p.2.0431.02 sistema de quemadores

ESPECIFICACION TECNICA PARA PROYECTO DE OBRAS

SISTEMAS DE QUEMADORES

(FLARE SYSTEMS)

P.2.0431.02

PRIMERA EDICION FEBRERO 2001

SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONAL UNIDAD DE NORMATIVIDAD TECNICA

Primera Edicin P.2.0431.02:2001 UNT

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P R E F A C I O

Pemex Exploracin y Produccin (PEP) en cumplimiento del decreto con el que se reforman, adicionan y derogan diversas disposiciones de la Ley Federal sobre Metrologa y Normalizacin, publicado en el Diario Oficial de la Federacin de fecha 20 de mayo de 1997 y acorde con el Programa de Modernizacin de la Administracin Pblica Federal 1995 - 2000, as como con la facultad que le confiere la Ley de Adquisiciones Arrendamientos y Servicios del Sector publico, la Ley de Obras Pblicas y Servicios Relacionados con las Mismas y la Seccin 4 de las Reglas Generales para la Contratacin y Ejecucin de Obras Pblicas, y Servicios Relacionados con las Mismas, expide la presente especificacin para el diseo y seleccin de sistemas de Quemadores de campo.

Esta especificacin se elabor tomando como base la primera edicin de la norma No. 2.461.02, emitida en 1991 por Petrleos Mexicanos, de la que se llev a cabo su revisin, adecuacin y actualizacin, a fin de adaptarla a los requerimientos de Pemex Exploracin y Produccin.

En la elaboracin de esta especificacin participaron:

Direccin Ejecutiva del Proyecto Cantarell

Direccin Ejecutiva del programa Estratgico de Gas

Subdireccin de Regin Norte

Subdireccin de Regin Sur

Subdireccin de Regin Marina Noreste

Subdireccin de Regin Marina Suroeste

Subdireccin de Perforacin y Mantenimiento de Pozos

Coordinacin Ejecutiva de Estrategias de Exploracin

Subdireccin de Planeacin

Subdireccin de Administracin y Finanzas

Subdireccin de Tecnologa y Desarrollo Profesional

Auditoria de Seguridad Industrial y Proteccin ambiental

Unidad de Normatividad Tcnica.


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I N D I C E D E C O N T E N I D O Pgina

0. Introduccin............ 3 1. Objetivo........................................................................ 3 2. Alcance......... 3 3. Actualizacin................................................................ 3 4. Campo de aplicacin.................................................... 3 5. Referencias........................................................ 3 6. Definiciones.................................................................. 3 7. Diseo.......................................................................... 5 7.1 Tipos de quemadores de campo................................... 7 7.2 Quemadores elevados.................................................. 7 7.3 Quemadores enclaustrados "enclosed"......................... 13 7.4 Quemadores de fosa..................................................... 15 7.5 Instalaciones combinadas............................................. 17 7.6 Quemador montado en brazo (boom) en plataformas

marinas de perforacin.................................................

18 7.7. Tanques de sello.......................................................... 18 7.8 Modelos de dispersin de contaminantes...................... 19 8. Materiales..................................................................... 19 8.1 Quemadores elevados.................................................. 19 8.2 Quemadores enclaustrados.......................................... 20 8.3 Quemadores de fosa..................................................... 21 9. Tubera e instrumentacin............................................. 22 9.1 Quemadores elevados.................................................. 22 9.2 Quemadores enclaustrados.......................................... 23 9.3 Quemadores de fosa..................................................... 23 9.4 Instalaciones combinadas............................................. 26 10. Ruido......... 26 10.1 Nivel permitido.............................................................. 26 11. Inspeccin.................................................................... 27 12. Pruebas........................................................................ 27 13. Garanta....................................................................... 27 14. Bibliografa................................................................... 27 15. Concordancia con normas internacionales.................... 28 16. Anexos......................................................................... 29


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0. Introduccin.

Dentro de las principales actividades que se llevan a cabo en Pemex Exploracin y Produccin (PEP), se encuentran el diseo, construccin, operacin y mantenimiento de las instalaciones para extraccin, recoleccin, procesamiento primario, almacenamiento, medicin y transporte de hidrocarburos, as como la adquisicin de materiales y equipos requeridos para cumplir con eficiencia y eficacia los objetivos de la Empresa. En vista de esto, es necesaria la participacin de las diversas disciplinas de la ingeniera, lo que involucra diferencia de criterios.

Con el objeto de unificar los criterios, aprovechar las experiencias dispersas, y conjuntar resultados de las investigaciones nacionales e internacionales, Pemex Exploracin y Produccin emite a travs de la Unidad de Normatividad Tcnica (UNT), esta especificacin, para su aplicacin en la seleccin de sistemas de quemadores.

1. Objetivo.

Este documento normativo tcnico establece los requisitos mnimos para un adecuado diseo y seleccin de los sistemas de quemadores y sus materiales, a fin de que stos cumplan con los requerimientos de seguridad y servicio.

2. Alcance.

Establece los requisitos mnimos de diseo, seguridad y seleccin de quemadores de campo, se indica el tipo de tubera, instrumentacin, accesorios, materiales y servicios requeridos para lograr una operacin eficiente y segura de los quemadores.

3. Actualizacin.

A las personas e instituciones que hagan uso de este documento, se agradecer enven por escrito sus sugerencias y recomendaciones a la siguiente direccin, con el fin de mantener actualizado el contenido tcnico de esta especificacin.

Pemex Exploracin y Produccin.

Unidad de Normatividad Tcnica.

Baha de Ballena # 5, 9 piso.

Col. Vernica Anzures D.F., C.P. 11300.

Telfono directo: 55-45-20-35.

Conmutador: 57-22-25-00, ext. 380-80.

Fax: 326-54.

E-mail; [email protected]

4. Campo de aplicacin.

Esta especificacin aplica en todas las reas de ingenieria de PEP y firmas de ingeniera que disean quemadores de campo.

5. Referencias.

5.1 NOM-010-STPS-1994 "Relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se produzcan, almacenen o manejen sustancias qumicas capaces de generar contaminacin.

6. Definiciones.

Aire primario. Es el que se mezcla con la corriente de gas de desecho antes de que alcance el extremo de la descarga de la boquilla o la base de la flama. Suministra


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parte del oxgeno para efectuar la combustin sin emanacin de humo.

Aire secundario. Es el que se mezcla con el gas de desecho directamente sobre la zona de combustin, dada la naturaleza propia de la flama y la turbulencia del gas en la descarga de la boquilla. Suministra la parte complementaria del oxgeno requerido para efectuar la combustin completa.

Mxima condicin de desfogue. Es aquella condicin que ocasiona el mayor flujo o mayor contrapresin en el sistema de desfogue.

Contrapresin. Es la presin que existe a la salida del mecanismo de alivio de presin, debido a la presin del sistema de desfogue.

Quemador. Es un medio seguro de disposicin de gases de desecho por combustin.

Quemadores de fosa. Son aquellos cuyas boquillas de quemado estn situadas a nivel de piso o inferior, que normalmente requieren de rea (excavada o rodeada con sardinel o talud) para contener materiales indeseables producidos por combustin incompleta.

Flama. Reaccin de combustin, que se propaga a travs del espacio a velocidad inferior a la del sonido, acompaada normalmente de radiaciones visibles.

Flama premezclada. Se produce cuando la combustin tiene lugar en un medio constituido por una mezcla previamente preparada de combustible y comburente en ntimo contacto.

Retroceso de flama. Es el fenmeno producido cuando el flujo de gases de desecho es bajo y el aire llega a difundirse dentro de la boquilla, formndose una

flama que se propaga hacia el interior del quemador.

Estabilidad de flama. Es la permanencia de la flama principalmente en la punta del quemador. Se presentan problemas para mantener una flama estable cuando la velocidad del gas combustible es menor que la velocidad de la flama, ya que existe la posibilidad de combustin dentro de la boquilla. Cuando existen velocidades altas de gas combustible, mayores que la velocidad de flama, se tienen problemas de separacin de la flama de la boquilla del quemador.

Radiacin. Mecanismo de transferencia de calor, caracterizado por la transmisin de energa radiante desde una fuente de elevada temperatura hacia un receptor de menor temperatura.

Humo. Es el resultado de la emisin de partculas de carbn formadas como producto de una combustin incompleta.

Toxicidad. Indica el grado mximo de concentracin a la que puede ser tolerada una sustancia en el aire por un tiempo determinado.

Tiempo de escape. Es el intervalo requerido para que una persona abandone la zona de radiacin de la fuente de calor. Este tiempo se considera de 8 a 10 segundos.

Tanque de sello. Es un recipiente que contiene agua cuyo objeto es extinguir una flama que ha retrocedido desde el quemador. El sello en el tanque est determinado por la presin de descarga en la boquilla del quemador.

Tanque separador de lquidos. Es un recipiente cilndrico que se instala en un sistema de desfogue con el fin de eliminar el lquido arrastrado por la corriente, para evitar su presencia en los quemadores.


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Lmite de inflamabilidad. Las mezclas homogneas de combustible-aire, pueden propagar ondas de combustin solamente dentro de un rango limitado de composicin. Las composiciones de este rango se dice que estn dentro de los lmites de inflamabilidad.

Lmite inferior de inflamabilidad. Es la composicin de vapor-aire que contiene la cantidad mnima de vapores de hidrocarburos en el aire para formar una mezcla combustible.

Lmite superior de inflamabilidad. Es la composicin de una mezcla de vapor-aire que contiene la cantidad mxima de vapor de un hidrocarburo en el aire para formar una mezcla combustible.

Sistemas de alivio de presin. Es un arreglo que comprende: Mecanismo (s) de alivio de presin, tubera y un medio para el alivio seguro y disposicin de fluidos en fase lquida o vapor.

Dispositivos de alivio de presin. Son accesorios diseados para aliviar automticamente fluidos cuando la presin de los equipos y tuberas que protegen llegue a un lmite predeterminado.

Purga. Dispositivo que permite la extraccin de fluidos indeseables de un equipo, tubera o accesorio.

Instalaciones finales del sistema de desfogue. Se utilizan para tratar o eliminar los fluidos provenientes de las redes de tubera del sistema de desfogue.

Fuente de emisin de gases. Es cualquier instalacin que produce gases.

Cabezal de desfogue. Es la tubera principal a la que llegan todas las tuberas secundarias de fluido (aliviado) llevndolo hasta el quemador.

Recipientes colectores de lquido. Recolectan los lquidos condensados que se generan en el sistema de desfogue.

