga eléctrica para mantener el suministropreferencial a los consumidores críticos.

h. Sistemas secundarios selectivos para la distribución de la energía eléctrica.

5.3.2 Agua de enfriamiento

1. Consideraciones en base normal individual y en base a la unidad deprocesos para el dimensionamiento del alivio de presión – Lassiguientes contingencias sencillas se deben considerar como la base normalpara evaluar la sobrepresión que pueda resultar de las fallas de agua deenfriamiento:

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a. Falla individual del suministro de agua a cualquier enfriador o condensadoren particular

b. Falla total de cualquier rama lateral de suministro a una unidad de procesosy que puede ser cerrada con válvulas desde la línea principal fuera del áreade la planta.

2. Consideración de una falla total en planta o en refinería – Debenconsiderarse las siguientes fallas de agua de enfriamiento:

a. Falla de cualquier sección de la línea principal de agua fuera del área de laplanta.

b. Pérdida de la disponibilidad de todas las bombas de agua de enfriamientoque resultaría de cualquier contingencia sencilla en los sistemas auxiliaresque suplen o controlan los impulsores de las bombas.

c. Pérdida de la disponibilidad de todos los ventiladores en una torre deenfriamiento de agua que resultaría de una contingencia sencilla en elsistema de servicios industriales que suplen o controlan los impulsores de losventiladores.

Como se expuso anteriormente en el punto 5.2., “Falla de los serviciosindustriales como una causa de una sobrepresión”, generalmente seincluyen características de apoyo adecuadas reducir la probabilidad deocurrencia de estas fallas mayores a un grado bajo aceptable. Como mínimose debe suministrar lo siguiente:

d. Bombas de agua de enfriamiento múltiples con impulsores diferentes y coninterconexión automática de la bomba de repuesto.

e. Por lo menos 30 minutos de retención útil del nivel de líquido en el sumiderode una torre de enfriamiento de agua, basado sobre la pérdida de agua dereposición, con una alarma independiente de bajo nivel de agua ajustada alnivel de retención de 30 minutos. Esto debería proveer suficiente advertenciaal personal de operaciones para tomar las acciones correctivas. Sin talalarma la falla del flujo de agua de reposición puede ser difícil de detectar.

f. Suministro secundario selectivo de energía eléctrica a los motores de losventiladores de la torre de enfriamiento de agua.

g. Instrumentación y alarmas adecuadas para dar advertencia de fallaspotenciales en el sistema de agua de enfriamiento, tal como una alarma debajo flujo en el suministro de reposición de agua de enfriamiento.

En casos apropiados se debe también considerar la aplicación de losiguiente:

h. Torres de enfriamiento múltiples.

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i. Cabezales de distribución entrecruzados o en circuito en anillo parabeneficiarse de la capacidad adicional de reposición de las torres deenfriamiento múltiples.

5.3.3 Vapor de agua

1. Consideraciones en base normal individual y en base a la unidad deprocesos para el dimensionamiento del alivio de presión – Lassiguientes contingencias sencillas deben ser consideradas como la basenormal para evaluar la sobrepresión que puede resultar de las fallas de vaporde agua.

a. Falla individual de vapor de agua a cualquiera de los componentes de losequipos que lo consuma (por ejemplo, impulsores de turbinas,recalentadores, despojadores, eyectores, etc.).

b. Falla total de cualquier rama lateral de tubería que supla a una unidad deprocesos desde la línea principal fuera del área física de la planta.

2. Consideración de fallas totales en planta o en refinería – Debenconsiderarse las siguientes fallas generales del vapor de agua:

a. Falla de cualquier sección de la línea principal de suministro fuera del áreafísica de la planta.

b. Pérdida de la disponibilidad de cualquier generador de vapor en particular.

c. Pérdida de la disponibilidad de vapor comprado a terceros en cualquier líneade suministro.

Como se expuso anteriormente en el punto 5.2. “Falla de los serviciosindustriales como una causa de una sobrepresión”, la probabilidad deocurrencia de estas fallas mayores debe ser reducida a un grado bajoaceptable por características de apoyo, tales como las siguientes:

d. Calderas múltiples con capacidad de repuesto y sometidas a combustión porcombustibles múltiples.

e. Sistemas de control y de alarma adecuados, arreglos para la distribución delas cargas, etc.

f. Cabezales de distribución con suficientes circuitos y válvulas de modo quesólo se necesite cerrar una porción del sistema si ocurre un escape depresión de importancia.

5.3.4 Aire para instrumentos

1. Consideraciones en base normal individual y en base a la unidad deprocesos para el dimensionamiento del alivio de presión – Lassiguientes contingencias sencillas deben ser consideradas como la base

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normal para evaluar la sobrepresión que pueda resultar de una falla de airepara instrumentos:

a. La pérdida del suministro de aire para instrumentos a cualquier instrumentode control individual o válvula de control. Se asume que ocurre la respuestacorrecta ante la falla de aire. En el caso de válvulas de control del tipo que“permanece estacionaria”, se asume que tiene lugar la acción dedesplazamiento a la posición abierta o cerrada. Las fallas de los controlesautomáticos se cubre más adelante en el punto 5.6 de esta sección bajo“Evaluación de la Sobrepresión resultante de Condiciones de Emergencia yDeterminación de las Velocidades de Alivio”. Debe notarse que estas últimasconsideraciones incluyen la falla de cualquier válvula de control en ambasposiciones, abierta y cerrada.

b. Falla total de cualquier tubería lateral con válvula suministrando a una unidadde proceso desde la tubería principal fuera del límite de batería de la planta.Se asume que tiene lugar la respuesta correcta ante la falla de aire deinstrumentos y válvulas de control (considere que las válvulas del tipo que“permanecen estacionarias” se mueven hacia la posición abierta o cerradadependiendo de la dirección del actuador).

2. Consideración de las fallas totales en planta o en refinería – Debenconsiderarse las siguientes fallas generales de aire para instrumentos:

a. Falla de cualquier sección de la línea principal de aire para instrumentosfuera del área física de la planta.

b. Pérdida del flujo a través de cualquier conjunto de secadores de aire parainstrumentos.

Como se explicó anteriormente en el punto 5.2. “Falla de los serviciosindustriales como una causa de una sobrepresión”, se debe reducir laprobabilidad de ocurrencia de estas fallas mayores a un grado bajoaceptable, con características de apoyo apropiadas.

Los siguientes renglones deberían ser considerados como losrequerimientos mínimos:

c. Compresores de aire múltiples con impulsores diferentes y arranqueautomático del equipo de repuesto.

d. Secadores múltiples de aire para instrumentos.

e. Arranque automático del sistema de aire para mantenimiento.

f. Cabezales de distribución con circuitos en anillo.

5.3.5 Energía eléctrica para instrumentos – La falla de energía eléctrica parainstrumentos se evalúa en una base similar a la descrita para falla de energíaeléctrica y se debe incluir en las consideraciones normales para el

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dimensionamiento del alivio de presión, la falla del suministro de energía eléctricaa todos los instrumentos controlados desde una barra de distribución sencilla(“single bus bar”). Las características de confiabilidad deberían incluir elsuministro eléctrico secundario selectivo a salas de control, con apoyo degeneradores de emergencia o baterías para instrumentos críticos y computadorasde control. Los controles críticos deberían ser capaces de operar continuamenteindependientes de los computadores de control.

5.3.6 Combustibles – Los suministros de combustibles a calderas, hornos, impulsoresde turbina de gas y máquinas, etc., se diseñan con características tales comocombustibles múltiples, apoyo con vaporizadores de propano y un tanque decompensación de combustible líquido para promover la confiabilidad. La falla decualquier combustible en particular a una unidad de procesos o instalacióngeneradora de un servicio auxiliar se usa como base para evaluar unasobrepresión potencial.

5.3.7 Otros servicios industriales – La falla de otros servicios industriales tales comogas inerte a sellos y sistemas de purga, o aire comprimido (cuando el proceso lousa), puede en algunos casos determinar los requerimientos de alivio de presión.Estos casos se evalúan en base a una falla de contingencia sencilla, en formasimilar a las anteriores.

5.4 Mal funcionamiento de los equipos como una causa de sobrepresión

Los componentes de los equipos están sujetos a falla individual debido a malfuncionamiento mecánico, en adición a fallas como resultado de la falta delsuministro de algún servicio auxiliar. Tales componentes incluyen bombas,ventiladores, compresores, mezcladores, instrumentos y válvulas de control. Eldescontrol del proceso que resulta de un tal mal funcionamiento (por ejemplo lafalla de una bomba de reflujo), puede a su vez resultar en condiciones deemergencia y en una situación potencial de sobrepresión. Estas contingenciasdeberían examinarse y deberían también evaluarse como se describe en el punto5.6 de esta sección “Evaluación de Condiciones de Emergencia y Determinaciónde las Velocidades de Alivio”. Al aplicar estas reglas generalmente puedeconcederse crédito por condiciones de presión o temperatura que existan bajo lascondiciones de alivio o de máxima presión.

5.5 Errores del operador como causa de sobrepresión

Los errores de los operadores se consideran como una causa potencial desobrepresión, aunque generalmente no se consideran las contingenciascausadas por extrema negligencia o incompetencia. Casos de extremanegligencia que no se incluyen generalmente son: olvido de remover discosciegos, vacío debido al bloqueo de un recipiente que trabaja con vapor durante una

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parada de mantenimiento, desvío de dispositivos de emergencia, operar con unaválvula de bloqueo cerrada asociada con una válvula de alivio de presión y ungrave desalineamiento del flujo de proceso durante un arranque. El cierre oapertura de válvulas que normalmente deben estar trabadas en la posición abierta(CSO) o trabadas en la posición cerrada (CSC) es considerado como un caso deextrema negligencia (Referirse al punto 5.13 sobre válvulas CSO bajo “Evaluaciónde las rutas de Presurización en el Diseño del Alivio de Presión). Un ejemplo típicode un error de un operador que debería ser considerado es la apertura o cierre deuna válvula sin darse cuenta de lo que está haciendo. Las sobrepresiones posiblesdeben evaluarse como se describe en el punto 5.6 “Evaluación de la sobrepresiónresultante de Condiciones de Emergencia y Determinación de las Velocidades deAlivio” de esta sección.

5.6 Evaluación de la sobrepresión resultante de condiciones deemergencia y determinación de las velocidades de alivio

En los siguientes párrafos se describen una variedad de situaciones típicas deemergencia en una planta que puedan resultar de fallas de servicios industriales,mal funcionamiento de los equipos o descontroles de la planta y que puedenresultar en una sobrepresión de los equipos. Se incluyen lineamientos para laevaluación de esas condiciones de emergencia y la determinación de lasvelocidades de alivio.

5.6.1 Falla de control automático – Los dispositivos de control automático songeneralmente actuados directamente por el proceso o indirectamente por mediode una variable de proceso, o sea, presión, flujo, nivel de líquido o temperatura.Cuando falla la señal de transmisión o el medio operativo, el dispositivo de controladoptará una posición totalmente abierta o totalmente cerrada de acuerdo con sudiseño básico, aunque algunos dispositivos pueden ser diseñados parapermanecer estacionarios en la última posición de control. Tales válvulas decontrol para “permanecer estacionarios”, sin embargo, tienden a moverse a laposición que favorece el proceso y esto debe tomarse en cuenta. Se debe tambiénestudiar atentamente la falla de un elemento medidor del proceso en un transmisoro controlador sin una falla coincidencial de la energía de operación al elementofinal controlado para determinar el efecto en este elemento.

Sin embargo, al examinar un sistema de proceso en cuanto a causas potencialesde sobrepresión, se asume que cualquier dispositivo de control automático puedefallar en la posición abierta o cerrada independientemente de su acción ante lapérdida de su señal de transmisión o medio operativo.

Cuando el diseñador establece el tamaño de una válvula de control, por ejemplo alseleccionar el Cv, se asume que una válvula de ese tamaño ha sido instalada. Simás adelante se aumenta el tamaño de la válvula de control, puede ser necesariorevisar las consideraciones de alivio de la válvula PR.

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1. Acción en el caso de falla de aire de instrumentos o falla eléctrica – Elsuministro de aire para instrumentos y de electricidad debería ser diseñadopara minimizar el riesgo de situaciones de emergencia que puedan resultarpor su falla. Esto se logra generalmente especificando el cierre de válvulasde control en fuentes de entrada de calor, drenajes de agua y corrientes dealimentación y de productos. El bloqueo total hermético de los equipos de laplanta de esa manera (en base a que cualquier sobrepresión resultante seráaliviada por válvulas de alivio de presión apropiadamente diseñadas) seconsidera más seguro que la descarga descontrolada a tanques u otrasunidades.

Una válvula de control en un sistema de calentamiento debe generalmenteser ajustada para cerrar por falla a fin de eliminar la entrada de calor. Sinembargo, una válvula de control en un circuito de calentamiento, tal comouna válvula de control de flujo de entrada a un horno, debe generalmente serajustada para abrir por falla para evitar un sobrecalentamiento. Del mismomodo, los circuitos de calor integrados deben ser cuidadosamenteestudiados para determinar el efecto de la pérdida del enfriamiento ocalentamiento. Por ejemplo, un sistema de circuito cerrado que usa paracalentar y enfriar puede resultar en una entrada de calor aumentada si fallala corriente que remueve el calor.

