CAPITULO 5: EVALUACION DEL PROCESO DE DATOS Y DE LOS EQUIPOS DE COMPUTO
5 Equipos de Proceso
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Unidad 5Operación de Los Equipos de Proceso
Elaborado Por: Franklin Franco
Manual de Operaciones de Plantasde Gas
Válvulas
Introducción En capítulos anteriores, hablamos de los instrumentos de medición e
instrumentos eléctricos y su importancia dentro de una instalación; pero
esto no ocurre si en una planta no existen los equipos de proceso, que
por su estructura física pasan a formar parte en mayor porcentae
ocupado en una planta de !as o de proceso"
Entre los equipos de proceso tenemos:
Válvulas #ispositi$o mec%nico empleado para controlar el fluo de un !as o un
líquido" Existen diferentes tipos de $%l$ulas dependiendo su utilidad"
&%l$ulas 'loque (bierta:
&%l$ulas de 'loque )errada:
&%l$ulas de )ontrol:
&%l$ula de (uto *pen )lose:
&%l$ulas )heck
&%l$ulas de +e!uridad:
&%l$ulas de (!ua:
&%l$ulas +olenoide:
Bombas y Compresores
5-1
ss
http://www.monografias.com/trabajos11/presi/Image1536.gif
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Bombas es una m%quina utiliada para incrementar la presión de un líquido" -
pueden ser centrífu!as o reciprocantes"
'omba
emostración de La !uer"a Centr#!u$a
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.a fuera que mantiene el a!ua pe!ada al fondo del balde es la fuera
centrífu!a mencionada"
(hora si hacemos un a!uero en el fondo del balde el a!ua se $er%
forada a salir por éste e ir% al espacio"
Podemos explicar esto como si!ue: +upon!amos que el brao de la
persona en el dibuo es el tubo de succión y que el cuerpo es un
depósito que contiene a!ua" .a fuera centrífu!a creada por la rotación
del brao despide el a!ua del balde por el a!uero" Esto produce un
$acío parcial dentro del balde y en el tubo de la succión"
+i la capa superior del a!ua en el depósito est% en contacto con la
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atmósfera el a!ua se $er% forada a subir por el tubo de succión debido
a la presión atmosférica y ser% forada por la fuera centrífu!a a salir por
el a!uero del balde" Esto se!uir% mientras el tubo de succión esté en
contacto con el a!ua del depósito y mientras si!a !irando el balde"
.a bomba centrífu!a es un meoramiento del aparato ilustrado en el
dibuo si!uiente:
El impulsor que !ira dentro de la caa corresponde al balde del dibuo" El
a!ua lle!a al impulsor por medio de un a!uero en su centro" (l !irar el
impulsor crea una fuera centrífu!a en cada partícula de a!ua que es
despedida hacia fuera de su centro" Esto crea una fuera detr%s de cadapartícula y sale del impulsor a la caa /)/" El dise0o de las aletas del
impulsor es tal, que el a!ua entra, pasa y sale de ellas con el mínimo
roce"
El a!ua al entrar en la bomba y es conducida entre las aletas del
impulsor que !ira" El a!ua al !irar r%pidamente crea una fuera
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centrífu!a 1f/, que la obli!a a ir contra las paredes de la caa 1c/ i!ual que
el a!ua en el balde de las fi!uras 2,3,4,5 y 6"
Compresor Es un aparato utiliado para incrementar la presión de un !as o $apor" -
pueden ser reciprocantes o centrífu!os"
)ompresor
Compresor
%eciprocante
.os compresores reciprocantes también se les conocen por
compresores de desplaamiento positi$o" Est%n formados por:
El Cilindro&
.lamado cuerpo del compresor, es donde se deposita el !as antes de
ser bombeado" #entro del cilindro se encuentra el pistón"
El Pistón&El pistón consta de una parte sólida y un ee a tra$és del cual es
impulsado hacia delante y hacia atr%s dentro del cilindro" El pistón a!ua
austa exactamente con las paredes del cilindro"
Las Válvulas&
7na $%l$ula es una piea mó$il que sir$e de puerta para cerrar el paso
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del !as en una dirección" .as $%l$ulas pueden ser: a8 #e admisión, que
solo permiten la entrada de !as al interior del cilindro, y b8 #e descar!a,
las que solo permiten la salida del !as hacia el exterior del cilindro"