Tipos de descarga. El cono invisible de la descarga de un venteo puede ser de 5 tipos, dependiendo de las condiciones meteorolgicas.

a) Cclico (looping). Ocurre cuando la atmsfera se encuentra en condiciones inestables. El cono asciende o desciende alternativamente despus de dejar la chimenea, cuando llega al piso permanece en contacto con el suelo, luego sube y ms tarde repite su camino. Esto depende de la velocidad del viento.

b) Abanico (fanning). Ocurre cuando la atmsfera est en condiciones casi estables. El cono sale en forma de abanico en plano horizontal que gradualmente tiende a atenuarse ms, viento abajo.

c) Cnico (coning). Es caracterstico para condiciones atmosfricas estables. Se logra cuando la velocidad del viento es igual o excede a 20 millas por hora. El gas tendr forma de un cono angosto. El ngulo del cono variar de 30 a 40 grados y el eje del perfil del cono apuntar viento abajo.

d) Fumigacin (fumigation). Es caracterstico de una inversin alta. En estas condiciones el cono tiende a dispersarse viento abajo.

e) Elevado (lofting). Es caracterstico de una inversin cercana al piso. Es opuesta a la fumigacin. El cono tiende a dispersarse hacia arriba.

7. Diseo.

Uno de los principales requerimientos en el diseo de un sistema de quemadores es la combustin sin humo. Para promover la distribucin uniforme del aire de combustin, y


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as prevenir la formacin de humo, se requiere energa para crear turbulencia y mezclarlo con el gas a quemar. Esta energa puede estar presente en los gases, en forma de presin o bien, puede ser suministrada por otros medios, tales como la inyeccin de vapor de alta presin, aire comprimido o soplado de aire a baja presin a los gases de salida de la boquilla del quemador. Los procedimientos para la eliminacin de humo son los siguientes:

a) Inyeccin de vapor. El procedimiento mas comn es la inyeccin de vapor de agua para reducir la produccin de humo y holln a consecuencia de un aumento de la velocidad de quemado y turbulencia. La cantidad necesaria de vapor de agua para reducir la formacin de humo se calcula mediante la siguiente ecuacin:

Donde:

Wst = Flujo de vapor de agua (lb/h).

W = Flujo de gas de desfogue (lb/h).

M = Peso molecular del gas (lb/lb mol).

De la ecuacin anterior se deduce que por cada 0.454 kg (1 lb) de hidrocarburo quemado sin humo, se requiere 0.1362 kg (0.3 lb) de vapor de agua para un hidrocarburo con peso molecular de 28.

El vapor de agua que se suministra para la eliminacin de humo debe ser sobrecalentado de 689.5 a 1034.2 kPa (7.03 a 10.55 kg/cm2).

El dimetro de lnea de suministro de vapor de agua a la boquilla del quemador se calcula de la siguiente manera:

Se supone dst en base al siguiente criterio:

Donde:

d = Dimetro de la boquilla del quemador, en mm (pulgadas).

dst = Dimetro de la lnea de suministro de vapor, en mm (pulgadas).

b) Inyeccin de aire a baja presin. La primer alternativa a considerar para eliminar el humo en un quemador, si no se cuenta con suficientes servicios auxiliares en el sitio, es utilizar aire impulsado por un soplador o un ventilador. Este sistema tiene un costo inicial mas alto debido a que se requiere un soplador de aire; sin embargo, tiene costos de operacin mucho mas bajos que un diseo asistido por vapor. La relacin airecombustible debe ser de 3.1.

El flujo de aire se determina mediante la ecuacin siguiente:

Wa = 3.1 W

Donde:

Wa = Flujo requerido de aire kg/h (lb/h).

W = 10% del gasto mximo de desfogue kg/h (lb/h).

La presin del soplador debe estar en un rango de 6.89 a 34.45 kPa (0.0703 a 0.3515 kg/cm) manomtricos.

c) Inyeccin de aire a alta presin. Esta aplicacin es menos comn debido a que el aire comprimido es normalmente mas caro que el vapor. Sin embargo se puede aplicar en instalaciones localizadas en donde haya escasez de agua para producir vapor o donde la corriente de gas relevado puede reaccionar con el agua. El aire normalmente se suministra a 689.5 kPa (100 lb/in2) y la masa requerida es aproximadamente 20% mayor que la requerida para el vapor, ya que el aire comprimido no produce la reaccin de arrastre agua-gas que ocurre con el vapor.

)M10.8(0.68WWst =

6ddst =


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La seleccin y especificacin del soplador se debe apegar a la especificacin P.2.0333.01 Compresores Centrfugos.

El ducto de entrada al ventilador debe contar con filtro y silenciador.

d) Atomizado de agua. Si se requiere quemado sin humo se puede usar, tambin, un chorro atomizado de agua, este procedimiento es poco comn y se utiliza especialmente en quemadores horizontales cuando se requiere eliminar grandes cantidades de agua de deshecho o salmuera. La cantidad de agua requerida para la eliminacin de humo se determina por la siguiente ecuacin:

500WrQ =

Donde:

Q = Flujo de agua espreada (gal/min).

W = 10% del gasto mximo de desfogue (lb/h).

r = Peso de agua requerida para la eliminacin de humo por unidad en peso del hidrocarburo quemado. Esta relacin es funcin del peso molecular y del grado de insaturacin del hidrocarburo, por ejemplo:

r = 19, para gases con alto contenido de insaturados.

r = 14, para butano.

r = 5, para propileno.

r = 2 a 4, para mezclas propano propileno

r = 0 .7 a 1.9 para gases saturados ligeros.

e) Gases de desfogue a alta presin. Los sistemas de gas de relevo a alta presin no requieren de ningn servicio auxiliar como vapor o aire para promover la

combustin sin humo. Estos sistemas utilizan la presin disponible del gas a quemar, tpicamente 103.43 a 206.85 kPa (15 a 30 lb/in2) mnima en la boquilla del quemador y tienen muchas ventajas para quemar grandes cantidades de gas relevado debido a la facilidad de su operacin y al control del perfil de la flama.

7.1 Tipos de quemadores de campo.

La seleccin adecuada del tipo de quemador, depende de las siguientes consideraciones:

a) Estado fsico del fluido a quemar.

b) Masa relevada.

c) Lmites de radiacin trmica.

d) Lmites de concentracin de contaminantes.

e) Emisin de humo.

f) Emisin de ruido.

g) Espacio disponible para su instalacin.

h) Costos de instalacin y operacin.

Los quemadores de campo se clasificar en:

a) Quemadores elevados.

b) Quemadores enclaustrados "enclosed".

c) Quemadores de fosa.

d) Quemadores montados en brazo "boom".

7.2 Quemadores elevados.

7.2.1 Caractersticas.

Las caractersticas y/o condiciones que deben tomarse en cuenta para decidir la construccin del quemador elevado en un sistema de desfogue son:

a) Cuando el fluido manejado est en estado gaseoso, sea txico y/o corrosivo e inflamable.


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b) Dispersin con mayor efectividad de los productos de la combustin.

c) Reduce la radiacin de calor al nivel de piso, debido a que la boquilla en donde se lleva a cabo la combustin se monta en el extremo superior de la chimenea.

d) Es apropiado para quemar grandes cantidades de gas.

7.2.2 Factores de diseo.

a) Criterios para determinar el dimetro.

Un quemador debe ser capaz de mantener una flama estable durante el mayor flujo posible, los vapores deben estar libres de lquidos y la formacin de humo debe minimizarse tanto como sea posible.

Debe mantener un encendido continuo.

El dimetro del quemador se debe seleccionar con base en la velocidad de salida de los gases y la cada de presin a travs de la boquilla.

Se debe estimar una velocidad adecuada de salida de los gases a quemar para mantener una flama estable.

Para seleccionar la boquilla de quemado se debe determinar la presin mxima, temperatura mxima y la composicin de los gases a quemar; as como el tipo de operacin, considerando que en las descargas de desfogue mas frecuentes se debe operar sin emisin de humo y puede permitirse la emisin de humo, solo en caso de las descargas de emergencia por periodos de tiempo muy cortos.

El quemador debe disearse para la condicin de flujo mximo.

Las cargas de relevo afectan grandemente el tamao requerido de los cabezales del quemador y la lnea ascendente. La carga total de relevo al quemador es obtenida

por adicin de las cargas de relevo que pueden ocurrir simultneamente.

La velocidad de salida de los gases a quemar no debe ser mayor de 0.5 Mach para los mximos flujos, manteniendo una velocidad de 0.2 Mach para las condiciones de operacin normal para sistemas de desfogue de baja presin; sin embargo, operar a velocidad snica puede ser apropiado para los sistemas de gases a alta presin.

Se recomienda una cada de presin de 13.79 kPa (2 psig) a travs de la boquilla.

b) Criterios para determinar la altura.

La altura del quemador se debe seleccionar con base en la intensidad del calor radiante generado por la flama y en la distancia requerida de la base del quemador al punto en el cual se requiera tener la intensidad de radiacin mxima permisible.

Tabla No. 1 Niveles de radiacin recomendados para

diseo.

EXPOSICION INTENSIDAD DE RADIACION PERMISIBLE kW/m2 (BTU/h-

pie2) Exposicin prolongada del personal.

1.58 (500)

Exposicin en un corto intervalo de tiempo del personal que trabaja en el rea.

4.73 (1500)

Exposicin del personal efectuando acciones de emergencia que no duren mas de un minuto con ropa apropiada.

6.31 (2000)

Exposicin del equipo (Tanques, unidad de encendido remoto).

9.46 (3000)

Exposicin de las estructuras y reas en donde no haya personal operando.

15.77 (5000)


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La estructura del quemador se debe disear con un valor de intensidad de radiacin de 15.77 kW/m2, (5000 BTU/h-pie2).

El nivel de radiacin permisible est en funcin del tiempo de exposicin del personal; por lo que debe considerarse el tiempo en que tarden las personas de percatarse de una situacin de emergencia y el tiempo que requieren para movilizarse.

Tabla No. 2.- Tiempo de exposicin necesario para llegar

al umbral de dolor.

INTENSIDAD kW/m2(BTU/h-

pie2)

UMBRAL DEL

DOLOR

AMPOLLAMIENTO

1.74 (550) 60 segundos

4.73 (1 500) 16 segundos

6.3 (2 000) 8 segundos 20 segundos

16.72 (5300) 5 segundos

c) En las emisiones de emergencia se considera que las personas reaccionan en un tiempo de 3 a 5 segundos y se requieren 5 segundos ms para que el personal se retire del rea, por lo que resulta un tiempo total de exposicin de 8 a 10 segundos. El nivel de intensidad de radiacin permisible en la base del quemador es de 4.73 kWm (1 500 BTU/h-pie) para un tiempo mximo de exposicin de 9 segundos.

d) Cuando se manejen gases txicos debe considerarse tambin, que el quemador tenga la altura suficiente para que la concentracin de los mismos a nivel del piso no exceda el lmite aceptable de toxicidad en caso de que se extinguiera la flama del quemador (Tabla No. 1).

e) Para el diseo de la estructura de los quemadores se debe considerar la temperatura de los gases desfogados, la resonancia producida por el viento y la temperatura ambiente.