2. Análisis del sistema de válvulas de control – Para evaluar losrequerimientos de capacidad de alivio de un sistema para cualquiercontingencia sencilla (que no sea la falla de un servicios auxiliar que afecteel movimiento de una válvula), tal como el cierre o apertura de una solaválvula o falla de un servicio auxiliar, se asume que todas las válvulas decontrol en el sistema que abren bajo los efectos de las contingencia enconsideración, permanecen en la posición requerida para el flujo normal delproceso. Por lo tanto, puede concederse un crédito por la capacidad normalde esas válvulas, corregida para las condiciones de alivio, con tal que elsistema aguas abajo sea capaz de manejar el aumento de flujo. Si bienalgunos controladores pueden responder correctamente aumentando laapertura de las válvulas, el crédito de capacidad debe concederse sólo hastala extensión correspondiente a su posición operativa normal. Esto evitadecisiones subjetivas involucradas al evaluar los tiempos de respuesta y losefectos de los ajustes de los controladores, tales como banda proporcional,reajuste (“Reset”) y velocidad de acción. Esto es también compatible con lafilosofía básica que establece que los instrumentos pueden nonecesariamente operar en una situación de emergencia. En el caso de queuna válvula cierre bajo la contingencia considerada no debe concederseningún crédito por alivio a través de esa válvula.

3. Falla de una válvula de control individual – Las siguientes fallasindividuales de válvulas de control deberían incluirse en el análisis de

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sistemas de control para la determinación de los requerimientos de alivio depresión:

a. Falla en la posición totalmente abierta de una válvula de control que admiteun fluido desde una fuente de alta presión a un sistema con una presión másbaja.

b. Falla en la posición totalmente abierta de una válvula de control quenormalmente deja pasar líquido desde una fuente de alta presión a unsistema con una presión más baja, seguido de la pérdida de nivel de líquidoen el recipiente aguas arriba y flujo de vapor de alta presión solamente.

c. Falla de una válvula de control en la posición cerrada en la corriente de salidade un recipiente o sistema.

d. Una válvula de control que falla abierta con su desvío abierto al mismotiempo. En este caso, la velocidad de alivio y el orificio de alivio de presióndeben basarse en la falla de la válvula de control con el desvío 50% abierto(basado en área) a 110% de la presión de diseño.

Al analizar tales fallas individuales de válvulas de control debe considerarsela acción de otras válvulas de control del sistema, de acuerdo con el párrafo2 anterior.

En los dos primeros casos anteriores, puede concederse un crédito, dondeaplique, por la reducción de la presión de una fuente de alta presión debidoa la reducción del inventario neto durante el período que la presión del equipoaguas abajo esté subiendo para aliviar la presión. Sin embargo, lasinstalaciones de alivio de presión deben ser dimensionadas para manejar lascondiciones de flujo “pico” calculadas.

4. Consideraciones de capacidad especial – Aunque los dispositivos decontrol tales como válvulas de control operadas por diafragma, sonespecificadas y dimensionadas para condiciones operacionales normales,se espera también que ellos operen durante condiciones de trastornooperacional, incluyendo los períodos cuando los dispositivos de alivio depresión estén aliviando. Se debe seleccionar el diseño de válvula ycapacidad del mecanismo operador de la válvula para asegurar la operacióndel tapón de la válvula de acuerdo con las señales de control durante lascondiciones de presiones anormales. Cuando existen muchas discrepanciasentre las condiciones normales y de emergencia se deben cubrir en lasección de Especificación de Diseño los requerimientos de más alta presióndel mecanismo operador de la válvula.

Al determinar los requerimientos de alivio de presión, se deberían calcularlas capacidades de las válvulas de control para las condiciones detemperatura y presión de alivio, puesto que en muchos casos estas sonsignificativamente diferentes de las capacidades a las condiciones

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operacionales normales. Los equipos aguas abajo deben ser analizadosbajo las condiciones de alivio.

5. Evaluación de la presurización y de la vía de escape de presión – Sedebe hacer también referencia a “Evaluación de la ruta de Presurización enel diseño del alivio de presión” y “Evaluación de la ruta de Escape de presiónen el diseño de alivio de presión” más adelante en esta sección, en los puntos5.13 y 5.14 para una exposición complementaria de las válvulas de controlcomo un factor en el diseño del alivio de presión.

5.6.2 Falla de enfriamiento en condensadores – En adición a la falla general del aguade enfriamiento descrita bajo “Falla de los Servicios Industriales como una Causade Sobrepresión” se debe considerar la falla del flujo de agua de enfriamiento acada condensador o enfriador individual.

Normalmente no se concede ningún crédito por el efecto en un condensador detubos y carcaza después de una falla de la corriente de enfriamiento, porque estálimitada en el tiempo y depende de la configuración física de la tubería. Sinembargo, si el sistema de tuberías de proceso es anormalmente extenso y noaislado se debe considerar el efecto de la pérdida de calor a la atmósfera.

1. Condensación total – El requerimiento de alivio es el flujo total de vapor queentran al condensador. Si se desea se puede conceder un crédito por lavelocidad de alivio reducida cuando se recalcula una temperaturacorrespondiente a la nueva composición de los vapores a la presión de ajustede la válvula de alivio de presión más la sobrepresión, y por la entrada decalor que prevalece en el momento del alivio. La capacidad de compensacióndel acumulador del tope a un nivel de líquido normal está típicamente limitadaa menos de 10 minutos. Si la duración de la falla de enfriamiento excede eltiempo normal de sostenimiento del nivel, se pierde el reflujo y la velocidadde flujo de vapores del tope, su composición y temperatura pueden cambiarsignificativamente.

Asimismo, la carga de vapores en el momento del alivio puede reducirse pordebajo del flujo normal de diseño debido a la más alta presión que puedecontrarrestar la vaporización en el momento de la sobrepresión. El“reventón” de un recalentador es un ejemplo de tal situación. En un caso talpueden usarse las condiciones de diseño de la presión del vapor, en vez dela presión máxima del vapor que podría existir bajo condiciones de alivio depresión del sistema de vapor. Estos cambios pueden tomarse en cuenta,donde sea apropiado, tanto para el equipo involucrado como para losequipos aguas abajo.

2. Condensación parcial – El requerimiento de alivio es la diferencia entre losflujos de vapores de entrada y de salida a las condiciones de alivio. El flujode vapores de entrada debe ser calculado en la misma base que seestableció en el renglón 1. Si el reflujo cambia en cantidad o composición, el

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flujo de vapores que entra al condensador debe determinarse para lasnuevas condiciones.

5.6.3 Falla de intercambiadores de aire – La pérdida de la capacidad de unintercambiador por aire puede resultar de una falla del ventilador o cierreinadvertido de las rejillas.

1. Falla del ventilador – El efecto de la falla de un ventilador sobre la capacidadde transferencia de calor dependerá de la configuración de los ventiladoresy de los haces de tubos.

Para propósitos de diseño del alivio de presión se considera la contingenciasencilla de la falla de un ventilador (la falla de todos los ventiladores queresultaría de una falla eléctrica general, estaría incluida bajo lasconsideraciones de falla de los servicios industriales). Se puede concedercrédito por la transferencia continua de calor como resultado de laconvección natural. Como una guía esta concesión puede ser 10% de lacapacidad de diseño para el servicio de condensación y 30% de la capacidadde diseño para servicio de enfriamiento, aplicado sobre el área de los hacesde tubos afectados por la falla del ventilador.

2. Falla de las rejillas – El cierre inadvertido de las rejillas puede ser elresultado de una falla del control automático o de una falla mecánica deinterconexión. El efecto sobre la transferencia de calor dependerá del gradode restricción del flujo de aire en la posición cerrada, y de la configuración delas rejillas en relación a los haces de tubos (por ejemplo, puede que las rejillasno hayan sido instaladas sobre todos los haces de tubo en un servicio dado).Para los efectos del diseño del alivio de presión se asume la contingenciasencilla del cierre de un juego de rejillas (la falla de todas las rejillas queresultaría de una falla general de aire para instrumentos o falla generaleléctrica se incluye en las consideraciones de las fallas de los serviciosindustriales). Se puede conceder un crédito por la continuación de latransferencia de calor por medio del flujo de aire restringido. Como una guíase puede dar un crédito de 10% de la capacidad de diseño para servicio decondensación y 30% de la capacidad de diseño para servicio deenfriamiento, aplicado sobre el área de los haces de tubos afectados por lafalla del juego de rejillas.

5.6.4 Condiciones especiales en un circuito cerrado – Cuando se aplicacalentamiento o enfriamiento en un circuito cerrado (por ejemplo un sistema deaceite caliente o de refrigeración) se deben considerar las condiciones desobrepresión que puedan ocurrir por pérdida del flujo del fluido, pérdida de laentrada de calor o de la remoción de calor.

1. Falla del flujo de reflujo – En algunos casos la falla del reflujo (por ejemplopor causa de una bomba que se pare o el cierre de una válvula) causará lainundación de los condensadores, lo que es equivalente a la capacidad

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requerida de una válvula de alivio de presión por pérdida total del medioenfriante. Los cambios de composición causados por la pérdida de reflujopueden producir propiedades diferentes de los vapores, que afectan lacapacidad. Corrientemente una válvula de alivio de presión dimensionadapara una falla total del medio enfriante será adecuada para esta condición,pero cada caso debe ser examinado con relación a los componentesparticulares y el sistema involucrado.

2. Falla del flujo en el circuito de una bomba circulante – El requerimientode alivio es equivalente a la rata de vaporización causada por una cantidadde calor igual al calor removido en el circuito de flujo alrededor de la bomba.El calor latente de vaporización es el correspondiente a la temperatura ypresión de las condiciones de la válvula de alivio de presión. Si aplica sepuede considerar el agotamiento de los calentadores a vapor.

3. Falla del flujo del medio absorbente – Para la absorción con aceite pobregeneralmente no existe un requerimiento de alivio por falla del flujo de esteaceite. Sin embargo, en una unidad donde pueden removerse grandescantidades de vapores de entrada en el absorbedor, la pérdida del medioabsorbente puede causar un aumento de presión que requiera alivio puestoque el sistema aguas abajo puede no ser adecuado para manejar el aumentode flujo. En tales casos debe analizarse el efecto del flujo de los vaporesadicionales sobre los equipos aguas abajo.

4. Pérdida del calor en un sistema de fraccionamiento en serie – En elfraccionamiento en serie, o sea cuando el flujo del fondo de la primeracolumna alimenta la segunda columna, y el flujo del fondo de la segundaalimenta una tercera, es posible que la pérdida de la entrada de calor a unacolumna cause la sobrepresión de la siguiente columna. La falta de calorresulta en que algunas de las fracciones livianas se queden en el fondo dela columna y sean transferidos a la columna siguiente como alimentación.Bajo estas circunstancias, por ejemplo, la carga de vapores del tope de lasegunda columna puede consistir en su carga normal de vapores más lasfracciones livianas provenientes de la primera columna. Si la segundacolumna no tiene suficiente capacidad de condensación para la cargaadicional de vapores puede tener lugar una presión excesiva.

5. Entrada anormal del calor en el proceso – La capacidad requerida es elflujo máximo de generación de vapores a las condiciones de la válvula dealivio de presión, incluyendo todos los no–condensables producidos por elsobrecalentamiento, menos la condensación normal o el flujo de salida devapores. En cada caso el diseñador debe considerar la conducta potencialde un sistema y cada uno de sus componentes. Por ejemplo, el combustibleo la válvula de control del medio de calentamiento o la transferencia de calorpor el lado de los tubos puede ser la consideración limitante. Consistente conlas prácticas para otras causas de sobrepresión, se deben usar valores de

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diseño para cálculos como el del tamaño de la válvula. Sin embargo, se debeconsiderar la sobre–capacidad intrínseca, tal como la práctica común deespecificar quemadores capaces de trabajar con un 125% del calor dediseño a la entrada del calentador. Esto no fija generalmente la capacidad dela válvula de alivio de presión.

En los casos en que se instalan accesorios para limitar el movimiento delvástago de las válvulas, se debería usar la capacidad de la válvula totalmenteabierta en vez de la capacidad al ajuste de límite. Para equipos deintercambio de calor del tipo tubos/carcaza, la entrada de calor se deberíacalcular en base a condiciones limpias en vez de condiciones deensuciamiento.

5.6.5 Condiciones de emergencia en plantas integradas – En plantas integradas undescontrol del proceso en una unidad puede tener un efecto sobre otras unidades(por ejemplo, la pérdida del flujo en un circuito de bomba circulante que se usacomo fuente de calor para recalentar otras columnas). Se deben considerar todaslas posibilidades como esas y evaluar el potencial de una sobrepresión resultante.

1. Entrada de calor anormal desde un recalentador – Los recalentadores sediseñan con una entrada de calor especificada. Cuando están nuevos olimpiados recientemente, puede ocurrir una entrada de calor adicional porencima del diseño normal. En el caso de una falla del control de temperatura,la generación de vapor puede exceder la habilidad del sistema de procesopara condensar o absorber de otra manera el aumento de presión, quepuede ser también causado por no–condensables producidos durante elsobrecalentamiento.

2. Acumulación de no–condensables – Los no–condensables no seacumulan bajo condiciones normales puesto que son desalojados con lascorrientes de vapores del proceso. Sin embargo, en ciertas configuracionesde tubería es posible que se acumulen los no–condensables hasta el puntoque un condensador sea bloqueado. Tal condición podría suceder si unaválvula automática de control de venteo fallara en la posición cerrada por unlapso de tiempo. Este efecto es igual a una pérdida total del medio enfriantey por consiguiente no necesita ser considerada separadamente.

3. Agua o hidrocarburos livianos en el aceite caliente – Aunque estasituación está presente como una causa potencial de sobrepresión, noexisten métodos generalmente reconocidos para calcular los requerimientosde alivio de presión. En situaciones limitadas si se conocen la cantidad deagua presente y el calor disponible en la corriente de proceso, puedecalcularse el tamaño de la válvula de alivio de presión como una válvula devapor.