'apas o Culatas del Cilindro&
+on dos pieas met%licas sólidas que sellan los extremos del cilindro" .a
tapa anterior en su centro tiene un orificio a tra$és del cual el ee se
conecta con el pistón"
(ellos o Pac)in$&
Es un mecanismo que sella el ee con la tapa anterior del cilindro,
impidiendo que el !as escape al exterior del cilindro" .os elementos de
sellos pueden ser de carbón, teflón, o metal blando 9bronce, 'abbiet,
etc"8" (l!unos sellos tienen un sistema de inyección de aceite para
lubricar el ee son enfriado por a!ua"
Cruceta o Pat#n&
Es una piea mó$il que transforma el mo$imiento circular del ci!e0al en
mo$imiento rectilíneo alternati$o o reciprocante"
Compresor %eciprocante
Compresores
Centr#!u$os
(l i!ual que las bombas centrífu!as, para su funcionamiento depende de
las fueras centrífu!as creadas" )uando un cuerpo se mue$e en un
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círculo se ori!ina en él fuera centrífu!a" .a fuera centrifu!a tiende a
despedir los cuerpos hacia fuera de su centro de rotación"
.a teoría del compresor centrífu!o al i!ual que la teoría de la bomba
centrífu!a, puede ser explicada por medio de un balde de a!ua"
.os componentes de un compresor centrífu!o son los si!uientes:
El E*e&
Es el encar!ado de hacer !irar el impulsor y conecta al compresor con el
motor o turbina"
El Impulsor&
Es un disco que est% montado directamente en el ee" El impulsor es el
encar!ado de suministrarle la fuera centrífu!a al !as"
La Ca*a de +luido&
)ontiene en su interior al ee y al impulsor, posee una entrada de
succión y una salida de descar!a"
Válvula C,ec) de escar$a&
Es una $%l$ula antiretorno" Esta $%l$ula se coloca como una protección
del compresor en caso que las tubería ten!an !olpeteos ocasionados
por oleae 9sur!e8 y pueda da0ar la caa y los componentes internos"
(ello o Pac)in$&
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=o tiene $%l$ulas ni pistones"
+uministra un fluo y presión uniforme"
=o produce !olpes"
Es compacto"
+imple en dise0o"
F%cil de *perar y reparar"
(lta $elocidad que se puede usar con motores eléctricos o turbinas"
'ao costo"
)olocando $arios impulsores en series en el mismo ee, se obtienenpresiones mayores y altos fluos"
esventa*a de Un compresor Centr#!u$o&
=o se puede re!ular la cantidad de fluo con buen rendimiento"
El rendimiento m%ximo no es tan bueno como el del meor compresorreciprocante"
=o es rentable acoplarlo a motores de baa $elocidad"
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'urbinas y -eneradores de -as
'urbina Es una m%quina rotati$a que con$ierte en ener!ía mec%nica la ener!ía
de una corriente de a!ua, $apor de a!ua o !as" El elemento b%sico de la
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turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o
cubos colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el
fluido en mo$imiento produce una fuera tan!encial que impulsa la rueda
y la hace !irar" Esta ener!ía mec%nica se transfiere a tra$és de un ee
para proporcionar el mo$imiento de una m%quina, un compresor, un
!enerador eléctrico o una hélice"
.as turbinas se clasifican en turbinas ,idráulicas o de a$ua, turbinas
de vapor y turbinas de combustión"
'urbinas
.idráulicas
.a función principal de este tipo de turbina es utiliar la ener!ía potencial
del a!ua almacenada en un la!o, a una ele$ación m%s alta y con$ertirla,
primero en ener!ía mec%nica y lue!o en eléctrica" #icho de otra manera
dea pasar un chorro de a!ua que choca con los %labes de la turbina
transfiriéndole su ener!ía y haciendo !irar la turbina" Esta, a su $e,
hace !irar un !enerador que est% acoplado al ee de la turbina para
producir ener!ía eléctrica"
'urbina de
Vapor
Funciona al quemar el combustible en una caldera, !enerando $apor, el
cual por medio de tubería se conduce a tra$és de toberas que le
aumentan la $elocidad y lo proyectan sobre los %labes de las ruedas que
!eneran el mo$imiento de la turbina, produciendo la ener!ía mec%nica,