Los valores recomendados de nivel de ruido en funcin del tiempo de exposicin se muestran en tabla 8.

El nivel de ruido, producido en el quemador no debe exceder de 90 db a nivel de piso.

No todo el calor generado por la reaccin de combustin es transmitido por radiacin, por lo que debe determinarse la fraccin de calor radiado. Los valores de la fraccin de calor radiado (F), segn Oenbring y Sifferman, dependen del peso molecular del gas :

PM de 16.8, F = 0.25

PM de 40 sin inyeccin de vapor, F = 0.5

PM de 40 con inyeccin de vapor, F = 0.4

El efecto del viento se debe considerar para determinar el centro de flama y calcular la distancia a la cual se debe instalar el quemador.

Una flama bajo influencia de viento se inclina en la direccin que el viento est soplando. El efecto del viento lateral se muestra en las figuras 14 y 15, las cuales relacionan el desplazamiento horizontal y vertical del centro de la flama con la relacin de velocidades del viento lateral y de salida de los gases.

7.2.3 Clasificacin de los quemadores elevados de acuerdo a la estructura de soporte.

a) Quemador tipo torre (fig. 1).

El quemador tipo torre se recomienda para alturas mayores a 30.48 m (100 pie), es ideal para instalarse en lugares donde las distancias disponibles con respecto a otros equipos estn limitadas y se requiera soportar mas de una boquilla.

ING. FRANCISCOEl nivel de radiacin permisible est enfuncin del tiempo de exposicin delpersonal; por lo que debe considerarse eltiempo en que tarden las personas depercatarse de una situacin de emergenciay el tiempo que requieren para movilizarse.quemador no debe exceder de 90 db anivel de piso. No todo el calor generado por la reaccinde combustin es transmitido por

ING_FRANCISCOHighlight


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Se construye basndose en perfiles estructurales hasta formar una torre la cual puede ser de seccin triangular o rectangular, segn sea el nmero de boquillas soportadas. Sus caractersticas de solidez y resistencia deben proyectarse de manera que pueda soportar dos o tres boquillas de quemado. Tiene la desventaja de que el tamao de los arrestadores de flama que se puedan emplear est limitado por el espacio interno de la estructura.

b) Quemador cableado (fig. 2).

Puede emplearse un solo dimetro de tubera hasta la boquilla de quemado sin necesidad de estructura. Se construye equilibrando la tubera con cables o contraventeos a fin de soportar los efectos ssmicos, los del viento y los de su propio peso. Tiene la desventaja de que necesita mucho espacio. Cuando se tienen expansiones trmicas severas, debe tenerse cuidado en la manera de instalar los cables, en el ngulo que formen con la tubera elevada y en el nmero de cables que se utilicen.

c) Quemador autosoportado (fig. 3).

Se usa principalmente en sistemas que demandan poca altura y espacio. Su construccin se hace uniendo tuberas de mayor a menor dimetro. Generalmente se usan tres dimetros; el mayor se sujeta a un tanque de sello, un tanque separador de lquidos o un arrestador de flama. Tiene la desventaja de que puede verse sujeto a oscilaciones rtmicas producidas por el viento y se recomienda limitarlo a una altura mxima de 91 m. Adems, slo permite una boquilla de quemado.

7.2.4 Boquillas.

Todas las boquillas que se utilicen en quemadores elevados deben incluir:

a) Pantallas rompevientos.

b) Anillo de retencin de flama.

c) Pilotos con lnea de suministro de gas combustible, sistema electrnico de encendido automtico y monitoreo de flama.

d) Bridas para conexin a sellos o a lneas de desfogue.

7.2.4.1 Los quemadores elevados con emisin de humo deben utilizar boquillas del tipo convencional (fig. 4a) constituidas basicamente por un tubo revestido internamente con material refractario as como las partes mencionadas anteriormente.

7.2.4.2 Para quemado sin emisin de humo pueden emplearse los siguientes tipos de boquillas.

a) Boquilla con eliminacin de humo por suministro de vapor de agua. Existen las siguientes variantes: Con inyeccin central de vapor, con anillo de inyeccin de vapor, con una serie de inyectores vapor/aire o combinaciones de las tres para aplicaciones particulares.

Con inyeccin central de vapor (fig. 5a), se debe tener una lnea que regule la cantidad de vapor requerida, situada concntricamente en el interior de la lnea de desfogue o lnea principal de la boquilla. El extremo de la lnea de vapor est cerrado y tiene orificios mltiples de descarga orientados a un ngulo apropiado para que el vapor sea distribuido uniformemente en toda la zona de la base de la flama.

Con anillo de inyeccin de vapor (figs. 4b y 5a), el vapor se debe suministrar a travs de una lnea que se conecte al anillo mltiple de distribucin que tienen las boquillas de inyeccin con orificios de descarga de 3.175 mm (1/8 pulg.) de dimetro e inyectan vapor radialmente hacia la flama.

Con una serie de inyectores aire/vapor (fig. 5b), se tiene un anillo localizado en la parte inferior de la boquilla del quemador


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para introducir vapor al interior, por medio de una serie de inyectores vapor/aire.

b) Boquilla con eliminacin de humo por suministro de aire fig. 24. Esta boquilla es alimentada por medio de dos tubos concntricos, por uno de los cuales fluye el gas y por el otro aire primario. Un ventilador o soplador suministra la cantidad de aire primario que se mezcla con la corriente de gas antes de efectuar la combustin.

7.2.5 Equipo y servicios auxiliares.

7.2.5.1 Sellos.

a) Sello lquido (Fig. 9a y 9b). Este equipo es utilizado para evitar el retroceso de la flama, mantener presin positiva para impedir la introduccin de aire al cabezal y evitar mezclas explosivas aire-gas en el cabezal de desfogue y para direccionar el flujo de gas relevado entre dos o mas quemadores. Para los criterios de diseo ver el inciso 7.7.

b) Sello molecular (fig. 6). Este tipo de sello utiliza una doble curvatura tipo U invertida una hacia la otra, para prevenir el paso de aire al interior del quemador. A pesar de su efectividad, este sello tiene algunas desventajas: es muy pesado y grande debido a la complejidad de sus pasajes; requiere de una estructura fuerte; su eficiencia se ve reducida si sus pasajes se llenan parcialmente de agua y aunque se puede drenar completamente, remover el refractario representa un alto costo de mantenimiento. Por otra parte, requiere de menor volumen de gas de purga, pero este requerimiento aumenta por el viento o si se presenta alguna contraccin trmica.

c) Sello fludico (fig. 7). Consiste de una serie de bafles o mamparas orientadas de tal forma que la corriente de aire que pueda entrar en la boquilla regrese por las paredes de la misma. El bafle origina que el gas salga por el centro de la boquilla creando un flujo positivo hacia la salida.

Este efecto puede ser reforzado por el empleo de un gas de ayuda o gas de purga. El sello fludico contrarresta las tres causas de entrada de aire al quemador, alta velocidad del viento, oscilacin y contraccin trmica. Este tipo de sellos se utiliza para dimetros nominales de 50 a 1830 mm (2 a 72 pulgs).

d) Sello tipo laberinto (fig. 8). Utiliza dos deflectores para producir un cambio de 180 en la direccin del flujo de gas evitando con esto la entrada de aire a la chimenea. En operacin normal se requiere un flujo positivo para vencer la difusin en la interfase aire/gas. Este tipo de sellos se utiliza frecuentemente para dimetros nominales de 50 a 1830 mm (2 a 72 pulgs).

7.2.5.2 Gas de purga.

El gas de purga debe ser gas natural, gas inerte o nitrgeno. Para que no se formen mezclas explosivas. El flujo de gas de purga debe ser el suficiente para mantener el volumen de oxgeno libre por debajo de 6%, cuando menos a 7.6 m (25 pies) del lado interno de la boquilla, a partir de su extremo superior.

Tiempo de purgado del sistema. Los sistemas de desfogue deben ser purgados completamente antes de entrar en operacin con el fin de barrer el aire que contienen. El tiempo mnimo de barrido debe ser:

horasQvV

=

Donde:

V = Volumen total del sistema en metros cbicos, incluyendo cabezales, tanques separadores, sellos y quemador.

Qv = flujo de gas de purga m3/h.

Velocidad del gas de purga. La velocidad del gas de purga debe ser superior a la velocidad de propagacin de la flama dada en la (fig 10)


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Se recomienda un valor de tres o cuatro veces la velocidad de propagacin de la flama.

El flujo de gas de purga puede calcularse mediante la ecuacin:

Qv = b M-0.565 d3

Donde:

b = 0.214

d = dimetro del quemador (pulgadas).

M = peso molecular, lb/lb mol.

Qv = flujo de gas de purga (pies3/hr), depende del diseo del sello y debe ser dado por el fabricante.

7.2.5.3 Pilotos.

El piloto debe ser capaz de producir una flama constante al quemador a pesar de las condiciones atmosfricas ms adversas. El gas necesario para la flama vara con la velocidad del viento, puede variar por ejemplo: de 2.83 m3 std/h (100 pies3 estd/h) con viento calmado hasta 8.43 m3 estd/h (298 pies3 estd/h) con viento fuerte.

Un piloto debe constar de lo siguiente:

a) Boquilla de quemado.

b) Cuerpo del piloto.

c) Encendedor.

d) Inspirador y venturi, el inspirador es la parte del piloto en cuyo interior se lleva a cabo la mezcla gas aire necesaria para la combustin. Esta mezcla es enviada al quemador a travs de un venturi donde se produce una velocidad tal que evite en parte el retroceso de la flama.

El piloto debe ser encendido automticamente desde un panel remoto.

Generalmente se deben instalar 3 pilotos para contrarrestar el efecto del viento y evitar que la flama se apague, colocados a 120 uno del otro.

7.2.5.4 Sistemas de encendido.

Los tipos de encendido mas utilizados en pilotos son los siguientes:

a) Piloto con sistema de encendido electrnico (Fig. 16a, 16b y 17).