Por ejemplo, en el caso de un acumulador de la corriente de alimentacióncaliente que opera por encima de 100°C, puede ser posible estimar la presión

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que se desarrollaría si se bombeara agua dentro del recipiente al caudal dealimentación normal.

En la mayoría de los casos, sin embargo, la cantidad de agua no es conocidaaún entre límites muy amplios. también, puesto que la expansión de volumendel estado líquido al de vapor es tan grande (aproximadamente 1400 vecesa presión atmosférica) y la velocidad de generación de vapor es así mismotan grande, es dudoso si una válvula de alivio de presión podría abrir losuficientemente rápido para ser de utilidad, aunque un disco de rupturapodría proveer alivio. Puesto que los discos de ruptura no son muy prácticos,normalmente no se provee ningún dispositivo de alivio de presión para estacontingencia.

Por lo tanto, el diseño y operación de un sistema apropiado de proceso,incluyendo las condiciones de arranque, son requerimientos muyimportantes para eliminar esta posibilidad. Algunas de las precauciones quepueden tomarse son evitar los “bolsillos” colectores de agua, proveertrampas de condensado de vapor apropiadas y bloqueos dobles y drenajesen conexiones de agua a líneas de proceso calientes. Asimismo, no se debeninstalar conexiones de retiro del fondo de recipientes con extensionesinternas, que puedan atrapar el agua en el fondo del recipiente. Refiérasetambién a lo expuesto bajo “Operaciones con Asfalto y TanquesAtmosféricos”.

4. Bloqueo de equipos por el colapso de partes internas, coque, etc.– Sedeberían considerar contingencias tales como colapso de las partes internasdel lecho de un reactor (como por ejemplo, las parrillas de un reactor de lechofijo, lechos con catalizador coquizado, acumulación de partículas finas decatalizador, obstrucción de pantallas y coladores, líneas bloqueadas concoque, etc.) que pudieran presentarse para identificar situaciones desobrepresión. El colapso de las partes internas de una columnafraccionadora es tan poco probable que generalmente no es unaconsideración de diseño.

5. Válvula manual – La operación inadvertida de una válvula de bloqueomientras la planta está en operación puede exponer los equipos a unapresión que excede la presión máxima de trabajo permitida. Para propósitosde diseño se considera que sólo una válvula manual es abierta o cerrada yque los dispositivos de control están en su posición normal de diseño, comose describió anteriormente. Se requiere una válvula de alivio de presión si laválvula de bloqueo no está asegurada con cadena y candado o “car sealed”en su posición de abierta, y si el cierre de tal válvula puede resultar en unasobrepresión. Para las limitaciones del uso de válvulas “CSO”, refiérase alpunto 5.14 expuesto bajo “Evaluación de la ruta de Escape de presión en elDiseño de Alivio de Presión” de esta sección.

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La cantidad de material a ser aliviada debería determinarse a las condicionesque corresponden a la presión de ajuste de la válvula de alivio más lasobrepresión y no a las condiciones de operación normales.Frecuentemente, resulta una disminución apreciable de la capacidad de laválvula de alivio de presión requerida cuando esa diferencia de lascondiciones es bastante grande. Se debería también considerar el efecto dela caída de presión por fricción en la línea de interconexión entre la fuente desobrepresión y el sistema que está siendo protegido, cuando se determinael requerimiento de capacidad. Si la válvula deja pasar un líquido que seevapora súbitamente al bajar la presión o el contenido de calor causa laevaporación del líquido, esto se debe considerar cuando se determina eltamaño de la válvula de alivio.

6. Arranque, parada y operaciones alternas – Para propósitos de proteccióncontra la sobrepresión no sólo se deben considerar las condicionesoperacionales estables sino también las condiciones de un arranque,parada, lavado, regeneración, tipos de alimentación variables, operacionesrestringidas y cualquier otra condición de operación posible que sea diferentede las normales.

7. Aumento de la capacidad de la planta – Cuando se aumenta la capacidadde la planta, debe re–evaluarse todo el sistema de alivio de presión, aun sise han instalado equipos adicionales. Por ejemplo, una unidad que estáoperando a 120% de la capacidad de diseño puede requerir una capacidadde alivio de presión adicional.

5.7 Sobrepresión en componentes específicos del equipoAdemás del mal funcionamiento de componentes del equipo que puedan causaruna sobrepresión operativa en equipos asociados (por ejemplo, una sobrepresiónen un fraccionador debido a la falla del agua de enfriamiento o de la bomba dereflujo), algunos componentes del equipo están sujetos a sobrepresión porrazones mecánicas. Tales componentes incluyen intercambiadores de calor,bombas, compresores, turbinas y hornos. En los siguientes párrafos se describe eldiseño para la protección apropiada de esos componentes.

1. Falla en los tubos de un intercambiador de calor – En un intercambiadorde calor del tipo tubos/carcaza, los tubos están sujetos a falla debido a variascausas tales como choque térmico, vibración o corrosión. Cualquiera quesea la causa, el resultado es la posibilidad de que una corriente a alta presiónsobrepresione el equipo en el lado de baja presión del intercambiador. Eldiseño económico normalmente requiere que la corriente a mayor presiónfluya a través de los tubos, puesto que esto resulta en una carcaza másdelgada, pero esto no es siempre el caso.

Se deben conocer las relaciones de presión para permitir la evaluaciónapropiada de los resultados de la falla en los tubos. así también se debería

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determinar la capacidad del sistema de baja presión para absorber el aliviode presión. Es necesario cuantificar el posible aumento de presión, paradeterminar si se requiere alivio de presión adicional en el caso de que el flujode alta presión se descargue en la corriente de baja presión, por causa dela rotura de un tubo.

La base general de diseño es que el lado de baja presión de unintercambiador de calor debe ser protegido por medio de aparatos de aliviode presión, si la presión de diseño en el lado de baja presión es menor quedos tercios, la presión de diseño del lado de alta presión y también si latubería en el lado de baja presión no puede soportar la descarga a través deun tubo roto sin exceder el valor de dos tercios la presión de diseño del ladode alta presión. Todo el sistema de baja presión debe ser examinado parasobrepresión potencial a través de un tubo roto. Si la decisión es aumentarla presión de diseño del lado de baja presión para eliminar la necesidad deuna válvula de alivio de presión, es imperativo que todo el lado de bajapresión sea verificado para asegurarse que la presión de diseño del lado debaja presión sea mayor o igual a dos tercios la presión de diseño del lado dealta presión.

El efecto de cambios de temperatura en el lado de baja presión comoresultado de un escape de presión en un tubo no se toma en cuentageneralmente cuando la temperatura de diseño del lado de baja presión esespecificada, puesto que un aumento de temperatura se consideranormalmente como una caso de esfuerzo permitido de corta duración. Sinembargo, en los casos de fractura por fragilidad, que podrían ocurrir en ellado de baja presión, existen varios procedimientos para minimizar el riesgode la falla de un tubo (tales como el soldar los tubos a la placa de tubos y usode un mejor material para obtener mayor resistencia contra la corrosión) queson una alternativa más aceptable a especificar materiales resistentes a lafractura por fragilidad, en toda la extensión del lado de baja presión.

2. Bombas y equipos aguas abajo – Una válvula de alivio PR se requiere parauna bomba cuando la presión de la bomba con la descarga cerrada es mayorque la presión de diseño de la tubería de descarga, del equipo aguas abajoo de la carcaza de la bomba. Las bombas de desplazamiento positivonormalmente requieren tal protección, mientras que en la mayoría de loscasos las bombas centrífugas no la requieren.

La capacidad de una válvula de alivio de presión en la descarga de unabomba debería ser igual a la capacidad de la bomba, excepto que para unabomba centrífuga con una curva de rendimiento conocida, puedeaprovecharse la reducción de la capacidad de la bomba a medida quedesciende en su curva de rendimiento, para también reducir el tamaño de laválvula de alivio de presión. La presión de descarga de una bomba centrífugafuncionando con la descarga cerrada, para determinar si los equipos aguas

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abajo necesitan protección con una válvula de alivio de presión, se calculacomo se describe a continuación, a menos que se requieran presiones dediseño más altas debido a otras consideraciones diferentes a la presión dedescarga de la bomba. Se debe hacer referencia también a los documentosPDVSA–MDP–02–P–06 “Calculos en Servicios de Bombeos” yPDVSA–MDP–02–P–08 “Bombas de Desplazamiento Positivo”.

a. Para una bomba centrífuga una obstrucción aguas abajo usualmente causaun aumento de la presión de succión, de modo que la presión de diseño parala carcaza de la bomba y el equipo aguas abajo, es normalmente la presiónde succión máxima, más la presión diferencial máxima de la bomba que sedesarrolla al cerrar la descarga totalmente.

Cuando una obstrucción aguas abajo no causa un aumento de la presión desucción, la presión de diseño es la presión mayor entre (a) la presión desucción normal más la presión diferencial máxima de la bomba o (b) lapresión de succión máxima de la bomba más la presión diferencial normalde la bomba.

La determinación más exacta de la presión diferencial máxima de la bombase hace por medio de la curva de rendimiento para la bomba en particular.Esa curva puede no estar disponible durante la fase de diseño, de modo quese pueden consultar curvas reales para bombas similares en serviciosparecidos. Si esta información no está disponible, la presión diferencialmáxima puede aproximarse usando al menos el 120% de la presióndiferencial normal de la bomba. En tales casos, debe corroborarse el diseñocuando las curvas reales estén disponibles.

b. La presión de diseño de una bomba reciprocante impulsada por vapor y lapresión del equipo aguas abajo, se puede fijar como la máxima presión deproceso que el cilindro a vapor es capaz de producir a la presión máxima delvapor, en cuyo caso no se requieren instalaciones de alivio de presión. Sinembargo, en la mayoría de los casos no es económico fijar la presión dediseño del equipo aguas abajo, tan alta como esta máxima presiónrestrictiva. En estos casos se requeriría una válvula de alivio de presión paraproteger el equipo aguas abajo contra la sobrepresión.

Para bombas reciprocantes impulsadas por motores eléctricos, las válvulasde alivio de presión sirven para el doble propósito de proteger contra lasobrepresión a la bomba y a la tubería aguas abajo y además de protegerel impulsor contra una sobrecarga. El volumen PDVSA–MDP–02–P–08“Bombas de Desplazamiento Positivo”, describe esta aplicación.

Otras bombas de desplazamiento positivo tales como bombas rotativas deengranaje y de diafragma, requieren normalmente protección con unaválvula de alivio de presión para ambos, la bomba y del equipo aguas abajo.Las válvulas de alivio de presión para todas las bombas de desplazamiento

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positivo deben tener una capacidad por lo menos igual a la capacidad de labomba.

Para cualquier bomba que requiera una válvula de alivio de presión para suprotección o la de los equipos aguas abajo, la presión de ajuste de la válvulade alivio debe ser mayor que la presión de descarga normal de la bomba en170 kPa (25 psi) o 10% de la presión de ajuste, cualesquiera de las dos quesea la mayor. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que en algunos casospuede ser deseable una presión de ajuste más elevada en la válvula de aliviode presión para asegurar un diferencial suficiente cuando la bomba va a seroperada bajo un flujo de bombeo más bajo que el del diseño normal. Estoreconocerá la más alta presión de descarga de la bomba bajo condicionesde bajo flujo. En el caso de las bombas reciprocantes, es deseable undiferencial mayor a un 10% debido a oleaje de presión.

Las válvulas de alivio de presión de las bombas deberían descargar a unsistema cerrado. En muchos casos pueden ser convenientemente enviadasa la línea de succión o al recipiente de succión.

3. Compresor y Equipos Aguas Abajo – Las válvulas de alivio de presión sonrequeridas por cualquier compresor donde la máxima presión que pueda sergenerada durante oleaje o condiciones de descarga restringida exceda lapresión de diseño de la tubería de descarga, equipo aguas abajo o carcazadel compresor.

Para compresores centrífugos, es usualmente económico fijar la presión dediseño más baja que la máxima presión posible que el compresor puedadesarrollar y proporcionar una protección adecuada sobre la descarga conuna válvula de alivio de presión. En algunos casos (por ejemplo, donde elflujo a través de la válvula de alivio de presión sería la descarga más grande,determinando así del tamaño de un sistema cerrado de disposición), puedeser ventajoso fijar la presión de diseño de la carcaza del compresor y delequipo aguas abajo igual a la máxima presión que puede ser generada enun punto de oleaje, asumiendo la más severa de las combinaciones develocidad, peso molecular, presión de succión y condiciones de temperaturaque puedan ocurrir como resultado de una contingencia sencilla. Sinembargo, esto generalmente no es lo deseable.

Para los compresores de desplazamiento positivo, casi siempre se requierenválvulas de alivio de presión en la descarga. Generalmente, no eseconómicamente atractivo el confiar en la parada del compresorreciprocante, ya que las presiones de parada del impulsor son usualmentebastante altas en comparación con la presión de operación.

Las carcazas en la etapa de baja presión y los circuitos interetapas encompresores multietapas centrífugos y de desplazamiento positivos noestán normalmente diseñadas para la presión de descarga completa ydeben estar también provistas con protección contra sobrepresión.

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La presión de ajuste para las válvulas de alivio de presión para compresorescentrífugos debería ser mayor que la presión normal de operación en 170kPa (25 psi) o 10% de la presión de ajuste cualesquiera de las dos que seamayor. Sin embargo, en el caso de los compresores reciprocantes, undiferencial mayor a un 10% puede ser deseable debido a los oleajes depresión. Las válvulas de alivio de presión interetapas deberían ser ajustadasal menos tan altas como la presión de ajuste de salida del compresor, paraevitar el levantamiento de la válvula durante paradas del compresor.

La capacidad de una válvula de alivio de presión debería ser igual a lacapacidad del compresor en condiciones de emergencia. Para compresorescentrífugos la combinación del punto de ajuste de la válvula de alivio depresión y capacidad de alivio debería ser tal que evite condiciones deoscilación por causa de las condiciones anticipadas de emergencia,combinada con las variables operacionales. Las válvulas de alivio de presiónde compresores deberían descargar a sistemas apropiados atmosféricos ocerrados y nunca a la succión de la máquina.

4. Turbina de vapor – Se requiere una válvula de alivio de presión en la líneade entrada de vapor de agua para cualquier turbina de vapor, si la presiónmáxima de suministro de vapor es mayor que la presión de diseño de laentrada de la carcaza. La válvula de alivio de presión debería ser ajustadaa la presión de diseño de la entrada de la carcaza y dimensionada para evitarla sobrepresión de la carcaza bajo condiciones de suministro de vaportotalmente abierto y flujo normal de escape de presión.

La protección del lado de escape de presión de las turbinas de vapordepende de si están en servicio de condensación o están en servicio deno–condensables, como se expone a continuación:

a. Turbina de condensación – El condensador y la carcaza del extremo dedescarga de una turbina de condensación no son diseñados normalmentepara soportar la presión total del suministro de vapor. Por lo tanto, en talescasos se debe proveer protección contra la sobrepresión que resultaríadebido a pérdida del flujo de agua de enfriamiento u otra falla operacional.El tipo especial de válvula de alivio de presión que se instala normalmentepara este propósito en el escape de presión de la turbina se ilustra en laFigura 1. No tiene un extremo con resorte y es normalmente sostenida enposición cerrada por las condiciones de vacío en el condensador, pero serequiere un suministro de agua fresca (no agua salada o sucia) para elsistema de sello. El suplidor del condensador usualmente especifica yprovee la válvula de alivio de presión de acuerdo con las especificaciones de“Standards of the Heat Exchanger Institute, Surface Condenser Section”.

Los flujos de alivio requeridos para estas válvulas de alivio de presión sebasan en el flujo de vapor a la turbina y el tamaño apropiado puede

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corroborarse con la tabla siguiente la cual se ha extraído de los “Standardsof the Heat Exchanger Institute”.

Flujo Máximo de Vapora la Turbina

(kg/s) (1)

Tamaño Requeridode la Válvula de Alivio

(mm2)<0.95 150

0,95–1.49 200

1.50–2.14 200

2.15–2.14 200

2.53–2.91 250

2.92–3.80 250

3.81–4.81 300

4.82–5.67 300

5.68–5.94 350

5.95–7.81 350

7.81–8.56 400

8.57–10.33 400

10.34–13.3 450

13.4–15.1 450

15.1–21.4 500

21.5–31.5 600

31.6–47.9 750

NOTA:

Para convertir kg/s a lb/h, divida entre 1.2599x10–4. Para convertir mm a pulg, divida entre25.4

b. Turbina sin condensación – La carcaza de una turbina sin condensaciónno está normalmente diseñada para soportar la presión total de suministrode vapor en el extremo de descarga. Se requiere por lo tanto una válvula dealivio de presión en el extremo de descarga si la presión en cualquier partede la carcaza puede llegar a exceder la presión de diseño como resultado delcierre de la válvula en dicho extremo, fluctuaciones de la contrapresión ocontingencias similares. La válvula de alivio de presión debe descargar a laatmósfera y la presión de ajuste debería ser mayor que la presión de escapede presión normal en 170 kPa (25 psi) o 10% de la presión de ajuste,cualquiera de las dos que sea mayor.

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Más aún, la presión de diseño más baja de cualquier sección de la carcazase debe especificar para que no sea menor que la presión a que puede sersometida bajo las condiciones de alivio de la válvula de alivio de presión. Estoes necesario para dar margen para la caída de presión dentro de la carcaza.La válvula de alivio de presión debería ser dimensionada para dejar pasar elflujo normal de vapor a la turbina, pero puede concederse un crédito por elflujo de vapor que es retirado de una etapa intermedia de la turbina, si nofuera bloqueado por la misma contingencia como cierre del escape depresión.

Las excepciones a los requerimientos anteriores aplican en los casossiguientes:

a. Las turbinas que descargan a la atmósfera a través de la tubería abierta sinválvulas no requieren protección contra la sobrepresión en el escape depresión.

b. Las turbinas que descargan en una salida principal de vapor a través de unaconexión en el tope o lateral no requieren protección contra la sobrepresiónen el escape, con tal que la presión máxima de entrada del vapor no exceda1000 kPa manométricas (145 psig), pero se debe proveer un letrero deadvertencia en la válvula de escape de presión que indique la forma demanipular esta válvula. Debe instalarse también una válvula tipo centinela enla carcaza de la turbina para dar una advertencia audible. (NOTA: esto puedeno ser permitido por códigos locales).

5. Hornos y calderas – La sobrepresión puede producirse en los hornos y lascalderas en dos formas: sobrepresión de la caja de combustión porventiladores de tiro forzado o ruptura de tubos y sobrepresión de los tubosdebido a pérdida del flujo del fluido o bloqueo de la salida, con elsobrecalentamiento resultante.

1. Sobrepresión en la caja de combustión – La caja de combustión deun horno y calderas con tiro forzado está diseñada para soportar lasobrepresión que pueda generarse por los ventiladores con suscompuertas de tiro en posición cerrada de acuerdo con el documentoPDVSA–MDP–05–F–05 “Precalentadores de Aire” y el Manual deIngeniería de Diseño B–201–PR, “Calentadores de fuego directo”.Esto necesita comprobarse particularmente cuando se proveenventiladores de tiro forzado y de tiro inducido, para descargar losproductos de combustión a través de las instalaciones derecuperación de calor, puesto que pueden usarse presiones en losventiladores mayores que las normales para vencer la caída depresión.

En el caso de hornos de proceso de alta presión, la ruptura de un tubopuede ser también la causa de sobrepresión en la caja de combustión.

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2. Sobrepresión en el lado de vapor de una caldera – Todas lascalderas sometidas a combustión están provistas de válvulas de aliviode presión dimensionadas para aliviar el flujo total de vapor en el casodel cierre de la salida normal de vapor de acuerdo con el Código ASME(“American Society of Mechanical Engineering”: Sociedad Americanade Ingenieros Mecánicos), Sección I “Power Boilers” (calderas depotencia) u otras regulaciones que aplican.

La protección contra la sobrepresión para calderas de recuperaciónde calor de desecho se diseña de acuerdo con los requerimientos del“Código ASME” para recipientes a presión, siempre y cuando losrecipientes satisfagan las definiciones del párrafo U–1(e) de laSección VIII, División 1 del Código.

3. Sobrepresión en los serpentines de un horno de proceso – Elserpentín de cualquier horno en que el flujo del fluido de procesopuede ser interrumpido por el cierre inadvertido de una válvula en lasalida del horno (por error del operador) está sujeto a sobrepresiónpotencial y falla de un tubo debido a sobrecalentamiento yconsecuente reducción del nivel de esfuerzo permitido. A menos quepuedan eliminarse efectiva– mente tales mecanismos de interrupcióndel flujo (que surgen de una contingencia sencilla), el horno debe serprovisto de una válvula de alivio de presión en la salida del serpentín.En aplicaciones como ésta, la válvula de alivio de presión funcionaasegurando la continuidad del flujo a través del serpentín, así comotambién limitando la presión máxima. Es por lo tanto necesario que elsistema de alimentación sea capaz de proveer el flujo necesario a lascondiciones de alivio de la válvula de alivio de presión.

La sobrepresión y falla de un tubo puede también ser resultante delcierre de una válvula en el lado de entrada al horno o por falla de labomba de alimentación, si el serpentín permanece presionado por elequipo aguas abajo. En estos casos, sin embargo, la sobrepresiónocurre a la presión de operación normal o por debajo de ella (debidoal sobrecalentamiento en una condición de ausencia de flujo) y por lotanto una válvula de alivio de presión no puede proveer la protecciónnecesaria.

Las características de diseño requeridas para evitar elsobrecalentamiento de los tubos de un horno y su sobrepresiónconsiguiente, son las siguientes:

a. Se deberían proveer alarmas de bajo flujo, cierre hermético del combustibleinmediato a la pérdida del flujo del fluido de proceso y confiabilidad del flujode alimentación al horno de acuerdo con el documentoPDVSA–MDP–05–F–02 “Consideraciones de Diseño”. La alarma de bajoflujo y el cierre hermético del combustible proveerán alguna protección

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contra la falla de un serpentín debido a sobrecalentamiento por la pérdida delflujo de alimentación o cierre de la válvula de bloque en la entrada al horno.

b. Las válvulas de control en líneas de entrada al horno deberían abrir opermanecer estacionarias y luego moverse a la posición abierta, en un casode falla de la señal o del medio actuante, con el fin de evitar elsobrecalentamiento del serpentín.

c. Si se ha instalado una válvula de bloqueo en la entrada al horno, no serequiere una válvula de alivio de presión y la válvula de bloqueo no necesitaser del tipo CSO (válvula con dispositivo para bloquearla en la posiciónabierta). Sin embargo, si se instalan válvulas operadas manualmente oválvulas de control en cada paso de entrada al horno para proveer unadistribución de la alimentación en un horno de pasos múltiples, se deberíaproveer una protección contra la pérdida del flujo de fluido en cualquier ycada pase en particular como sigue:

1. Proveer un bloqueo del movimiento de la válvula hacia el cierre, oproveer un desvío abierto alrededor de cada válvula para que elflujo no pueda ser totalmente interrumpido, o

2. Proveer indicador de flujo en cada pase con una alarma de bajoflujo.

El bloqueo del movimiento hacia el cierre o desvíos deberían serdimensionados para dejar pasar por lo menos el 25% del flujo dediseño a través de cada pase en particular. Asimismo, la alarma debajo flujo y el cierre hermético del flujo de combustible deberíanajustarse para operar cuando el flujo disminuya al 25% del flujo dediseño.

Si se provee una válvula de alivio de presión en la línea dealimentación al horno, la válvula debería ser ubicada aguas arribadel orificio que mide el bajo flujo de alimentación al horno y activa elcierre hermético del flujo de combustible, de modo que tenga lugarel cierre hermético del flujo de combustible si el horno es bloqueadoen la salida.

d. No usar válvulas de retención para aislar el horno. Consultar el documentoPDVSA–IR–P–01. En caso de que exista una sola válvula de retención paraaislar el horno, no requiere de dispositivo de alivio.

e. Se requiere normalmente una válvula de alivio de presión en la línea desalida de un serpentín cuando tienen instalada una válvula de bloqueo queno puede ser del tipo CSO (válvula con dispositivo para bloquearla en suposición abierta), como por ejemplo, en una planta “Powerformer” o dondeuna válvula del tipo CSO no está permitida por códigos locales. La válvula dealivio de presión debería ser instalada preferentemente a la salida del

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serpentín, particularmente cuando la alimentación al horno es 100% devapores. La válvula de alivio de presión debería ser diseñada para lascondiciones de salida del horno, incluyendo una purga si es necesario paraevitar la deposición de coque en la entrada a la válvula de alivio de presión.

f. Cuando se instala una válvula de bloqueo remota (VBR) en la salida de unhorno para propósitos de aislamiento (bloqueo) de emergencia, según eldocumento PDVSA–IR–P–01, es necesario o bien proveer algún flujo através de los tubos o interrumpir rápidamente el flujo de combustible a la cajade combustión para evitar la ruptura de un tubo en el caso de que la VBR seacerrada inadvertidamente. Si bien se prefiere la instalación de una válvulade alivio de presión en la salida del serpentín, esto puede no ser siemprepráctico, particularmente en hornos de alta presión debido a limitaciones dediseño de la válvula de alivio de presión. Por lo tanto, está permitido usarcualquiera de las dos alternativas siguientes (la válvula de alivio de presiónes preferible):

– Una válvula de alivio de presión:a. La válvula de alivio de presión puede instalarse como un desvío

alrededor de la válvula VBR, o puede descargar a la atmósfera o a otrosistema cerrado. Debería ser dimensionada lo menos para 25% delflujo normal del horno y debería tener un punto de ajuste de 10% o 170kPa manométricos (25 psig) por encima de la presión normal deoperación, cualquiera de las dos que sea mayor.

b. La fuente de alimentación al horno debe tener una característica depresión/flujo tal que por lo menos 25% del flujo normal sea mantenido através del horno, si la válvula de bloqueo (VBR) es inadvertidamentecerrada y la válvula de alivio de presión se abre como consecuencia.Debe darse un margen para la caída de presión en el sistema debido alensuciamiento.

c. Si el equipo aguas arriba del horno está provisto de una válvula dealivio de presión, para protección contra la sobrepresión causada porel cierre de la descarga de una bomba o compresor, entonces el puntode ajuste debería ser lo suficientemente alto de modo que la válvulapreferencialmente no abrirá, en el caso de que la válvula de alivio depresión en la salida del horno esté funcionando, para mantener el flujo.

d. La válvula de alivio de presión debería ser diseñada para lascondiciones a la salida del serpentín y debería incluir una purga si esnecesario, para minimizar la deposición de coque en la entrada a laválvula de alivio de presión.

– Cierre del Flujo de Combustible y del Flujo de Proceso – La válvula VBRdebería tener instrumentación de modo que cuando el desplazamiento delvástago de la válvula alcance el 50% de la posición cerrada active losiguiente:

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a. Cierre del flujo de combustible a la caja de horno.

b. Parada de las bombas de alimentación del horno o compresores.

Debe proveerse un desvío con una válvula del tipo CSC (válvula con undispositivo para bloquearla en su posición cerrada) alrededor de la válvulaVBR para pruebas durante la operación con el fin de asegurarse delfuncionamiento de la válvula VBR.