La boquilla del quemador debe ser equipada con pilotos encendidos continuamente. El sistema de encendido de los pilotos debe ser altamente confiable, de encendido electrnico y contar con monitoreo del estatus de los pilotos por el principio de ionizacin de flama o con termopar, reencendido automtico y encendido manual. Cada piloto debe tener controles de encendido y monitoreo independientes.

El sistema debe incluir un pnel de control de encendido a prueba de explosin y para uso a la intemperie para clase I, grupo D, divisin I.

El piloto aspira aire con el gas combustible alimentado al piloto para crear una mezcla combustible la cual es alimentada en la boquilla del quemador del piloto. La boquilla del quemador incluye un electrodo de alto voltaje el cual es excitado con CA de alto voltaje formando un arco elctrico que es descargado creando una chispa que enciende la mezcla aire-combustible en la boquilla del quemador.

Para operar el monitoreo por ionizacin de flama, el electrodo es excitado con un pequeo potencial de corriente alterna aplicado entre el electrodo y la tierra. Si no se presenta flama se detecta un circuito abierto. Sin embargo, si existe flama, la boquilla del piloto contendr una nube de gas ionizado (Ionizacin de flama). Estos gases ionizados crean un circuito cerrado entre el electrodo y la tierra.


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b) Piloto con encendido desde el frente de flama (Fig. 11).

Un tablero de encendido como el de la figura 13, debe tener una corriente de gas combustible y una de aire comprimido. La mezcla necesaria para la combustin, se hace en una cmara de combustin en la que la chispa necesaria para el encendido, la da una buja excitada por un transformador elctrico.

El tablero de encendido debe disearse a prueba de explosin y para uso a la intemperie para clase I, grupo D, divisin I.

Cuando se requiera ms de un quemador para un lugar especfico, cada quemador debe tener su tablero de encendido. Los tableros se pueden arreglar de tal manera que se forme uno solo.

La localizacin del tablero de encendido debe permitir el mantenimiento a las partes del piloto y del encendedor que lo requieran, con el quemador en operacin. Los tableros que usen aire comprimido y gas combustible pueden ubicarse hasta una distancia de 1500 metros de los quemadores.

El tablero de encendido debe contener como mnimo lo siguiente:

Vlvula de corte, entrada de aire y gas combustible.

Indicadores de presin de aire y gas combustible.

Transformador de encendido.

Cmara de combustin.

Mezclador, lneas de aire y gas combustible completas con todos los accesorios.

Vlvulas selectoras.

Alarma por falla de flama en los pilotos.

Termopares detectores de temperatura.

Luces indicadoras para cada piloto.

Alarma para cada quemador.

Vlvulas solenoides para aire y gas combustible.

Vlvulas solenoides para cada lnea de encendido.

Distribuidor de encendido.

c) Piloto con encendido elctrico de gas (fig. 12).

Este sistema consta de un ducto para el frente de flama que toma la mezcla aire-gas combustible del tubo de alimentacin de gas al piloto y que es encendida por una descarga de corriente directa de alto voltaje, por lo que no requiere de aire comprimido para el encendido.

Las condiciones de operacin del gas y aire en un sistema de encendido pueden ser los indicados en la Tabla No. 3.

Tabla No. 3.- Valores de operacin del gas y aire en un

sistema de encendido.

Servicio Cantidad m3/h (pie3/h)

Presin kPa (lb/ft2)

Gas para encendido

5.66 (200)

98 a 205.8 (14.22 a 29.9)

Aire para encendido

0.849 (30)

206.68 (2.109)

Gas a pilotos

2.83 a 8.49 (100 a 300)

98 a 205.8 (14.22 a 29.9)

7.3 Quemadores enclaustrados "enclosed".

Los quemadores de campo enclaustrados ofrecen grandes ventajas para ocultar la flama, el monitoreo de las emisiones y bajo ruido, adems, permite localizarlos cerca de los


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equipos de proceso. Sin embargo, tienen limitaciones de capacidad cuando se les compara con los quemadores elevados cuando se requiere quemar grandes cantidades de gas relevado. Otra desventaja es la acumulacin potencial de una nube de gas en el caso de mal funcionamiento del quemador, por lo que se requieren sistemas especiales para la dispersin de esta nube.

En general, cualquier boquilla de las descritas anteriormente puede ser instalada en el extremo superior de una chimenea o a nivel de piso. Estos quemadores se caracterizan por contar con una coraza recubierta internamente con material refractario y unas persianas contra viento.

Estos quemadores normalmente son de etapas y boquillas mltiples, sin produccin de humo y deben especificarse para la condicin de flujo mxima de descarga mas frecuente.

Entre los quemadores de diseo especial (enclaustrados) se tienen:

7.3.1 Quemador de placa aletada (Fig. No. 18a).

En este tipo de quemadores, el flujo de gas se divide en una serie de etapas de quemado a travs de lneas paralelas conectadas al cabezal principal. El flujo de gas se distribuye a cada etapa por medio de vlvulas controladoras escalonadas en diferentes rangos de presin. Estas vlvulas se instalan a la entrada del cabezal de distribucin sobre cada lnea de distribucin de las etapas de quemado (exceptuando la primera etapa).

Estos quemadores constan de una placa aletada que distribuye el gas a travs de una matriz de pequeos agujeros adjunta a la placa aletada. Al tiempo que el gas sale por las perforaciones, incide en la placa formando una pelcula delgada. De esta forma el aire se mezcla eficientemente con la pelcula llevando a cabo una combustin limpia y de baja luminosidad.

La aleta debe estar perfilada para actuar como un estabilizador de flama y mejorar la uniformidad de la combustin. Los cabezales deben estar arreglados de forma que no restrinjan la entrada de aire y prevengan las turbulencias y remolinos al flujo de aire hacia los orificios del quemador.

Debido a que estos quemadores son patentes propiedad de los fabricantes la especificacin es por el proveedor.

7.3.2 Quemador tipo ventana (Fig. 18b).

Estos quemadores pueden ser operados por etapas por medio de vlvulas automticas. Operan con muy baja radiacin, la flama no es visible, muy bajo ruido y alta velocidad de destruccin de hidrocarburos.

Debido a que estos quemadores son patentes propiedad de los fabricantes la especificacin es por el proveedor.

7.3.3 Equipo y servicios auxiliares.

7.3.3.1 Sellos.

Se deben instalar tanques de sello hidrulico entre los cabezales de desfogue de las plantas de proceso o de almacenamiento, y los quemadores. Por medio de los tanques de sello se implementa el sistema de control de flujo de gas de desfogue por etapas, ya sea a un solo quemador o a una instalacin combinada constituida por quemadores sin humo para manejar desfogues continuos y quemadores de emergencia. En el punto 7.7 se indican los criterios de dimensionamiento.

7.3.3.2 Gas de purga o barrido.

Para contar con una condicin segura, debe mantenerse un flujo positivo de gas libre de oxgeno para evitar en cualquier momento, que la concentracin de oxgeno del aire atmosfrico, dentro de las lneas de conexin a las boquillas de quemado, en un punto situado a 7.6 m (25 pies) de stas, sea mayor del 6%.


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Se recomienda introducir el gas de purga directamente a la lnea de entrada del cabezal de desfogue a los tanques de sello, de tal forma que se efecte el barrido desde los tanques, los cabezales a los quemadores, los subcabezales y lneas de conexin, hasta las boquillas de quemado.

7.3.3.3 Pilotos.

Los quemadores de etapas mltiples deben contar con un mnimo de 2 pilotos para la primer etapa y uno para cada una de las etapas subsecuentes.

7.3.3.4 Sistema de encendido.

El sistema de encendido y el consumo de gas deben cumplir con las especificaciones del punto 7.2.5.4.

7.4 Quemadores de fosa.

Los quemadores de fosa son recomendables para quemar desechos lquidos o gaseosos en terrenos en cuyos alrededores no haya o no habr zonas habitacionales y que cuenten con amplios espacios para cumplir con las normas sobre la dispersin de contaminantes, el ruido y la luminosidad.

7.4.1 Factores de diseo de quemadores de fosa.

7.4.1.1 Se deben dimensionar al 100% del gasto mximo de desfogue en la condicin ms crtica.

7.4.1.2 El nmero de mach es la relacin de la velocidad real del gas en la descarga de la boquilla entre la velocidad snica del mismo, (nmero de mach = V/Vs). Para los sistemas de desfogue de gas a baja presin la velocidad de los gases a quemar no debe ser mayor a 0.5 Mach para el flujo mximo, manteniendo una velocidad de 0.2 Mach para las condiciones de operacin normal y descargas de desfogue mas frecuentes.

Para los gases y lquidos de desfogue a alta presin, la velocidad puede ser la snica.

7.4.1.3 La altura del fondo de la fosa a la boquilla del quemador, se debe especificar con base en la profundidad de la misma, recomendndose un valor mnimo de 1.5 m (5 pies).

7.4.1.4 El rea de la fosa se determina con base en el flujo de gas a quemar, requirindose 0.093 m2 (1 pie2) de superficie para quemar 638.2 m3/da (22.55 miles de pies cbicos estndar por da).

7.4.1.5 La Fig. 22 define los criterios de construccin de la fosa para quemadores.

7.4.1.6 Cantidad de distribucin de oxgeno en la zona de combustin; para conseguir una combustin completa del hidrocarburo, se requiere que la cantidad estequiomtrica de oxgeno o la cantidad equivalente de aire sea la correcta, la que variar con la clase de combustible. Para una parafina se requiere que el 20% de la cantidad de aire estequiomtrico se distribuya uniformemente en la zona primaria de mezclado, mientras que para una olefina la cantidad de aire primario debe incrementarse a un 30% del volumen estequiomtrico requerido.

7.4.1.7 Temperatura en la zona de combustin. Al aumentar la temperatura en la zona de combustin se incrementa la descomposicin trmica del hidrocarburo, proporcionando una mayor emisin de carbn y humo a la atmsfera.

7.4.1.8 Tipo de hidrocarburo a quemar. A una misma temperatura, la descomposicin aumenta conforme la relacin carbn/hidrgeno se incrementa, por lo que el quemado de hidrocarburos insaturados provoca mayor emisin de humo que el de los saturados.

7.4.2 Boquillas.

La eliminacin de humo en los quemadores de fosa se logra distribuyendo adecuadamente la cantidad suficiente de aire en la zona de combustin para efectuar una combustin completa. Se tienen los siguientes tipos de boquillas:


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a) Quemador de lquido a alta presin.

Se elimina la produccin de humo por la atomizacin del lquido por medio de aire o gas y se complementa con la asistencia de agua o aire a baja presin.

b) Quemador Coanda de alta eficiencia para quemar gases y mezclas lquido-vapor (Figs. 19 a y b).