5.8 Sobrepresión causada por reacción química

En ciertos procesos pueden ocurrir reacciones de descomposición o cambiosbruscos de la temperatura como resultado de una falla del flujo de alimentación ode enfriamiento, sobrecalentamiento de la alimentación, contaminantes o causassimilares. Los procesos con hidrógeno a alta presión o las reacciones demetanación son algunos ejemplos. En otros casos el aire introducido parareaccionar químicamente, como decoquización o regeneración de cataliza–dores, pueden causar sobrecalentamiento si no son cuidadosamente controlados.

El sobrecalentamiento puede resultar en sobrepresión debido a una reducción delesfuerzo permitido. Por lo tanto, el diseño debe incluir posibilidades de monitoreo yde control para evitar la eventualidad de reacciones de descomposición yreacciones disparadas sin control, puesto que los dispositivos de alivio de presiónconvencionales normalmente no pueden proveer protección contra esascontingencias.

Las temperaturas de diseño deben especificarse con un margen suficiente porencima de la temperatura de operación normal, para permitir la detección detemperaturas anormales y la toma de medidas correctivas por medio de controlesmanuales o automáticos.

Las características apropiadas de diseño pueden incluir control adelantado de latemperatura de la alimentación, alarmas de alta temperatura, cierres automáticospor alta temperatura para interrumpir el flujo de alimentación y abrir un venteo, a laatmósfera o a un sistema cerrado, monitoreo adecuado de las temperaturas através de un lecho de catalizador, etc.

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5.9 Sobrepresión causada por temperaturas anormales

Debe tomarse en cuenta la interrelación entre los esfuerzos permitidos (y de ahí lapresión de diseño del equipo) y las temperaturas que pueden surgir durante losdescontroles operacionales, emergencias, arranque y parada. Los efectos de laalta temperatura en algunas contingencias particulares se presentan en el punto5.11 “Incendio Como una Causa de Sobrepresión”, y el punto 5.8 “SobrepresiónCausada por Reacción Química”. Deben también evaluarse las bajastemperaturas que puedan resultar de condiciones ambientales, autorefrigeración,etc., para asegurarse de que los recipientes que puedan estar sometidos atemperaturas por debajo de las temperaturas de transición de fragilidad, seandiseñados de tal modo que los esfuerzos permisibles bajo estas condiciones noson excedidos. Este tópico se explica en detalle en el documento PDVSAMDP–01–DP–01 “Temperatura y Presión de Diseño”.

5.10 Sobrepresión causada por expansión térmica

1. Sobrepresión por expansión térmica – Las líneas o equipo que puedanestar llenos de líquido bajo condiciones de ausencia de flujo y que puedencalentarse mientras están totalmente bloqueados (encerrados entreválvulas), deben ser provistos de algún medio para aliviar la crecientepresión por efecto de la expansión térmica del líquido contenido. Debeconsiderarse la radiación solar así como otras fuentes de calor. Las líneaso equipo que están más calientes que la temperatura ambiente cuando sebloquearon y que no pueden de otra manera ser calentados por encima dela temperatura a la cual se bloquearon, no necesitan protección contra laexpansión térmica del líquido. Los siguientes son ejemplos de algunosmecanismos de expansión térmica:

a. Tuberías y recipientes que son bloqueados (encerrados entre válvulas) conlíquido en su interior y después calentados por líneas trazadoras decalentamiento, serpentines o por transferencia de calor desde la atmósferau otros equipos.

b. Un intercambiador de calor bloqueado por el lado “frío”, con flujo sininterrupción en el lado “caliente”. Esta situación puede ocurrir algunas vecesdurante la operación normal. Por ejemplo, considérese el caso de un tren deintercambiadores de calor en que la alimentación a la planta espre–calentada por intercambio de calor con productos calientes, con laalimentación fluyendo desde una bomba (que tiene una válvula de retenciónen la descarga), a través de los intercambiadores a un tambor devaporización instantánea. Un controlador de nivel en el tambor devaporización opera una válvula de control entre el tren de intercambiadoresy el tambor de vaporización: así que se si la válvula de control cierra, elsistema de alimentación queda bloqueado y sujeto a expansión térmica.

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c. Tuberías o recipientes bloqueados totalmente mientras están llenos delíquido a, o por debajo, de la temperatura ambiente y después calentados porradiación solar directa. Los sistemas criogénicos y de refrigeración deben serparticularmente examinados respecto a esta contingencia.

2. Método de protección contra sobrepresión, causada por expansióntérmica – Puede proveerse protección contra la sobrepresión causada porexpansión térmica por medio de los siguientes métodos:

a. Instalación de una válvula de alivio de presión.

b. Adición de un pequeño desvío abierto alrededor de una de las válvulas deaislamiento (bloqueo), que podría ser usada para bloquear totalmente elequipo.

c. Asegurarse de que los equipos totalmente bloqueados sean drenados delíquido.

Nota: los puntos b y c pueden no ser permitidos por códigos locales.

3. Aplicaciones de la protección contra la sobrepresión por expansióntérmica – La protección contra la sobrepresión causada por expansióntérmica se debería incluir en aplicaciones específicas de acuerdo con losiguiente:

a. Intercambiador de calor – Los intercambiadores del tipo carcaza/tubos ode doble tubo, en que el lado más frío puede ser bloqueado estando lleno delíquido sin interrupción del flujo en el lado caliente, debe ser protegidos porcualquiera de los siguientes métodos:

• Una válvula de drenaje operada manualmente con un letrero deadvertencia, cuando hay dos válvulas de bloque localizadas en elintercambiador. Si ambas válvulas de bloque no están localizadas enel intercambiador debe usarse el método (b) o (c) siguientes:

• Un pequeño desvío permanentemente abierto alrededor de una de lasválvulas de bloque. Refiérase al Manual de Ingeniería de Diseño“Safety relief protection systems”.

• Instalación de una válvula de alivio de presión.

Si se provee un desvío o una válvula de alivio de presión de presión,está debe también tener suficiente capacidad para aliviar los vaporesgenerados por el flujo frío, por entrada de calor desde el lado calientebajo las condiciones de flujo de diseño, si la vaporización pudieratambién causar la sobrepresión del lado frío.

Debe notarse que una válvula de retención ubicada en la tuberíaaguas arriba del lado más frío de un intercambiador de calor seconsidera como una válvula de bloqueo.

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b. Tuberías – Las secciones de tubería en cualquier servicio de líquido dentroo fuera del área de la planta, que pueden ser bloqueadas totalmente mientrasestán llenas de líquido, y ser sometidas a expansión térmica por uncalentamiento posterior, deben ser protegidas por el método siguiente:

• Un pequeño desvío alrededor de una de las válvulas de bloqueo segúnlo especificado en el Manual de Ingeniería de Diseño “Safety reliefprotection systems” (el desvío debe ser de 25 mm (1 pulg.) de diámetrocon una válvula de retención. Este método es sólo aplicable donde elescape a través del desvío es aceptable) o si no por medio de:

• La provisión de medios para retirar el líquido de modo que la línea nopermanezca llena de líquido.

Debe notarse que secciones cortas de tuberías que contienen líquido,dentro o fuera del área de la planta, que puedan ser bloqueadas, nonecesitan generalmente válvulas para el alivio térmico puesto quenormalmente están disponibles un drenaje manual y un medio segurode drenaje. Tales secciones cortas de tubería incluirían esas entreválvulas de aislamiento en estaciones de válvulas de control, múltiplesde tuberías en bombas, etc., y son de una longitud menor de 30 m (100pie). También, el escape a través de una válvula de retención esusualmente suficiente para compensar la expansión térmica debida acalentamiento solar.

c. Recipientes – Todos los recipientes y equipo que puedan ser bloqueadosmientras están llenos de líquido y sujetos a calentamiento posterior y portanto a expansión térmica por cualquiera de los mecanismos descritos en elpárrafo (1) anterior, deben ser protegidos por cualquiera de los métodosdescritos anteriormente para tuberías, o sea:

• Válvula de alivio de presión, o bien,

• Un pequeño desvío alrededor de una de las válvulas de bloque, o bien,

• Medios para drenaje del líquido.

En los casos en que los recipientes son provistos de válvulas de aliviode presión para la protección contra la sobrepresión por exposición aun incendio, o por una contingencia de falla operacional, no serequiere protección adicional contra la expansión térmica.

d. Válvula de control – Se considera que las válvulas de control con dobleasiento dejan pasar suficiente flujo de escape de presión para que losequipos bloqueados por tales válvulas, no necesiten ser provistos deprotección contra la expansión térmica.

4. Detalles de instalación para una válvula de alivio de presión paraprevención de la expansión térmica

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a. Las válvulas de alivio de presión para protección contra la expansión térmicadeberían ser especificadas con un punto de ajuste tan alto como sea posiblepor encima de la presión operacional a fin de evitar descargas inadvertidaso por descuido. Debe seguirse el Código “ASME” para recipientes. Cuandola válvula de alivio de presión se instala solamente para propósitos de aliviopor expansión térmica en sistemas de tuberías, es deseable un ajuste dehasta 1.33 veces la presión de diseño del componente del equipo que seprotege (especificación ANSI B–31.3), siempre y cuando la duración de lasobrepresión no exceda 10 horas de una sola vez, o 100 horas en un año ysi lo permiten los códigos locales. Sin embargo, debe concederse un margenpor la contrapresión si la válvula de alivio de presión descarga a un sistemacerrado, de modo que no se exceda el valor de 1.33 veces la presión dediseño.

b. No es fácil determinar el requerimiento de capacidad, pero puesto que elvolumen a descargar para aliviar la presión es pequeño, puede especificarsenormalmente una válvula de alivio de presión de tamaño nominal 15 mm (3/4pulg.) por 25 mm (1 pulg.), particularmente cuando sólo está involucrado elcalentamiento solar. Deben considerarse tamaños más grandes paratuberías de gran diámetro tendidas sobre la superficie del terreno y noaisladas térmicamente, así como también para recipientes llenos de líquidose intercambiadores de calor. (No debería olvidarse el tomar en cuenta laspresiones generadas por vaporización, así como también la expansión dellíquido).

c. Una válvula de alivio de presión contra la expansión térmica puede serinstalada en cualquier punto conveniente en el equipo o tubería que estéprotegiendo. En muchos casos la ubicación será determinada por ladisponibilidad de una ruta de descarga apropiada.

d. Para ubicaciones en el sitio de la planta la válvula de alivio de presión queprovee protección contra la expansión térmica y que alivia líquido debedescargar a un sistema cerrado, si el líquido dentro del sistema está a unatemperatura por encima de 315°C (605°F) o está por encima de su punto deinflamación. Ese sistema cerrado puede ser un cabezal de mechurrio o unequipo en el lado opuesto de una de las válvulas de bloqueo. Las válvulasde alivio de presión para la protección contra la expansión térmica ubicadasen el sitio de la planta y que alivian líquido pueden descargar a la atmósferaa nivel del suelo en una ubicación segura tal como una alcantarilla derecolección de agua sucia (como se detalla en el Manual de Ingeniería deDiseño “Safety relief protection systems”), con tal que el líquido en el sistemaesté a una temperatura menor de 315°C (605°F), y por debajo de su puntode inflamación. Materiales que están a una temperatura mayor que su puntode inflamación pueden descargarse a una cloaca si la cantidad es pequeña

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(menor de 100 dm3) (26 galones) y la densidad del material es mayor de 710kg/m3 (44 lb/pie3).

e. En ubicaciones fuera del área de la planta las válvulas de alivio de presiónpara protección contra la expansión térmica pueden descargar al cabezal deun mechurrio aguas arriba de un tambor separador, si está disponible, o aequipos (por ejemplo un tanque) en el lado opuesto de una de las válvulasde bloqueo, o a la atmósfera. Las descargas a la atmósfera deben ser a niveldel suelo en una ubicación segura.

f. Válvulas de alivio de presión para la protección contra la expansión térmicaen ubicaciones dentro o fuera del área de la planta, que alivian fluidos tóxicos(Sustancias tóxicas: “Aquellos materiales que por sus propiedades químicaspueden producir efectos nocivos, reversibles o irreversibles, cuando han sidoabsorbidos o introducidos en un organismo viviente”), deben descargar a unsistema cerrado adecuado.

g. Cada válvula de alivio de presión para protección contra la expansión térmicadebería ser provista de una válvula del tipo CSO en la entrada (válvula condispositivo para bloquearla en posición abierta) y también de una válvula tipoCSO en la salida (en el caso de una descarga cerrada), con el fin de permitirel aislamiento del sistema para propósitos de inspección y de prueba, si lopermiten los códigos locales.

5.11 Incendio como Causa de una Sobrepresión

Los equipos en el área de una planta que maneja fluidos inflamables estén sujetospotencialmente a ser expuestos a un incendio externo, lo cual puede conducir auna sobrepresión resultante de la vaporización de los líquidos contenidos. Esteriesgo puede existir aun para componentes del equipo que contienen materialesno inflamables.

1. Equipos a Ser Protegidos – Todos los recipientes sujetos a riesgo desobrepresión por incendio deben ser protegidos mediante válvulas de alivio,con las siguientes excepciones:

a. No se requiere una válvula de alivio de presión para proteger contraincendios cualquier recipiente que normalmente no contiene o contiene muypoco liquido, puesto que la falla de la carcaza debido a unsobrecalentamiento ocurriría aun si se ha provisto dicha válvula. Algunosejemplos son los tambores separadores de gas combustible y los tamboresseparadores en la succión de compresores. (Nota: algunos códigos localesrequieren protección con válvula de alivio de presión para el caso de”tambores secos”). Si se requiere una válvula de alivio para las condicionesde un ”tambor seco” se puede usar el procedimiento de dimensionamientodescrito bajo el API RP–520.

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b. Tambores y columnas de 0.6 m (2 pie) y menos de diámetro, construidos detuberías, accesorios de tuberías o su equivalente no requieren válvulas dealivio para su protección contra incendios en base a que las tuberías no sonprovistas de protección contra sobrepresión a causa de esta contingencia.Se requieren válvulas de alivio en estos recipientes, sin embargo, si lasobrepresión puede resultar de otras contingencias que no sean incendio.

c. Los recipientes interconectados puede ser considerados como una unidadpara propósitos de alivio de presión si las tuberías y las válvulas entre elloscumplen con los criterios delineados en la sección 5.14 “Evaluación de la rutade escape de presión en el diseño de alivio de presión”, en este mismodocumento.

Excepto en el caso de situaciones especiales, no se proveen dispositivos dealivio de presión para exposición a incendio de intercambiadores de calor,enfriadores por aire, o tuberías, ni tampoco se incluyen las superficiesexpuestas de esos renglones en el cálculo de la entrada total de calor porexposición a un incendio. Situaciones especiales pueden ser congestión yespaciamiento sub–estándar, o equipos mucho más grandes que lo normalcon un inventario normal de liquido por encima de alrededor de 4 m3 y/o querepresenta más del 15% de la superficie total en contacto con el líquido enel sistema al cual está directamente conectado para alivio de presión.

2. Determinación de los Flujos de Alivio y Area de Riesgo – Al calcular lascargas de calor como resultado de incendio de los diferentes recipientes, seasume que los vapores son generados por la exposición al incendio y que elcalor es transferido a los líquidos contenidos a las condicionesoperacionales. El procedimiento de cálculo se describe posteriormente. Paradeterminar la capacidad de la válvula de alivio para varios recipientesinterconectados, cada recipiente debe ser calculado separadamente, en vezde determinar la entrada total de calor en base a la suma de las superficieshumedecidas de todos los recipientes. No se consideran los vaporesgenerados por la entrada de calor normal del proceso o compresión, etc. Nose da ningún crédito para cualquier vía de escape de la carga de vaporesgenerados por el incendio que no sea a través de la válvula de alivio (quepuede ser una válvula de alivio común para más de un recipienteinterconectado). Tampoco se da ningún crédito por la reducción de la cargade calor generada por el incendio debido al funcionamiento continuo decondensadores y enfriadores.

A fin de determinar la capacidad total de vapores a ser aliviada cuando variosrecipientes están expuestos a un incendio sencillo, el área de procesos seconsidera dividida en un número de áreas sencillas de riesgo de incendio.Referirse al documento PDVSA–MDP–08–SA–01 para la definición de unárea de riesgo de incendio. API RP 521 indica, en su sección 5.2.2, que, enausencia de otros factores controlantes, la consideración de un área sencilla

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de riesgo de incendio debería estar limitada a un área de terreno entre 230a 460 m2 (2500 a 5000 pies2).

La colocación de los equipos de la planta debe ser diseñada de acuerdo conlos estándares de espaciamiento (referirse al documentoPDVSA–MIR–IR–M–01 “Separación entre equipos e Instalaciones”) y debeincluir la accesibilidad para el combate de incendios. Las áreas de riesgo deincendio se establecen mediante la provisión de vías de acceso o espacioslibres de por lo menos 6 m (20 pie) de ancho por todos los lados, los cualespermitan el acceso de todos los equipos de combate de incendios en todaslas partes del área y limiten así la propagación del incendio. El espacio librepor debajo de las líneas de tuberías si es mayor de 6 m (20 pie) de ancho,se considera una separación aceptable entre áreas con riesgo de incendio.Sin embargo, un área de riesgo de incendio sencillo no necesita extendersemás de 465 m2 (5000 pie2) con tal que el área incluya la combinación mássevera de cargas originadas por incendio dentro de un módulo de área querazonablemente podría estar involucrada en un incendio real. El uso deformas de módulo no comunes tales como por ejemplo, una ”T”, debeevitarse. La base para lo anterior es que un incendio que involucre un áreamás grande seria de tal magnitud que las fallas de tuberías o de otros equiposproveería medios adicionales de alivio de la presión.

Aún cuando cada caso debe analizarse por separado, siguiendo lasindicaciones del párrafo anterior, se recomienda considerar el área sencillade riesgo de incendio, la cual se considera que razonablemente estarátotalmente involucrada en un incendio sencillo, como un área circular con undiámetro de 21 m (69 pies), o un área limitada por espacios abiertos de 6 mó más de ancho, que cubra un máximo de 460 m2 (5000 pies2)

Cuando ocurre un incendio se supone que todo el flujo de los fluidos haciao desde el área de riesgo ha sido interrumpido. Por lo tanto, cargas de flujooriginadas por fallas de válvulas de control o corrientes de alimentación queentran no son aditivas a las cargas originadas por el incendio. No se daningún crédito por la salida de flujos a través de las vías normales puesto quepueden estar bloqueadas durante la emergencia del incendio.

La carga total por el incendio se calcula para cada área de riesgo de incendioy se usa para determinar la descarga más grande del riesgo sencillo. Dondeel tamaño de un cabezal de descarga cerrado es fijado por los requerimientosde capacidad de alivio por fuego puede tomarse ventaja para reducir elrequerimiento suministrando protección o aislamiento a prueba de incendioen recipientes con altos inventarios de líquidos, como se describe en eldocumento PDVSA–MIR–IR–C–03 “Revestimientos contra Incendios”.

La duración de un incendio depende de muchos factores: las instalacionesdisponibles para combatir incendios, la preparación del personal paracombatirlos, la disponibilidad de fácil acceso al lugar del incendio, etc. En

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general, las instalaciones de PDVSA, cumplen con estrictas normas deseguridad para que, si se sucede una emergencia por incendio, éste puedasofocarse rápida y eficientemente. API RP 521, en su sección 3.15.2.2,considera que un razonable tiempo de exposición a fuego de cualquierequipo, en lugares donde se tienen las instalaciones necesarias paracombatir incendios, personal adecuadamente entrenado para combatirlos,y un fácil acceso al lugar del incendio, es de 20 minutos a una hora. Paraefectos de trabajo preliminar, se supondrá que un incendio no durará más deuna hora, al menos que se consideren hechos de sabotaje.

3. Protección de los Recipientes Contra la Exposición a un Incendio enAñadidura al Alivio de Presión – Las válvulas de alivio de presión nopueden proteger a un recipiente que se sobrecalienta localmente en susuperficie no humedecida, aunque en realidad evitan que la presión subamás allá de la presión de acumulación de la válvula. Sin embargo, en talescasos el recipiente puede ser protegido efectivamente contra una falla poruno de los dos métodos siguientes para mitigar los efectos de un incendio:

a. Reducción de la Presión por Despresurización – La reducción de lapresión en un recipiente expuesto a un incendio tiene la ventaja de no sóloreducir los esfuerzos sobre el metal a un valor que no resulte en una falla, sinoque también reduce apreciablemente la cantidad de combustible quealimentaria el incendio. La aplicación y el diseño de sistemas dedespresurización (purga de vapor) en emergencias se describe en eldocumento PDVSA–MIR–IR–P–01 “Paradas de Emergencia, bloqueo,despresurización y venteo de plantas y equipos”.

b. Limitación Efectiva de la Entrada de Calor – La aplicación de agua contraincendios desde instalaciones fijas y móviles es el método primario de enfriarlos equipos expuestos a un incendio. Estas instalaciones se describen en eldocumento PDVSA–MIR–IR–M–03: “Sistema de Agua contra Incendio”.Protección adicional por medio de sistemas fijos de chorro o de regadera deagua, o protección a prueba de incendio se aplican en áreas de riesgoparticularmente de alto de incendio, como se describe en los documentosIR–M–03 y IR–C–03, respectivamente. Sin embargo, en eldimensionamiento de las válvulas de alivio, no se confiere ningún crédito porreducir la entrada de calor mediante la aplicación de agua para enfriamiento,puesto que no se le puede considerar 100% efectiva en todas las condicionesde los posibles tipos de incendios.

4. Determinación de las cargas de vapor de recipientes que contienenlíquidos y que están expuestos a un incendio.– A continuación sedescribe el procedimiento para calcular los caudales de alivio requeridos.

Paso 1. Cantidad de calor absorbida – La cantidad de calor absorbida porun recipiente expuesto a un incendio abierto es notablemente afectada porel combustible que produce y/o alimenta al incendio, el grado en que el fuego

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envuelve al equipo bajo estudio, tamaño y carácter de la instalación, y lasmedidas de protección contra incendio. Estas condiciones se evalúanmediante la ecuación siguiente, bajo la premisa que existen las instalacionesadecuadas (y el personal adecuado para actuar rápidamente) para combatirincendios, y el drenaje adecuado para alejar el material inflamable del focodel incendio:

Q � F1 F A0.82 Ec. (1)

donde:

Enunidades

SI

Enunidadesinglesas

Q = Absorción de calor total (entrada) por lasuperficie humedecida

kW BTU/h

A = Superficie total humedecida m2 pies2

F = Factor Ambiental adim. adim.F1 = Factor cuyo valor depende de las

unidades usadas43.19 21000

Cuando no existen las instalaciones adecuadas (y el personal adecuadopara actuar rápidamente) para combatir incendios, y el drenaje adecuadopara alejar el material inflamable del foco del incendio, la ecuación a empleares:

Q � F2 A0.82 Ec. (2)

donde:

Enunidades

SI

Enunidadesinglesas


kW BTU/h


F2 = Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas

70.96 34500

Factor Ambiental – El valor F depende de la conductancia térmica delaislante térmico del recipiente; otros efectos ambientales se ignoran.

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La conductancia es la conductividad térmica dividida por el espesor delaislante. La conductividad térmica a ser usada aquí es a la temperaturamedia entre 900°C (1650°F) y la temperatura de proceso que se espera a lascondiciones de alivio. Se sugiere una temperatura media conservadora de540°C (1000°F).

Generalmente, no puede concederse ningún crédito por la disponibilidad deregadera de agua o sistemas de diluvio al dimensionar sistemas de válvulasde alivio de presión. El suministro de suficiente agua para absorber la mayorparte del calor por radiación se hace poco práctico para la mayoría de lasinstalaciones. El esfuerzo debe concentrarse en proveer suficiente agua alexterior de un recipiente expuesto a un incendio, para mantener latemperatura del metal por debajo de un punto en que pueda ocurrir una falla.Un clima de invierno, vientos fuertes, sistemas tapados, suministro de aguano confiable y condiciones de la superficie del recipiente, son los factores quepueden impedir una cobertura con agua adecuada, así que no serecomienda ninguna reducción del factor ambiental.

Los valores de Factor Ambiental a usar en la Ec. (1), de acuerdo a lasrecomendaciones del API RP521, Tabla A–3, son los siguientes:

Tipo de Instalación / protección contra fuego Factor Ambiental, F

Recipiente desnudo 1.0Recipiente aislado contra fuego, con los siguientes valores de conductancia(Supone aislamiento que soporte el chorro de las mangueras contra incendio)

KW/m2 °C (BTU/h pie2 °F)

(4) 0.3

(2) 0.15

(1) 0.075(0.67) 0.05

(0.5) 0.0376

(0.4) 0.03

(0.33) 0.026

Sistemas de enfriamiento con agua sobrerecipientes desnudos

1.0

Instalaciones de Despresurización y Vaciado derecipientes

1.0

A menos que el sistema de aislamiento cumpla los requerimientos parasoportar las llamas y el choque de la corriente de la manguera contraincendio detallados en el documento PDVSA–MIR–IR–C–03“Revestimientos contra Incendios”, debe usarse un valor de F = 1.0.

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Nótese que las consideraciones económicas favorecerán en algunos casosla provisión de aislamiento adicional (más allá de la requerida paraconservación del calor), a fin de reducir la capacidad requerida del sistemade alivio de presión cuando el caso controlante de diseño es porconsideraciones de incendio.

Superficie Húmeda Expuesta a Incendio – La superficie húmeda A usadapara calcular la absorción de calor para una situación práctica de incendio,se toma normalmente como la superficie total húmeda dentro de 7.5 m (25pie) por encima del nivel del suelo. El ”nivel” usualmente se refiere al niveldel piso, pero también debe considerarse cualquier otro nivel al cual puedesostenerse un incendio de grandes proporciones, tal como una plataforma.En el caso de recipientes que contienen un nivel variable de liquido seconsidera el nivel promedio. Las interpretaciones especificas de A a usarsepara varios recipientes son como sigue:

1. Tambores Horizontales

Menos del 50 % lleno (hasta el nivel alto normal de liquido). Se usa lasuperficie del recipiente húmeda hasta el nivel alto normal de liquidosin tomar en cuenta la distancia por encima del nivel del suelo.

Más del 50 % lleno (hasta el nivel alto normal de liquido). Se usa lasuperficie total del recipiente dentro de una distancia de 7.5 m (25 pie)desde el nivel del suelo o hasta el plano ecuatorial del recipiente,cualquiera de las dos que sea mayor.

2. Tambores Verticales – Se usa la superficie húmeda dentro de unadistancia de 7.5 m (25 pie) a partir del suelo, basada en el nivel normalde liquido. Si todo el recipiente está 7.5 m (25 pie) o más por encimadel nivel del suelo sólo necesita incluirse el nivel de liquido contenidoen la tapa inferior del recipiente.

3. Fraccionadores y Otras Columnas – Un nivel equivalente a columnavacía es calculado sumando la retención de liquido en las bandejas alnivel normal de liquido en el fondo de la columna. Se usa la superficiehúmeda por este nivel equivalente y que esté dentro de 7.5 m (25 pie)desde el nivel del suelo. Se incluirá el nivel del rehervidor en este nivelequivalente si dicho aparato forma parte integral de la columna.