El efecto Coanda se lleva a cabo cuando una pelcula delgada de gas a alta velocidad pasa sobre una superficie curvada que refuerza la induccin de aire. Estos quemadores pueden ser construidos de unidades modulares interconectadas a un cabezal para satisfacer cualquier condicin de flujo.

c) Quemador de gas a alta presin.

Quemador de etapas mltiples controladas por medio de vvulas automticas, excepto la primer etapa que tiene paso libre, que utiliza la energa de la corriente de desecho para proporcionar una combustin sin humo y una eficiencia de destruccin de hidrocarburos extremadamente alta sin la ayuda de servicios auxiliares.

7.4.2.1 Todas las boquillas que se utilicen en quemadores de fosa deben incluir:

a) Pantallas o mamparas rompevientos.

b) Dispositivos para retencin de flama.

c) Pilotos con lnea de suministro de gas combustible, sistema de encendido automtico y monitoreo de flama.

d) Bridas para conexin a sellos o a lneas de gas de desfogue.

7.4.3 Sellos para los quemadores de gas.

Los quemadores de fosa deben contar con los siguientes sellos.

7.4.3.1 Tanques de sello.

Se deben instalar tanques de sello hidrulico entre los cabezales de desfogue de las plantas de proceso o de almacenamiento, y los quemadores de fosa.

Por medio de los tanques de sello se implementa el sistema de control de flujo de gas de desfogue por etapas, ya sea a un solo quemador o a una instalacin combinada constituida por quemadores sin humo para manejar desfogues continuos y quemadores de emergencia.

El sello presentado por un tanque, est determinado por la profundidad a que est sumergida la tubera del cabezal de desfogue en el nivel de agua, la cual depende de la presin disponible en la corriente de desfogue.

a) Tanques de sello horizontales (Fig.9a).

Los quemadores de fosa deben disponer de tanques horizontales de sello hidrulico, en los cuales las lneas de los cabezales de desfogue estn sumergidas desde un mnimo de 10 cm (14 pulg) hasta una profundidad de 60 a 76 cm (de 24 a 30 pulgs) mximo, tal que proporcione la contrapresin adecuada para la operacin del sistema. Los criterios de dimensionamiento se indican en el punto 7.7.

b) Tanques de sello verticales (Fig. 9b).

Los quemadores de fosa diseados para manejar los desfogues de emergencia deben ser alimentados por el gas de desfogue proveniente de tanques verticales de sello hidrulico, en los que se presenta una contrapresin mayor a la corriente de desfogue a una profundidad de 91.4 a 121.9 cm (36 a 48 pulgs). Los criterios de dimensionamiento se indican en el punto 7.7.

7.4.3.2 U de sello hidrulico (Fig. 21).

Estas se deben instalar en las lneas de conexin a las boquillas horizontales de los quemadores de fosa.


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Las lneas de conexin entre Us de sello y las boquillas de quemado deben tener una pendiente mnima de 5% hacia las Us.

7.4.4 Gas de purga o barrido.

7.4.4.1 Caractersticas.

Se suministrar un flujo mnimo de gas de purga (gas combustible libre de oxgeno, gas inerte o nitrgeno) a todos los tipos de quemadores de fosa.

7.4.4.2 Consumo.

Para contar con una condicin segura, debe mantenerse un flujo positivo de gas libre de oxgeno para evitar en cualquier momento, que la concentracin de oxgeno del aire atmosfrico, dentro de las lneas de conexin a las boquillas de quemado, en un punto situado a 7.6 m (25 pies) de stas, sea mayor del 6%.

7.4.4.3 Punto de inyeccin.

Se recomienda introducir el gas de purga directamente a la lnea de entrada del cabezal de desfogue a los tanques de sello, de tal forma que se efecte el barrido desde los tanques, los cabezales a los quemadores, los subcabezales y lneas de conexin, hasta las boquillas de quemado.

7.4.5 Pilotos.

Los pilotos deben ser de encendido automtico por medio de un sistema de encendido electrnico.

7.4.5.1 Protector contra viento.

Se debe instalar con el fin de evitar la extincin de las flamas.

Se recomienda utilizar rompevientos construidos por un tubo perforado con ranuras en el extremo de descarga y de cilindro completo; para dar proteccin a la flama piloto en todas direcciones.

La longitud del rompevientos debe ser cuando menos una tercera parte de la flama desarrollada por el piloto.

7.4.5.2 Detector de falla de flama piloto.

El monitoreo de la flama del piloto se debe llevar a cabo por dispositivos con principio fsico de "ionizacin de flama" o por termopar.

7.4.5.3 Nmero de pilotos requeridos.

Los quemadores de etapas mltiples deben contar con un mnimo de 2 quemadores para la primer etapa y uno para cada una de las etapas subsecuentes.

7.4.5.4 Sistema de encendido y Consumo de gas.

El sistema de encendido y el consumo de gas deben cumplir con las especificaciones del punto 7.2.5.4.

7.5 Instalaciones combinadas.

Los sistemas de quemado deben operar sin produccin de humo con el fin de cumplir con las regulaciones ambientales establecidas en el Art. 12 del Reglamento para la prevencin y control de la contaminacin atmosfrica originada por la emisin de humos y polvos, que dice: Las emisiones de humo, provenientes de incineradores, no deben ser ms obscuras en apariencia que la sealada por el nmero dos de la carta de humo de Ringelmann ni de tal capacidad, que obscurezcan la visin del observador en un grado mayor que el humo correspondiente al nmero dos de la carta mencionada, excepto en periodos cuya duracin sea de tres minutos en una hora.

Dado el elevado costo de los sistemas de eliminacin de humo, los quemadores que utilicen estos sistemas sean diseados para manejar los flujos normales de desfogue, por esta razn es recomendable instalar sistemas combinados de quemadores en los que se tenga un quemador sin humo para desfogues y otro con humo que maneje los desfogues de magnitud mayor.


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Considerando lo anterior, pueden tenerse los siguientes arreglos de quemadores; en los que el sistema de control de flujo e interconexin entre los quemadores se efecte por medio de tanques de sello hidrulico.

7.5.1 Quemador enclaustrado o de fosa sin emisin de humo con un quemador elevado (Fig. 33).

El quemador enclaustrado o de fosa sin emisin de humo debe disearse para manejar del 10% al 15% del flujo mximo de desfogue en la condicin ms crtica. En este rango de flujo se considera el 95% de las ocurrencias de desfogue, por lo que el quemado sin humo prcticamente es constante.

El quemador elevado con produccin de humo debe disearse para manejar del 85 al 90% del gasto mximo de desfogue y entrada en operacin cuando se presente algn desfogue de emergencia.

7.6 Quemador montado en brazo ("boom") en plataformas de perforacin (Fig. 20).

Estos quemadores se utilizan en sistemas en donde se manejan mezclas lquido-vapor y la boquilla debe asegurar una adecuada atomizacin de los lquidos para vaporizarlos y mejorar la combustin, evitando precipitaciones. Estos quemadores se instalan sobre un brazo unido a la plataforma por medio de tres piernas montadas a 45o del eje de la plataforma. Se deben instalar con boquillas que sean capaces de quemar mezclas lquido-vapor como la siguiente:

7.6.1 Boquilla tipo Coanda (Figs. 19a y 19b).

Estos quemadores utilizan la energa asociada al gas de desfogue de alta presin para producir el Efecto Coanda. Los gases salen por una ranura anular localizada en el cuerpo de la boquilla del quemador y son proyectados radialmente a velocidad snica a la superficie curvada del tazn del tulipn. Los gases al pasar se adhieren a la superficie del tulipn creando un fuerte vaco que aspira una gran cantidad de aire que se mezcla con el gas antes de encender y quemarse.

La premezcla aire-gas genera una combustin de los gases de desfogue muy eficiente, 100% sin humo. La flama producida es de muy baja radiacin y baja luminosidad, tambin es delgada y firme que no es distorsionada o inclinada fcilmente por los vientos cruzados.

Cualquier partcula lquida asociada a la corriente de gas de desfogue tambin debe pasar por la ranura anular a velocidad snica. Al tiempo que estas partculas pasan a travs de la ranura y son forzadas hacia la pelcula delgada de la superficie del tazn del tulipn, hay una fuerza de corte muy fuerte que las atomiza efectivamente y son fcilmente quemadas. La capacidad de atomizacin es tal, que el quemador puede manejar hasta un 25% en peso de lquido arrastrado sin escurrimiento, lluvia de fuego o produccin de humo.

7.6.2 Gas de purga.

El gas de purga debe ser gas natural, gas inerte o nitrgeno. Para que no se formen mezclas explosivas, el flujo de gas de purga debe ser el suficiente para mantener el volumen de oxgeno libre por debajo de 6%, cuando menos a 7.6 m (25 pies) del lado interno de la boquilla, a partir de su extremo superior.

7.6.3 Pilotos y sistema de encendido.

Los pilotos y su sistema de encendido deben cumplir con los requisitos de los puntos 7.2.5.3 y 7.2.5.4.

7.7 Tanques de sello (Figs. 9a y 9b).

Para dimensionar los tanques de sello, es necesario determinar la mxima contrapresin del cabezal de desfogue. Esta contrapresin determinar la longitud mxima, h, la tubera de entrada debe estar sumergida. El rea libre del recipiente para el espacio vapor, arriba del nivel de lquido, debe ser al menos tres veces el rea de la seccin transversal del tubo de entrada para prevenir oleadas del gas al quemador. La longitud sumergida del tubo de alimentacin se calcula con la ecuacin siguiente:


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En donde:

h = longitud sumergida, en m.

P = mxima contrapresin del cabezal, en kPa (manomtrica).

= densidad del lquido del sello, en kg/m3.

El rea para el espacio vapor debe ser igual, al menos, al rea de un crculo con un dimetro D, que es igual a 2d, donde d es igual al dimetro del tubo de entrada.

La altura, H, del espacio vapor en un tanque de sello vertical debe ser aproximadamente de 0.5 a 1.0 veces el dimetro D, para tener espacio para la entrada de lquido de sello. Se sugiere una altura mnima de 1 m.

7.8 Modelos de dispersin de contaminantes.

Debido a las cada vez mas severas restricciones con respecto a la emisin de contaminantes a la atmsfera, es necesario verificar que la altura de los quemadores elevados cumplan con las normas para la dispersin de los contaminantes.