4. Esferas y Esferoides de Almacenaje – Se usa la superficie totalexpuesta dentro de 7.5 m (25 pie) desde el nivel del suelo o hasta laelevación del diámetro horizontal máximo, cualquiera de los dos quesea mayor.

5. Almacenamiento en General – Se usa la superficie húmeda dentrode una distancia de 7.5 m (25 pie) a partir del suelo, basada en el nivelnormal de liquido. Para Tanques con presión de operación igual o pordebajo de 1.03 barg (15 psig), ver API estándar 2000.

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6. Intercambiadores de Calor, Intercambiadores por Aire y Tuberías– Estos equipos no son normalmente considerados para establecer lasuperficie húmeda de recipientes expuestos en un área con riesgo deincendio. Sin embargo, pueden haber situaciones especiales, talescomo congestión o espaciamiento grande sub–estándar, o uncomponente de equipo grande no usual, tal como un rehervidor conuna retención de liquido de 4 m3 (1000 galones) o más, que ameritensu inclusión.

Paso 2. Velocidad de Alivio de Vapores – Toda absorción de calor porexposición a un incendio se considera como calor latente y no se concedeningún crédito por la capacidad de calor sensible del fluido dentro delrecipiente. La rata de alivio de vapores (W) se calcula con la fórmula:

donde:

W � Q�L Ec. (3)

Enunidades

SI

Enunidadesinglesas

W = Flujo másico de vapores a aliviar kg/s lb/hQ = Absorción de calor total (entrada) por la

superficie humedecidakW BTU/h

L = Calor latente de vaporización del liquido enel recipiente, evaluado a la presiónexistente en la entrada de la válvula dealivio de presión, bajo condiciones dedescarga total

kJ/kg BTU/lb

Los vapores a ser aliviados son aquellos que están en equilibrio con el líquidobajo las condiciones existentes cuando la válvula está aliviando a sucapacidad máxima. No debe pasarse por alto que la composición de losvapores y del líquido pueden cambiar a medida que se alivian vapores delsistema; las temperaturas y valores del calor latente pueden cambiar.

Los valores del calor latente y peso molecular a ser usados para calcular larata de vaporización, son los relevantes a las condiciones capaces degenerar las máxima rata de alivio. La duración de un incendio no entranormalmente en este análisis.

La estimación del calor latente de vaporización, deberá ser lo más realistaposible, para lograr una estimación apropiada de los vapores a aliviar. Enmezclas multicomponentes, el uso de reglas de mezcla en peso de losvalores individuales de calor latente de vaporización entrega los resultadosmás apropiados. Sin embargo, debido a que el fenómeno de absorción de

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calor, con su consecuente generación de vapores, hace que la composicióndel líquido remanente cambie con el tiempo, será necesario llegar a uncompromiso acerca de que composición usar para dicha estimación del calorlatente de vaporización: para todos los efectos, usar la composición inicial dellíquido en el recipiente bajo incendio para dicha estimación.

Para efectos de estimación preliminar del calor latente de vaporización, ycuando no se tenga una fuente más confiable de información, como lo seríauna simulación del evento con un programa de simulación de procesos, seusarán las gráficas 2a y 2b presentes en el apéndice. Estas gráficas fuerontomadas del API RP 521 (1990), Apéndice A, y fueron desarrolladas paralíquidos de hidrocarburos parafínicos de un sólo componente. Obviamente,mientras más alejados se esté de la base de esta gráfica, mayores serán loserrores que se cometan.

La práctica recomendada de calcular el flujo de alivio usando la absorción decalor del recipiente y el calor latente del líquido, no es válida cerca del puntocrítico de dicho fluido, ya que el calor latente se aproxima a cero y el calorsensible domina

Para condiciones de vaporización de líquidos cercanas al punto critico, elvalor mínimo del calor latente que debe usarse es 116 kJ/kg (50 BTU/lb).

Para condiciones de vaporización de líquidos en o por encima del puntocrítico, la rata de descarga de vapores depende de la rata a que el fluido seexpandirá.

5.12 El vacío como una causa de falla de los equipos1. Generalidades – Los equipos que puedan operar bajo condiciones de vacío

de un modo continuo o intermitente, deben ser diseñados para soportarcondiciones de vacío o protegidos de otra manera, en adición a cualquierrequerimiento para su operación bajo presión positiva. Deben especificarselas condiciones del vacío. En algunos casos esto puede incluir las tuberías,así como también recipientes u otros equipos.

Otros equipos que no operan bajo condiciones de vacío, bien sea de maneracontinua o intermitente, pueden ser inadvertidamente expuestos acondiciones de vacío por contingencias, tales como las siguientes:

a. Mal funcionamiento de la instrumentación.

b. Drenaje de líquidos no volátiles de un recipiente sin venteo atmosférico orepresurización con gas.

c. Cierre del flujo de vapor de agua al terminar una purga con vapor de aguasin admitir un gas no condensable (por ejemplo, aire durante una parada, gascombustible durante un arranque).

d. Funcionamiento defectuoso de válvulas.

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e. Baja temperatura ambiente resultante en una presión de vaporsubatmosférica de ciertos materiales (por ejemplo, algunos alcoholes,aromáticos, butano, pentano) almacenados a presión.

f. Pérdida de introducción de calor a equipos de proceso cerrados que manejanmateriales con baja presión de vapor (por ejemplo, en el fraccionamiento dealcoholes y solventes aromáticos), mientras continua el enfriamiento talcomo por medio de un condensador o por pérdida de calor a la atmósfera.

g. Pérdida de la introducción de calor a calderas de recobro de calor de desechocon la resultante condensación de vapor.

h. Pérdida de la entrada de calor a equipos de proceso cerrados donde segeneran grandes cantidades de vapor de agua, por ejemplo enregeneradores de “DEA” (dietanolamina) y “MEA” (metanolamina).

En algunas de las situaciones anteriores puede proveerse una proteccióncontra el vacío mediante la instalación de dispositivos de alivio de vacío, porejemplo, válvulas de alivio de vacío en tanques y esferoides. En otros casos,se confía en que no se desarrollará una condición de vacío por laconfiabilidad en procedimientos operacionales correctos por el personal deoperaciones, por ejemplo, no drenar un líquido no volátil de un recipiente sinventear o represurizar, o no bloquear un recipiente que ha sido llenado devapor de agua durante el arranque o parada de la planta. En general, debenconsiderarse en el diseño cualesquiera condiciones de vacío que puedancrearse durante las operaciones del proceso tales como enfriamientoanormal, baja temperatura ambiente, pérdida de calor o succionesbloqueadas en ciertos compresores.

Al diseñar para condiciones de vacío puede concederse un crédito por elhecho de que una condición de vacío puede no crear un vacío total. Así, notodos los recipientes y equipo necesitan ser diseñados para una condiciónde 100% de vacío. Por ejemplo, si la condición de vacío ha sido creada porun bloqueo de la succión en el circuito de un compresor y el vacío creado estálimitado a 10 psia por las características del compresor, el sistema sólonecesita ser diseñado para 69 kPa abs. (10 psia).

Como una regla general, se permiten los dispositivos de alivio de vacío enrecipientes de almacenaje ubicados fuera del área de la planta que manejanproductos acabados limpios, puesto que no existe esencial– mente ningunaposibilidad de una fuente de ignición interna. Sin embargo, los dispositivosde alivio de vacío que permiten el rompimiento de un vacío con gas inerte ovapores inflamables no están permitidos para su uso en equipo de proceso,puesto que no se consideran lo suficientemente confiables para suministraruna protección adecuada bajo todas las circunstancias. Pueden, sinembargo, usarse dispositivos para la protección contra el vacío que permitenla entrada de aire, en el caso de que el equipo no contenga o no pueda

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contener materiales inflamables, por ejemplo, en el caso de algunossistemas de vapor de agua.

2. Diseño de equipos para evitar falla bajo condiciones de vacío

Los equipos que pueden ser expuestos al vacío por cualquier contingenciasencilla del proceso deberían diseñarse para condiciones de vacío. Enmuchos casos, equipos con una presión de diseño sustancialmente positivason capaces de soportar el vacío total, pero el diseño debería corroborarse.Como una alternativa para diseñar en condiciones de vacío, en ciertos casoses permisible proveer medios para prevenir la ocurrencia de las condicionesde vacío.

En general, venteos de vacío, y sistemas de represurización con inerte o congas no se consideran como una alternativa aceptable para el diseño encondiciones de vacío para equipos de proceso. Los sistemas derepresurización pueden ser provistos por razones de proceso, pero no seconsideran lo suficientemente confiables para la protección del equipo. Losrompedores de vacío son difíciles de mantener herméticos y pueden admitiraire dentro del equipo.

Venteos de vacío (aire) son, sin embargo, usados en recipientes dealmacenaje refrigerados para productos limpios, como un apoyo a unsistema de represurización y de parada de un compresor por baja presión.Esto es aceptable, puesto que no hay ninguna fuente de ignición interna y losventeos de vacío funcionarían solamente si la protección primaria contra elvacío (represurización y parada del compresor) fallara en operar. Asimismo,cuando se requiere protección contra el vacío en recipientes presurizadostales como esferas y esferoides, son aceptables los dispositivos de alivio devacío que admiten aire, puesto que la posibilidad de un gran vacío es muyremota y no hay fuentes de ignición interna.

En el caso de equipos de fraccionamiento a baja presión no se requierediseñar para condiciones de vacío si se pueden cumplir todas las siguientescondiciones:

a. Existe un dispositivo adecuadamente dimensionado de alivio de vacío paraevitar un vacío.

b. No existen materiales pirofóricos tales como peróxidos, acetiluros o sulfuroso cualesquiera posibilidades internas de ignición tales como electricidadestática, bien sea por condiciones normales o anormales.

c. Las temperaturas de proceso están por lo menos 83°C (180°F) por debajodel punto de auto–ignición de los materiales que se manejan.

Los fraccionadores que satisfacen los criterios anteriores y que por lo tantono necesitan ser diseñados para condiciones de vacío deben, sin embargo,ser provistos con los dos dispositivos siguientes:

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• Un sistema confiable automático de represurización (gas inerte o unhidrocarburo gaseoso) para minimizar la posibilidad de que ocurrancondiciones de vacío.

• Una alarma de baja presión montada en el tablero de instrumentos,ajustada a una presión positiva y un dispositivo operado a controlremoto para que pueda admitirse gas de presurización desde el centrode control, en el caso de que falle el sistema automático.

Como una regla los sistemas de vapor de agua no requierenprotección especial contra el vacío, puesto que ellos son normalmentecapaces de soportar el vacío que se desarrolle si fallara la generaciónde vapor y se condensara vapor residual. Sin embargo, deberíanexaminarse los sistemas de vapor de baja presión.

Generalmente los equipos no son diseñados para soportar el vacíodebido al bloqueo total en un recipiente por razones de paradadespués de su limpieza con vapor. Se confía en una buena prácticaoperacional para asegurarse de que un recipiente o equipo no estéembotellado, es decir, que tenga su venteo correspondiente abierto.También, por otra parte, no se requiere diseñar para protección contrael vacío en el caso de esferas, esferoides y recipientes similarescuando las condiciones de vacío pueden resultar solamente deldrenaje de agua durante el arranque, puesto que una buena prácticaoperacional requiere el desplazamiento con gas o el venteo encircunstancias tan infrecuentes.

Los tanques de almacenaje atmosféricos del tipo de techo cónicodeben ser provistos de una válvula de presión–vacío o de un venteoabierto, dependiendo del punto de inflamación del productoalmacenado.

5.13 Evaluación de la ruta de presurización en el diseño del alivio depresión

En los siguientes párrafos se indica la base para el diseño de la limitación decapacidad permisible, en las vías de flujo a través de las cuales un componente deequipo pueda ser sobrepresionado desde una fuente de fluidos a alta presión.

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1. Tuberías – Puede concederse un crédito por la caída de presión y flujomáximo a través de una tubería que constituye una vía de presurización a unrecipiente en el cual se va a instalar una válvula de alivio de presión parapropósitos de protección contra la sobrepresión. El cálculo debe hacersepara las condiciones de alivio. Sin embargo, en el caso en que se da uncrédito por caída de presión al determinar el ajuste de la válvula de alivio depresión, debe también considerarse que bajo condiciones de ausencia deflujo, las presiones se igualarán a través del sistema a la presión de ajustede la válvula de alivio de presión.

También, si se requiere el alivio de vapores a través de un sistema líquido,debe tomarse en cuenta la dinámica del desplazamiento del líquido previoa la descarga de los vapores. Por ejemplo, en el caso de dos recipientesllenos con líquido interconectados por una línea de líquido en el fondo conuna válvula de alivio de presión en el segundo recipiente, el desplazamientodel líquido a través de la línea de interconexión puede no ser suficiente paraproteger el primer recipiente, si la sobrepresión es causada por generaciónde vapores.

2. Válvula de retención – Una válvula de retención normalmente no es unmedio aceptable de evitar la sobrepresión por el flujo invertido desde unafuente de alta presión. Sin embargo, una válvula de retención es aceptablecuando un análisis de confiabilidad muestre que dicha válvula de retencióntenga una tasa aceptable de fallas. La tasa máxima aceptable de fallas seráespecificada por PDVSA.