El propsito de los modelos de dispersin es proporcionar un medio de clculo de los niveles de concentracin de los contaminantes en el aire. Todos los modelos de dispersin requieren algunos datos que describen la forma en que los contaminantes son liberados. Los modelos mas sofisticados requieren detalles del medio al cual es liberado, tales como construcciones cercanas e irregularidades del terreno, tambin es necesario definir los puntos en los cuales se predice el impacto de las emisiones. Entre los parmetros ms importantes estn: la temperatura y velocidad de los gases de salida, la altura y dimetro del quemador, la velocidad del viento, coeficientes de dispersin vertical y horizontal, flujo msico de la emisin y elevacin del cono.

Los fabricantes deben garantizar que los quemadores cumplan con los niveles de concentracin de contaminantes permisibles.

En la Tabla No. 9 se indican los lmites de concentracin permisible para algunas substancias txicas.

8. Materiales.

Los materiales deben cumplir con lo especificado en el cdigo ASTM o equivalente adems de los siguientes requerimientos mnimos:

De manera general, cualquier componente o accesorio de las boquillas de quemado, localizado a menos de 3 m (10 pies) de la flama, debe construirse de acero inoxidable, cuya calidad depende de la severidad del servicio que est desarrollando.

Las lneas de desfogue de los tanques de sello a los quemadores, deben construirse de acero al carbn, especificacin ASTM-A-53 Grado B para lneas de hasta 609.6 mm (24 pulgadas) de dimetro y de especificacin ASTM-A-671 Grado C55 para dimetros mayores. Estas especificaciones son adecuadas para desfogues que no sean txicos ni corrosivos. Cuando se tengan condiciones de toxicidad y corrosin debe utilizarse la especificacin P.2.461.01 "Sistemas de desfogue" la norma de referencia NFR-001- Pemex-2000 Tubera de acero para recoleccin y transporte de hidrocarburos amargos si sta es aplicable.


Los materiales de construccin para quemadores elevados deben ser seleccionados por su compatibilidad con el ambiente y temperatura a las que el material est expuesto.

La especificacin mnima de los materiales para los componentes principales de quemadores elevados se indica en la Tabla No. 4.

P102h =


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Tabla No. 4.- Materiales para los componentes principales

de quemadores elevados.

Componente

Boquilla de quemado:

Material

Cuerpo ASTM A 312, TP-310 y 309 Rompevientos ASTM A 312 y A-240, TP-

309 Anilllo retenedor de flama

ASTM B 409, Incoloy 800H

Refractario 97% almina Brida ASTM A-216 Gr. WCB Asas de levantamiento

ASTM A-36

Pilotos e ignitores Boquilla del piloto ASTM B-407 (Incoloy 800H)Boquilla del ignitor ASTM A-312, TP-310 Tubo del piloto ASTM A-312, TP-309 Tubo del ignitor ASTM A-312, TP-309 Soportes ASTM A-240, TP-304H Venturi-inspirador ASTM A-312, TP-304H Forro del termopar ASTM B-167 (Inconel 600) Unidad de encendido remoto

Tablero ASTM A-283 Gr.C Vlvulas de bloqueo

ASTM A-216 WCB

Vlvulas de bloqueo ASTM A-216 WCB Vlvulas de control ASTM A-53 Gr. B Cmara de combustin

ASTM A-312 TP 316

Mirilla de la cmara de combustin

Vidrio de pyrex de 19 mm (3/4 pulg) de espesor

Tubera de interconexin

ASTM-A-106 Gr. B

Sello fludico Cuerpo ASTM-A-312, TP-310 Internos ASTM A-240, TP-309

8.2 Quemadores enclaustrados.

La especificacin mnima de los materiales para los componentes principales de quemadores enclaustrados debe ser como se indica en la Tabla No. 5.

Tabla No. 5.- Materiales para los componentes principales

de quemadores enclaustrados.

Componente Material

Tubos de alimentacin a los quemadores

Acero inoxidable 316L

Cuerpo de los quemadores

ASTM A 312, TP-310

Boquillas de los quemadores

ASTM A 312, TP-312S

Cmara de combustin (coraza)

ASTM-A-283 Gr. C

Persianas rompevientos

Acero al carbn

Refractario Fibra cermica de 6.35 mm (1/4") de espesor ladrillos refractarios tipo Extra Alta Almina con un contenido mnimo de 90% de almina, adecuados para resistir una temperatura de 2158k (1885C) en el lado de la cara caliente (clasificacin ASTM-C-27 clase Alta Almina contenido: 90% 2%, especificacin ASTM-C-64).

Brida ASTM A-216 Gr. WCB Pilotos e ignitores Boquilla del piloto ASTM B-407 (Incoloy 800H)Boquilla del ignitor ASTM A-312, TP-310 Tubo del piloto ASTM A-312, TP-309 Soportes ASTM A-240, TP-304H Unidad de encendido remoto

Tablero ASTM A-283 Gr.C Cmara de combustin

ASTM A-312 TP 316

Mirilla de la cmara de combustin

Vidrio de pyrex de 19 mm (3/4 pulg) de espesor

Tubera de interconexin

ASTM-A-106 Gr. B

Sello fludico Cuerpo ASTM-A-312, TP-310 Internos ASTM A-240, TP-309


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8.3.1 Materiales de la fosa.

a) El ladrillo de la fosa debe ser del tipo medio adecuado para resistir cambios frecuentes de temperatura en un rango que va desde la ambiental hasta 1923K (1650C). Debe tener un contenido de 37% de almina y un 59% de slice (clasificacin ASTM-C-27 clase servicio medio); especificacin ASTM-C-64 para ladrillo de arcilla refractaria, servicio medio.

b) El mortero utilizado en la colocacin del ladrillo refractario debe ser del tipo Alto con un contenido mnimo de 37% de almina para fraguado a la intemperie y una temperatura mxima de operacin de 1923K (1650C). Adems debe ser del tipo hmedo (especificacin ASTM-C-64 para morteros refractarios) y cumplir con la especificacin ASTM-C-105 clase C servicio severo.

8.3.2 Materiales de las boquillas.

Los requerimientos mnimos para los materiales de las boquillas de los quemadores de fosa se indican en la Tabla No. 6.

Tabla No. 6.- Materiales para boquillas de quemadores de

fosa.

Parte de la boquilla Especificacin ASTM

Cuerpo A-312-Grado TP-310

Anillo de retencin

de flama

B-409 Incoloy 800 H

Brida de conexin A-216 Grado WCB

En boquillas convencionales para quemado de emergencia y quemado continuo de desfogues gaseosos cuya combustin no produzca humo, se debe contar con aislamiento interno y externo constituido por una capa de concreto

refractario con un espesor de 25.4 a 38.1 mm (1 a 1 pulgadas) reforzada con malla de acero. El recubrimiento externo debe abarcar toda la superficie sobresaliente de la boquilla en la fosa. El recubrimiento interno debe tener una profundidad de 0.90 m (3 pies) desde el extremo de la boquilla.

Las boquillas para quemado de gases con eliminacin de humo por medio de inyeccin de vapor de agua deben contar con jets construidos con tubera de acero inoxidable, especificacin ASTM-A-312 TP-310 S.

Las mamparas o bafles de arremolinamiento de la mezcla de gas de desfogue a quemar y aire suministrado, deben ser de acero inoxidable, especificacin ASTM-A-240 TP-309.

8.3.3 Materiales de sellos.

Tabla No. 7.- Especificaciones mnimas para los

materiales de los sellos para quemadores de fosa.

Tipo de sello Material

U de sello hidrulico

Acero al carbn ASTM-A-53 GR B hasta dimetros de 609.6 mm (24 pulg).

Acero al carbn ASTM-A-671 grado C55 para dimetros mayores de 609.6 mm (24 pulgadas).

Sello fludico

Cuerpo Acero inoxidable ASTM-A-312, TP-310.

Interiores Acero inoxidable ASTM-A-240, TP-309.

8.3.4 Materiales de pilotos y encendedores.

Los materiales de los pilotos y encendedores debern cumplir con las especificaciones mnimas indicadas en la Tabla No. 4.


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9. Tubera e instrumentacin.


Para una operacin segura del sistema, se debe contar, como mnimo, con lo siguiente:

a) Tablero con encendido automtico y manual.

d) Control automtico para el suministro de vapor.

e) Medicin de flujo.

9.1.1 Arreglo general (Fig. 23).

La tubera e instrumentacin en general que debe tener un sistema de quemado es la siguiente:

9.1.1.1 La tubera de desfogue hacia el quemador, debe tener un medidor de flujo de gas.

9.1.1.2 Sistema de encendido remoto, de tipo electrnico o generador de frente de flama.

9.1.1.3 Tubera de suministro de gas combustible a pilotos y al sistema de encendido. Esta tubera debe contener:

a) Filtro tipo y para eliminar partculas slidas.

b) Vlvula reductora de presin, para entregar el gas a la presin requerida en los pilotos y en el sistema de encendido remoto. Esta vlvula debe contar con desvo (by pass).

c) Indicador de flujo.

d) Indicador de presin.

f) Interruptor por baja presin de gas combustible.

g) Alarma por baja presin de gas combustible, tipo sonora y luminosa.

h) Tubera de suministro de gas combustible para sistema de encendido con vlvula de bloqueo y vlvula de retencin (cuando se cuente con encendido a pilotos desde el frente de flama).

i) Tubera de suministro de gas combustible a pilotos con vlvula de bloqueo y vlvula de retencin.

j) Tanque separador con vlvula de drene, para impedir el arrastre de lquidos al sistema de inyeccin y a los pilotos.

9.1.1.4 Tubera de suministro de aire comprimido al sistema de encendido (para encendido a pilotos desde el frente de flama), debe contar con:

a) Filtro tipo y para eliminacin de partculas slidas.

b) Vlvula reductora de presin para suministrar el aire a la presin requerida en el sistema de encendido. Esta vlvula debe contar con un desvo (by pass).

c) Indicador de presin del aire.

d) Vlvula de retencin.

9.1.1.5 Sistema de alarma por falla de flama en pilotos con tablero de alarmas, estacin de botones, indicador de temperatura. Los dispositivos detectan la falla de flama y operan un interruptor el cual enva una seal al sistema de encendido remoto para que ste efecte el reencendido del piloto.

9.1.2 Quemador elevado sin emisin de humo.

9.1.2.1 Con inyeccin de vapor de agua.

En la figura 23 se muestra una instalacin tpica de un quemador elevado con inyeccin de vapor de agua para operacin sin produccin de humo. Este sistema cuenta con la tubera de suministro de vapor a la boquilla de quemado, cuyos componentes deben ser:

a) Filtro tipo y para eliminar las partculas slidas.

b) Trampa de vapor, para eliminar el condensado formado.


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c) Elemento primario de flujo de vapor.

d) Vlvula de control de flujo de vapor, la cual es controlada por el flujo de gas a quemar. Esta vlvula cuenta con desvo (by pass).

e) Indicador de presin de vapor que se suministra a la boquilla de quemado.

f) Alarma para baja presin.

9.1.2.2 Con soplado de aire (fig. 24).

Adems de la tubera e instrumentacin indicada en 9.1, este sistema debe contar con:

a) Interruptor por alto flujo de gas al quemador.

b) Alarma por alto flujo de gas al quemador.

c) Interruptor por bajo flujo de gas al quemador.

d) Alarma por bajo flujo de gas al quemador.

e) Interruptor manual para arranque del motor del soplador.

f) Luz indicadora de operacin del motor.

9.2 Quemadores enclaustrados.

La tubera e instrumentacin debe cumplir con lo especificado en el punto 9.1.1.

En caso de requerirse ms de una etapa de quemado, aparte de lo ya indicado, la instrumentacin debe ser como se indica en la Fig. 28.


9.3.1 Arreglo general.

Los quemadores de fosa requieren, como mnimo, la siguiente tubera e instrumentacin (fig. 25).

9.3.1.1 Lnea principal de gas de desfogue al quemador, esta lnea debe contar con uno o varios drenes en el o los puntos ms bajos.

9.3.1.2 En caso de requerirse una boquilla en la fosa de quemado, sta debe contar con:

a) Elemento primario para indicar el flujo de gas de desfogue al quemador.

b) U de sello hidrulico.

Debe instalarse antes de la brida de conexin a la lnea principal con la boquilla y debe contar con:

b.1) Lnea de suministro de agua con vlvula de bloqueo.

b.2) Lnea de drenado para mantener el nivel adecuado de agua dentro de la U de sello, debe contar con una vlvula de bloqueo para impedir la prdida de agua de sello al fluctuar el nivel por efecto del flujo de gas de desfogue.

En caso de requerirse ms de una boquilla de quemado en los quemadores de fosa, de la lnea principal o cabezal deben salir N lneas de alimentacin a las boquillas y cada una de estas lneas debe contar con el arreglo de tubera para Us de sello hidrulico. La instrumentacin adicional se indica en las Figs. 26 y 28.

9.3.2 Lnea de suministro de gas combustible.

La alimentacin de gas combustible a pilotos y al sistema de encendido debe cumplir con lo especificado en los puntos 9.1.1.3 y 9.1.1.4.

9.3.3 Lnea de suministro de aire al sistema de encendido.

La alimentacin de aire al sistema de encendido para el generador de frente de flama debe cumplir con lo especificado en el punto 9.1.1.4.

9.3.4 Lnea principal de encendido para el generador de frente de flama.

Esta lnea conduce la mezcla de encendido aire/gas combustible o frente de flama.


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De cada unidad de encendido remoto sale una lnea principal de encendido, su dimetro normalmente es de 1 pulgada.

Deben instalarse vlvulas de drene en los puntos ms bajos de esta lnea.

9.3.5 Sistema de alarma por falla de flama en pilotos.

Debe contar con el equipo e instrumentacin siguiente.

a) Panel de alarma con alarma sonora integrada.

Adems de contar con una ventanilla para cada piloto debe tener una ventanilla para alarma por baja presin de suministro del gas combustible y el espacio correspondiente a otra ventanilla para la instalacin de la alarma sonora comn.

El panel debe tener contactos NC (normalmente cerrados) para alarma, falsos contactos o desconexiones en los circuitos.

b) Estacin de botones.

Debe contar con tres botones para prueba, conocimiento y reposicin de las seales generadas en el panel de alarmas.

c) Circuito de deteccin de flama para cada piloto.

Est integrado por los elementos siguientes:

Elemento de temperatura.

El elemento de temperatura o termopar debe colocarse de tal forma que la flama del piloto incida directamente sobre el mismo. En la figura 23, se describe un arreglo tpico. Se recomiendan termopares tipo K (cromel alume).

Relevador de temperatura.

Es un actuador de alarma para milivoltaje del tipo SPDT (simple polo de doble tiro); para activar las

alarmas sonoras y luminosas por piloto apagado. Opcionalmente, este relevador tambin enva una seal a la unidad de encendido remoto para reencendido automtico.

9.3.6 Panel de control.

Debe ser adecuado para intemperie y a prueba de explosin.

Al frente del tablero puede montarse la unidad de encendido remoto as como el indicador de la presin del gas combustible, corriente abajo de la vlvula reductora de presin.

En la parte posterior del tablero local, deben montarse los relevadores de temperatura y el bloque de tablillas terminales para conexin de las lneas de instrumentos, o los que no se les especifique su localizacin; se deben ubicar en el tablero principal del cuarto de control ms cercano al quemador referido.

Debe colocarse una leyenda de identificacin a cada una de las ventanillas del panel de alarma.

9.3.7 Quemadores de fosa sin emisin de humo con servicios auxiliares.

Adems de lo marcado en las Figs. 26 y 28, segn el servicio auxiliar utilizado, se requiere:

9.3.7.1 Espreado de agua (Fig. 27).

a) Tubera de suministro de agua.

En esta lnea debe instalarse.

a.1) Un elemento sensor para indicar la presin en el tablero local de instrumentos.

a.2) Vlvula de control de suministro de agua.

La vlvula de control de suministro cierra a falla de aire, circunstancia para la que se dispone de un interruptor manual que opera la vlvula solenoide para poder controlar el suministro de agua.

b) Cabezal de distribucin de agua al sistema de espreado.


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Debe alimentarse por la lnea de suministro de agua y por la tubera de descarga de la bomba de circulacin de agua.

b.1) Arreglo tpico de la instalacin de la bomba de circulacin de agua.

Se colocan las vlvulas de bloqueo. Vlvula de retencin e indicador de presin en la instalacin convencional para bombas centrfugas. Debe instalarse adems, una vlvula de pie (check y pichancha integrada) en el extremo de la lnea de succin, el cual normalmente est sumergido en el agua de la fosa.

c) Interruptor por flujo alto de gases de desfogue al quemador.

Debe instalarse sobre la lnea de alimentacin de gases a la boquilla de quemado del lado externo de la fosa.

Este interruptor activa una alarma por alto flujo que se localiza en el panel de alarmas del tablero principal de instrumentos, en el cuarto de control ms cercano al quemador.

Las seales simultneas de este interruptor por alto flujo y la de un interruptor de alto nivel de agua en la fosa; arrancan el motor de la bomba de circulacin de agua.

d) Interruptor por bajo flujo de gases de desfogue al quemador.

e) Indicador de nivel de agua en la fosa.

Debe colocarse en el tablero local y tiene como finalidad verificar el nivel en la fosa para prevenir algn problema ocasionado por fallas en los interruptores y/o alarmas.

f) Interruptor por alto nivel de agua en la fosa.

Activa una alarma y enva una seal de arranque al motor de la bomba de circulacin de agua.

g) Interruptor manual para arranque del motor de la bomba.

Se dispondr de un interruptor manual para arranque del motor de la bomba con el fin de poder efectuar esta accin cuando se presenta una situacin de alto nivel.

h) Interruptor por bajo nivel de agua en la fosa.

Activa una alarma y detiene el motor de la bomba de circulacin de agua y acciona la vlvula de control de suministro de agua.

i) Luces indicadoras de operacin del motor de la bomba de circulacin de agua y de la vlvula solenoide.

9.3.7.2 Soplado de aire (Fig. 29).

a) Interruptor por alto flujo de gas de desfogue al quemador.

b) Alarma por alto flujo de gas de desfogue al quemador.

c) Interruptor manual para arranque del motor del soplador.

d) Interruptor por bajo flujo de gas de desfogue al quemador.

e) Alarma por bajo flujo de gas de desfogue al quemador.

f) Luz indicadora de operacin del motor.

9.3.7.3 Por inyeccin de vapor de agua (Figs. 30 y 31).

La lnea de suministro de vapor debe contar con:

a) Filtro tipo Y.

b) Trampa de vapor.

c) Elemento primario de flujo de vapor.

Se recomienda una placa de orificio con celda transmisora de presin diferencial.

d) Vlvula de control de flujo de vapor al quemador.


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Se colocan las vlvulas de bloqueo, de drene y de desvo en arreglo tpico para la instalacin de las vlvulas de control.

e) Elemento indicador de presin.

La toma de presin se localiza corriente debajo de la vlvula de control y el indicador se monta en el tablero.

f) Alarma para baja presin de vapor.

9.3.7.4 Circuito de control de flujo de vapor de agua al quemador.

Est constituido por el elemento primario, la vlvula de control de flujo de vapor y los elementos siguientes:

a) Elemento sensor del flujo y/o propiedades del gas de quemado.

Los elementos sensores recomendados para completar el circuito de control de inyeccin de vapor son:

a.1) Monitor ptico (Fig. 30).

a.2) Cabezas detectoras de temperatura de flama.

a.3) Sensor de flujo bsico del gas de desfogue.

b) Controlador de flujo (Fig. 32).

En caso de utilizarse los elementos del punto anterior, debe instalarse un registrador-controlador de flujo de vapor al quemador.

9.4 Instalaciones combinadas.

La tubera e instrumentacin requerida en estas instalaciones depende del tipo de combinacin considerada y queda establecido en el apartado correspondiente segn el, o los tipos de quemadores, as como en la norma general de sistema de desfogue para establecer la tubera e instrumentacin mnima del rea de tanques de sello.

En la figura 33 se indica la tubera e instrumentacin principal para la combinacin de un quemador elevado con humo (quemado de emergencia) con un quemador de enclaustrado o de fosa (quemado de desfogues continuos).

10. Ruido.

10.1 Nivel permitido.

El nivel de ruido para los quemadores sujetos a la presente especificacin no debe exceder los siguientes valores:

10.1.1 Etapa (s) de quemado normal: 90 db, evaluados a 3 m (10.0 pies) de la fosa o chimenea del quemador (segn sea el caso) y a 1.5 m (5.0 pies) de altura, con una presin de referencia de 0.00002 N/m2.

10.1.2 Etapa (s) de quemado de emergencia: 110 dBA, evaluados a una distancia igual a la distancia lmite prevista por seguridad en efecto de radiacin y una altura de 1.5 m (5 pies) con una presin de referencia de 0.00002 N/m2 (0.0002 microbares).

Los lmites recomendados para exposicin continua al ruido durante la jornada de trabajo son los que se indican en la Tabla No. 8. La exposicin a niveles superiores de 90 db, debe ser obligatorio el uso de equipo para proteccin auditiva.

Tabla No. 8.- Niveles de ruido permisible.