3. Orificio de restricción – En general, no debería usarse un orificio derestricción como un medio de limitar la capacidad de una vía depresurización. En casos especiales en los cuales se logran grandesincentivos (tal como reducir el tamaño de un sistema del mechurrio), puedeusarse un orificio de restricción con tal que se satisfagan todas lascondiciones siguientes:

a. Se incluye un medio físico para evitar la remoción inadvertida (por descuido)del orificio de restricción, por ejemplo soldando el orificio de restricción a labrida.

b. Se provee una advertencia contra la remoción no autorizada del orificio pormedio de las siguientes indicaciones:

• Una placa de advertencia soldada a la manilla del orificio de restriccióno a la brida.

• Una nota de advertencia en la documentación correspondiente (hojasde especificación, diagramas de flujo y manuales operacionales).

• La instalación del orificio es revisada por la sección correspondientedel Departamento (Superintendencia) de Seguridad.

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4. Válvula de control – Una válvula de control con un bloqueo para restringirsu movimiento hasta su posición de máxima apertura, no es normalmenteaceptable como un medio de limitar la capacidad de una vía de presurización,puesto que el límite de parada puede ser removido después o la válvulapuede ser cambiada. Puede concederse un crédito por la limitación decapacidad de una válvula de control en la posición de totalmente abierta,solamente si aplican todas las condiciones siguientes:

a. No existe ningún desvío alrededor de la válvula de control. Si se ha provistoun desvío, referirse al punto (d) más adelante.

b. Se supone que la válvula de control ha sido provista con el tapón de tamañomáximo y también el asiento correspondiente para el tamaño del cuerpo dela válvula.

c. Si el tamaño de la válvula de control es crítico para la protección contra lasobrepresión del equipo aguas abajo, y no debe ser aumentado, entoncesesto es claramente advertido en toda la documentación relevante (hojas deespecificaciones, diagramas de flujo, manuales operacionales, etc.) yademás se suelda una placa de advertencia al cuerpo de la válvula. En talescasos, debería hacerse una revisión de la válvula instalada o adquirida,durante la revisión previa al arranque.

d. Si existe un desvío alrededor de la válvula de control, el equipo aguas abajodebe ser protegido de modo tal que su presión no exceda 110% de la presiónde diseño, al mismo tiempo considerando que la válvula de control está enla posición de totalmente abierta y el desvío 50% abierto.

e. La instalación es revisada por la sección correspondiente de laSuperintendencia de Seguridad.

5.14 Evaluación de la ruta de escape de presión en el diseño de alivio depresión

Los siguientes párrafos presentan la base para el diseño de las vías de escape depresión permisibles cuando se consideran las contingencias de sobrepresión.

Agrupamiento de recipientes interconectados – Dos o más recipientes apresión conectados por tubería pueden considerarse como una unidad sencillapara propósitos de alivio de presión, sujeto a las condiciones que se delinean másadelante. Si esas condiciones son satisfechas, entonces las instalaciones para elalivio de presión para el grupo pueden estar ubicadas en cualquiera de losrecipientes en particular o en la tubería de interconexión. Sin embargo, las caídasde presión a través del sistema bajo las condiciones de alivio deben ser tales queningún recipiente en el grupo esté expuesto a una presión mayor que su presión dediseño (más la acumulación permitida) durante cualquier contingencia sencilla.(Referirse a “Evaluación de la Vía de Presurización en el Diseño del Alivio de

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Presión” anteriormente expuesto). Al evaluar las cargas de alivio por incendiocuando se considera un grupo de recipientes como una unidad sencilla parapropósitos de alivio de presión, la exposición al incendio debe suponerse pararecipientes del grupo que están en la misma área de riesgo de incendio, como sedescribe en la sección 5.11 de este documento.

Falla de los tubos de un intercambiador de calor – Vía de Escape de presión enel Lado de Baja Presión. Los requerimientos que se describen más adelanteaplican también a las vías de escape de presión requeridas en el lado de bajapresión de intercambiadores de calor para evitar una sobrepresión en el caso deuna falla en los tubos. Referirse también al Manual de Ingeniería de Diseño “Safetyrelief protection systems”.

Tuberías para recipientes interconectados e instalaciones de alivio depresión – Las tuberías deben ser de capacidad adecuada para manejar lasvelocidades de alivio acumuladas a través del sistema, que puedan surgir porcausa de cualquier contingencia sencilla.

Una situación especial ocurre con los condensadores sumergidos donde la salidadel condensador está usualmente por debajo del nivel normal de líquido en eltambor acumulador de destilado. Si ocurre un incendio cerca del tambor laintroducción de calor al tambor hará que suba la presión en el sistema formado porla columna y el tambor. Cuando la válvula de seguridad en la columna “alivie”, elflujo será en la dirección hacia fuera del tambor forzando líquido a salir por la líneadel tope de la columna. Si continúa la entrada de calor al tambor, puede aumentarconsiderablemente el cabezal estático de líquido en la línea de salida del tope de lacolumna. Esto dependerá, por supuesto, del volumen del tambor y de la longitudvertical de la línea de salida del tope. Si este incremento de presión puede sermayor del 20% de la presión de diseño del tambor, entonces debe instalarse unaválvula de seguridad en el tambor o debe aumentarse la presión de diseño deltambor.

5.15 Válvulas con dispositivos de bloqueo en la posición abierta (“CSO”)

Las válvulas de bloqueo del tipo “CSO” son permisibles en vías de escape depresión de alivio de presión con tal que la contingencia sencilla que causa el cierrede la válvula “CSO” no origine que algún equipo resulte sometido a más de una 1.1veces su presión de diseño. (Nota: el uso de válvulas del tipo “CSO” no estáreconocido en todos los códigos locales).

Los requerimientos para válvulas del tipo “CSO” son los siguientes:

a. El bloqueo de válvula es un medio de asegurar la posición correcta de unaválvula de bloqueo y debería usarse solamente cuando la posición de“totalmente abierta” es una parte esencial de un sistema de alivio de presióno de ruta de escape de presión. Generalmente, no debería usarse una

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válvula del tipo “CSO” para conveniencias de proceso, sino que su uso debeser confinado a aplicaciones que tengan que ver con la seguridad.

b. Las válvulas del tipo “CSO” deben ser del tamaño de la línea, de operaciónmanual y del modelo de bola, compuerta o tapón (las válvulas operadas pormotor pueden no considerarse del tipo “CSO”).

c. Las válvulas del tipo “CSO” no deben tener ninguna restricción o obstrucciónen su área de sección transversal en la posición abierta.

d. Las válvulas de compuerta deben ser instaladas con la orientación delvástago indicada en el Manual de Ingeniería de Diseño “Safety reliefprotection systems”.

e. Las válvulas del tipo “CSO” deben ser pintadas de un color claramentedistinguible, normalmente de color amarillo.

f. Pueden usarse sellos de bloqueo de plástico o alambres con sellos de plomo.Cada planta debe establecer un procedimiento efectivo para revisar y llevarun control escrito regular de todas las válvulas que tengan un sello para elmovimiento del vástago. La rotura de los sellos de movimiento del vástagode las válvulas “CSO” debería ser permitido solamente por personalautorizado.

g. El uso de válvulas de bloqueo doble donde se requiera para cierre herméticoes sólo aceptable si ambas válvulas son del tipo “CSO”.

5.16 Válvula del tipo “CSC” (Válvula con dispositivo para bloqueo enposición cerrada)

En ciertos casos puede ser ventajoso usar válvulas con dispositivo para bloqueoen posición cerrada, tal como en el caso de un desvío alrededor de una válvula decontrol de gas combustible usada para proteger un horno contra la extinciónrepentina de la llama (el desvío se provee para verificar periódicamente laoperación del sistema automático de parada). Donde se usen válvulas del tipo“CSC” para otros propósitos, su uso está limitado también a aplicaciones donde laapertura inadvertida de la válvula “CSC” no sobrepresionaría el equipo en más de1.1 veces la presión de diseño.

5.17 Válvulas de control1. Generalmente no está permitido el uso de una válvula de control en la vía de

escape de presión del alivio de presión. En algunos casos muy particularesdonde se presentan razones importantes (tal como en una unidad decraqueo catalítico en el caso de válvulas para los gases de combustión quesalen del regenerador) puede usarse una válvula de control con unacaracterística de mínima apertura, pero sujeto a que se satisfagan todas lascondiciones siguientes:

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a. La apertura mínima, que puede ser un hueco o un corte en el disco o tapónde la válvula, debe ser dimensionado para dejar pasar el flujo de alivio dediseño sin sobrepresionar ningún equipo. Los límites para detener elmovimiento del vástago de la válvula no son un medio aceptable paraasegurarse de la apertura mínima.

b. Debe hacerse notar claramente en la documentación pertinente (hojas deespecificaciones, catálogos mecánicos, diagramas de flujo, manualesoperacionales, etc.) el hecho de que la característica de apertura mínima seha incluido para propósitos de alivio de presión y no debe cambiarse. tambiéndebe soldarse al cuerpo de la válvula una placa–letrero de advertencia.

c. La instalación debería ser revisada por la sección correspondiente de laSuperintendencia de Seguridad.

2. Es aceptable una válvula de control de 3 vías que divide o combina dos flujosen una vía de alivio de presión, con tal que el área total seccional transversalde apertura sea por lo menos igual a la tubería adyacente en todas lasposiciones de la válvula. También, la válvula debería ser del tipo que nuncatiene la compuerta en la posición de totalmente cerrada.

3. Las válvulas interconectadas eléctrica o mecánicamente para dividir ocombinar dos flujos no son aceptables en una vía de alivio.

4. Placa de orificio de medidor de flujo – Una placa de orificio de mediciónde flujo es permisible en la vía de alivio de presión del flujo normal de proceso,con tal que pueda dejar pasar el flujo de emergencia requerido sin excederlos límites de presión de los equipos aguas arriba. Sin embargo, no esaceptable en la entrada de una válvula de alivio de presión ni tampoco encabezales de mechurrios.

5. Válvula de retención – Una válvula de retención es aceptable en una vía dealivio de presión del proceso con tal que:

a. La válvula abra en la dirección del alivio de presión y

b. La válvula sea de retención a bisagra o del tipo de compuerta como una“galleta” (wafer) con ninguna actuación externa o mecanismo deamortiguación y, también,

c. Se incluye la caída de presión en el análisis del sistema.

Sin embargo, no está permitido el uso de una válvula de retención en latubería de entrada o de salida de una válvula de alivio de presión ni tampocoen cualquier cabezal de mechurrio o de válvula de seguridad.

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6. Supresores de llama y pantallas deshumificadoras – Ninguno de estosdispositivos está permitido en un sistema de descarga de alivio de presión,tal como en el cabezal de un mechurrio o tambor separador. El diseño dedispositivos de remoción de materiales arrastrados tales como pantallasdeshumificadoras debe asegurar que la vía de alivio no pueda ser obstruidao, bien por taponamiento de la pantalla o por la pantalla misma,desprendiéndose y bloqueando la entrada de la válvula de alivio.

7. Vías de flujo paralelas – En algunos casos, las vías de alivio de presiónpueden tener lugar a través de componentes de equipos unidos por múltiplesde tubería en sus entradas y salidas, con válvulas que tienen dispositivos desello para mantenerlas abiertas (válvulas “CSO”) para aislamiento de una omás de las vías paralelas para mantenimiento en operación o condicionesde flujo menores que las de diseño. Un ejemplo de este caso son doscondensadores en paralelo en el sistema del tope de una columnafraccionadora. Si la válvula de alivio de presión de la columna es tambiénusada para la protección del tambor de destilado, la vía de alivio de presiónsería a través de los dos condensadores en paralelo. Para propósitos dediseño, ambas vías pueden considerarse como disponibles para el alivio depresión, puesto que todas las válvulas de aislamiento son del tipo de bloqueen su posición abierta (válvulas “CSO”). Sin embargo, el sistema deberíatambién ser analizado en base a que solamente habría una vía disponiblecuando el condensador es aislado para su mantenimiento en operación. Eneste análisis, la vía sencilla disponible debería ser de dimensión suficientepara que el tambor de destilado no sea sobrepresionado a una presión mayorde 1.1 veces la presión de diseño. Esta base debería también aplicarse aotros componentes de equipos, como por ejemplo filtros paralelos oreactores.

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6 NOMENCLATURA

Enunidades

SI

Enunidadesinglesas


F = Factor Ambiental adim. adim.F1 = Factor cuyo valor depende de las

unidades usadas en la Ec. (1)43.19 21000

F2 = Factor cuyo valor depende de lasunidades usadas en la Ec.(2)

70.96 34500

L = Calor latente de vaporización del liquido enel recipiente, evaluado a la presiónexistente en la entrada de la válvula dealivio de presión, bajo condiciones dedescarga total

kJ/kg BTU/lb


kW BTU/h

W = Flujo másico de vapores a aliviar kg/s lb/h

7 APENDICEFigura 1 “ Válvula de bajo recorrido guiada por el fondo y el tope para descargas deturbinas”

Figura 2a: “Presión de Vapor y Calor Latente de Vaporización para LíquidosHidrocarburos parafínicos puros (un solo componente), 1era parte”

Figura 2b: “Presión de Vapor y Calor Latente de Vaporización para LíquidosHidrocarburos parafínicos puros (un solo componente), 2da parte”

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FIGURA 1

VALVULA DE BAJO RECORRIDO GUIADA POR EL FONDO Y POR EL TOPE PARADESCARGA DE TURBINA

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FIGURA 2A

PRESIÓN DE VAPOR Y CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN PARA LÍQUIDOSHIDROCARBUROS PARAFÍNICOS PUROS (UN SOLO COMPONENTE), 1ERA PARTE

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FIGURA 2B

PRESIÓN DE VAPOR Y CALOR LATENTE DE VAPORIZACIÓN PARA LÍQUIDOSHIDROCARBUROS PARAFÍNICOS PUROS (UN SOLO COMPONENTE), 2DA PARTE

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