Tiempo de exposicin (hr)

Nivel de ruido (db)

8 90 6 92 4 95 3 97 2 100

1 102 1 105 110

o menos 115


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Si la exposicin al ruido est compuesta de dos o ms niveles de ruido diferentes, se debe considerar su efecto combinado, en lugar del efecto individual de cada uno.

11. Inspeccin.

El proveedor debe responsabilizarse de la inspeccin de todos los materiales durante la fabricacin de cualquier equipo o equipos comprendidos por la presente especificacin y debe tomar las medidas necesarias para efectuar dicha inspeccin con su registro y certificacin.

Pemex Exploracin y Produccin se reserva el derecho de inspeccionar el equipo en cualquier momento durante su fabricacin para asegurar que los requerimientos de diseo, materiales y mano de obra cumplan con las especificaciones y dibujos correspondientes.

El fabricante debe facilitar el acceso a sus instalaciones en el momento que as lo requiera Pemex Exploracin y Produccin para efectos de la supervisin.

12. Pruebas.

Las pruebas que se deben efectuar al equipo son:

12.1 Prueba hidrosttica a 1.5 veces la presin de diseo a los siguientes componentes:

a) Tubera de distribucin del gas de desfogue a las boquillas de quemado.

b) Sellos fludicos y sellos hidrulicos en U.

c) Lneas de suministro y distribucin de servicios auxiliares: agua para espreado, aire para encendido, vapor de agua para inyeccin a boquillas horizontales sin humo, gas combustible a pilotos, gas combustible para encendido y gas de purga.

d) Lnea principal de encendido y lneas de encendido a cada piloto.

e) Tubera ascendente del quemador elevado.

Nota: Las lneas ascendentes del piloto y encendedor deben probarse con aire seco comprimido a 206.78 KPa (2.11 kg/cm2).

12.2 Pruebas de funcionamiento.

a) Unidad de encendido remoto; verificndose a travs del encendido de los pilotos.

b) Panel de alarmas y sistema de alarma por falla de flama en pilotos.

Pemex Exploracin y Produccin se reserva el derecho de rechazar y exigir la reparacin o reemplazo de cualquier equipo o componente que se encuentre defectuoso a raz de las pruebas efectuadas, sin ningn costo adicional.

13. Garanta.

El proveedor debe garantizar por escrito, a Pemex Exploracin y Produccin que el equipo que propone satisface el diseo y las condiciones de operacin solicitadas en las en las hojas de datos que correspondan (HD-H052, 051, 051,A y 051B) y que cubre el periodo de un ao contado a partir de la aceptacin y arranque del equipo o 24 meses contados a partir de la fecha de embarque, lo que ocurra primero.

Esta garanta debe cubrir el equipo y sus componentes contra defectos de material, mano de obra, embarque y falla en operacin normal.

El proveedor debe reemplazar o reparar sin costo alguno para Pemex Exploracin y Produccin, las partes y materiales deficientes as como de diseo inadecuado realizado por el fabricante del equipo durante el periodo de vigencia de la garanta.

14 Bibliografa.

14.1 API (American Petroleum Institute).


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API-RP-521. Guide for Pressure Relieving and Depressuring Systems. Fourth edition, march 1197.

API Publication 931. Manual on Disposal of Refinery Wastes. Volume on Atmospheric Emissions. Chapter 15 Flares. June 1977.

14.2 ASME (American Society of Mechanical Engineers).

ASME B31.3 Chemical Plant and Process Piping, 1999 edition.

ASME A VIII Div-1. Boiler and Pressure Vessel Code

14.3 NFPA (National Fire Protection Association).

NFPA. Publication No. 325 M. Fire Hazard Properties of Flammable Liquid, Gases and Volatile Solids.

14.4 ASTM (American Society for Testing and Materials).

14.5 NEMA National Electric Manufacturers Association

14.6. Especificaciones y Normas de Petrleos Mexicanos.

GPEI-IT-0203, Especificaciones mnimas de Seguridad para Sistemas de Desfogue, Rev. 2, 1989.

P.2.0370.01 Criterios y Recomendaciones de Diseo para Sistemas de tuberas de Proceso, Servicios Auxiliares e integracin.

P.2.0401.01 Simbologa de equipo de proceso.

P.2.461.01 Sistemas de Desfogue.

Norma No. 2.441.03 Materiales Refractarios.

P.2.0451.03 Simbologa e identificacin de instrumentos.

Norma A VIII 6 Distancia mnima que debe existir entre una fuente que en operacin normal pueda producir contaminacin del ambiente por ruido o por sustancias qumicas y aquellas reas destinadas para almacenes, oficinas y casetas de vigilancia.

6. EPA-600/2-76-076, Flare Systems Study, march 1976.

15. Concordancia con normas internacionales.

Esta especificacin no coincide con ninguna norma internacional.


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16. Anexos. TABLA No. 9.-

Lmites de concentracin permisible para algunas substancias txicas.

Gas o vapor Ppm

Acetaldehdo 100

cido actico 10

Anhdrido actico 5

Acetona 1000

Acrolena 0.1

Acrilonitrilo 2

Alcohol allico 2

Disulfuro propil anlico 2

Amonaco 25

Acetato de amilo 100

Alcohol amlico 100

Anilina 2

Arsina 0.05

Benceno 10

Cloruro de benceno 1

Bromo 0.1

1, 3 Butadieno 1000

Metil etil cetona 200

n-acetato de butilo 150

n-butanol 100

Butil amina 5

2-butoxi etanol 26

Dixido de carbono 5000

Disulfuro de carbono 10

Monxido de carbono 50

2-cloro-1, 3-butadieno 10

Gas o vapor ppm

Cresol 5

Ciclohexano 300

Ciclohexanol 50

Ciclohexanona 50

Ciclohexeno 300

Ciclopropano 400

4-hidroxi-4-metil-2-pentanona 50

Diborano 0.1

Diclorobenceno 50

Dicloro difluoro metano 1000

1,1-dicloro etano 200

1, 2-dicloro etileno 200

Dicloro etil-ter 15

Dicloro monofluorometano 500

1, 1-dicloro-1-nitro etano 2

Dicloro tetrafluoro etano 1000

Dietilamina 10

Difluoro dibromo metano 100

Diisobutil cetona 25

Dimetilanilina 5

Dimetilsulfato 1

Dioxano 25

Etil acetato 400

Etanol 1000

Tetracloruro de carbono 5

2-etoxietanol 50


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TABLA No.9.- Lmites de concentracin permisible para algunas substancias txicas (Continuacin).

Gas o vapor ppm

2-etoxietil acetato 50

Cloro 1

Trifluoruro de cloro 0.1

Clorobenceno 75

Tricloro metano 100

1-cloro-1-nitro propano 20

Etiln diamina 10

1, 2-dibromo etano 25

1, 2-dicloro etano 10

Etiln amina 5

xido de etileno 1

Fluor 1

Fluor tricloro metano 1000

Formaldehido 2

Gasolina 500

n-heptano 400

n-hexano 100

Metil butil cetona 100

Metil isobutil cetona 100

Hidrazina 0.1

Bromuro de hidrgeno 3

Cloruro de hidrgeno 5

Cianuro de hidrgeno 10

Etilamina 10

Etil benceno 100

Bromuro de etilo 200

Gas o vapor Ppm

Cloruro de etilo 1000

Etil ter 400

Etil fosfato 100

Etil silicato 100

Etiln clorhidrina 1

Metil ciclohexano 400

Metil ciclohexanol 50

Metil ciclohexanona 50

Metil fosfato 100

Alcohol metil amlico 25

Cloruro de metileno 100

Nafta (alquitrn de hulla) 200

Nafta (petrleo) 500

Nquel carbonil 0.05

p-nitro anilina 1

Nitrobenceno 1

Nitro etano 100

2-nitro propano 25

Ozono 0.1

Pentano 600

Fluoruro de hidrgeno 3

Perxido de hidrgeno 1

Selenuro de hidrgeno 0.05

Sulfuro de hidrgeno 10

Yodo 0.1

Isoforona 5


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TABLA No.9.- Lmites de concentracin permisible para algunas substancias txicas (Continuacin).

Gas o vapor Ppm

Isopropilamina 5

xido de mesitil 50

Metil-acetato 200

Metil acetileno 1000

Alcohol metlico 200

Bromuro de metilo 15

2-metoxi-etanol 25

Etilnglicol monometil ter 25

Acetato 25

Cloruro de metilo 50

1, 1, 1-tricloroetano 350

Dimetoximetano 1000

Monmero de estireno 200

Dixido de azufre 2

Hexafluoruro de azufre 1000

Monocloruro de azufre 1

Pentafluoruro de azufre 0.025

P tertiaributil tolueno 10

1, 1, 2, 2-tetracloroetano 5

Metil propil cetona 200

Tetracloro etileno 200

Fenol 5

Fenil hidrazina 5

Fosgeno 1

Fosfina 0.3

Gas o vapor Ppm

Tricloruro de fsforo 0.5

Propil acetato 200

Alcohol isoproplico 400

ter isoproplico 250

1, 2-dicloro propano 75

Propilenamina 2

Piridina 5

Quinona 0.1

Stibina 0.1

Primera Edicion P.2.0431.02:2001 UNT

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Fig. 1.- Quemador Elevado Tipo Torre, con Soporte Estructural Triangular.

AA

NIVEL DE PISO

5

4

6

73

8

2

1

2

4

1

6

3

8

5

7

ESCALERA

TANQUE SEPARADOR /SELLO DE AGUA

SOPORTE ESTRUCTURAL

SECCION ASCENDENTE TUBERIA

SELLO DE GAS

PILOTO Y ENCENDEDOR

BOQUILLA DE QUEMADO

PLATAFORMA

SECCION A-A


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IDENT. CANT. DESCRIPCION

1 1 TANQUE SEPARADOR / SELLO DE AGUA 2 4 Conj. CABLES CONTRA VIENTOS 3 SECCION ASCENDENTE TUBERIA 4 1 SELLO DE GAS 5 PILOTO 6 1 BOQUILLA DE QUEMADO 7 ESCALERA 8 PLATAFORMA

2

1

3 8

4

5

7

6

NIVEL DE PISO

Fig. 2 -. Quemador Elevado Tipo Cableado


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IDENT. CANT. D E S C R I P C I O N1 1 TANQUE SEPARADOR CON SELLO DE AGUA2 SECCION ASCENDENTE TUBERIA3 1 SELLO DE GAS4 PILOTO Y ENCENDEDOR5 1 BOQUILLA DE QUEMADO6 ESCALERAS7 PLATAFORMA

p.2.0431.02 sistema de quemadores

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