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que acoplada a un !enerador, la transforma en ener!ía eléctrica"
'urbina de -as En este caso, el fluido que produce el mo$imiento est% constituido por
los !ases de la combustión en c%maras especiales, que ele$ados a
temperatura y presión, mue$en los %labes de la turbina y la hacen !irar
$elomente" El mo$imiento !iratorio del ee de la turbina se trasmite al
rotor de otra m%quina que se encuentra acoplado a ella mec%nica o
aerodin%micamente"
'urbina de
Potencia
Es una m%quina que se encuentra acoplada aerodin%micamente a la
turbina del !enerador de >as"
-enerador de
-as
Es un aparato que produce un caudal de !as a alta presión y
temperatura para alimentar a una turbina de potencia, la cual se
encuentra acoplada aerodin%micamente, con la finalidad de transmitir
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ener!ía motri" +us componentes son un compresor axial, una c%mara
de combustión y una turbina de potencia"
-enerador de -as
Intercambiadores de Calor/ .ornos y Calderas
Intercambiador
es de Calor
+on equipos que permiten el intercambio de calor por medio de dos
corrientes de fluidos en sentido contrario o en contracorriente" Estos
est%n ubicados estraté!icamente dentro del proceso para el
apro$echamiento de ener!ía, entre!ada por otros sistemas"
#ependiendo de su utilidad se denominan en: intercambiador,
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calentador, enfriador, reher$idor"
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.ornos Es un dispositi$o utiliado para calentar un fluido, donde este pasa a
tra$és de un ha de tubos, que se encuentran en un recinto cerrado
9ho!ar del horno8" - los !ases calientes !enerados por la combustión
recubren la superficie exterior de los tubos"
Calderas #ispositi$o utiliado para calentar a!ua o !enerar $apor a una presión
superior a la atmosférica" El combustible consumido, y el aire !enerado
por un soplador, conuntamente con una buía forman !ases calientes
que recubren el domo de la caldera y el ha de tubo, en el ho!ar de la
caldera" .as calderas dependiendo del paso de a!ua por dentro de los
tubos o por fuera de los mismos se le denominan pirotubular o
acuopirotubular"
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epurador/ +iltro y 'orres de Proceso
epurador Este equipo es utiliado como recipiente o trampa para extraer las
partículas de líquidos 9crudo, a!ua, condensado8, que $aya con el !as"
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+iltros ?iene la función de retención de cualquier partícula sólida que $aya con
el fluido"
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'orres de
Proceso
+on recipientes cerrados, que se identifican por tener !ran altitud y en su
interior est% formado de $arias bandeas o platos, que dependiendo de
su proceso pueden denominarse, ?orres de absorción, destilación,
fraccionamiento, etc"
ispositivos de 0livio de Presión
Válvula de
0livio
7na $%l$ula de ali$io es un dispositi$o autom%tico de ali$io de presión
que act@a por la presión est%tica hacia arriba de la $%l$ula" .a $%l$ula se
abre en proporción al aumento en presión sobre la correspondiente deapertura" +e usa primordialmente para el ser$icio de l#quidos&
Válvula de
(e$uridad&
7na $%l$ula de se!uridad es un dispositi$o de ali$io de presión que
act@a por la presión est%tica hacia arriba de la $%l$ula y caracteriada
por una apertura completa r%pida o acción de estallido" +e usa para
ser$icios de !as o $apor" En la industria petrolera se usa normalmente
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para $as/ vapor o aire&
Válvula de
(e$uridad y
0livio&
7na $%l$ula de +e!uridad y (li$io es un dispositi$o de ali$io de presión
autom%tica de ali$io de presión autom%tico apropiado para uso tanto
como una $%l$ula de se!uridad como de ali$io, dependiendo de la
aplicación"
isco de 7n disco de ruptura consiste de un diafra!ma del!ado de metal suetado
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%uptura entre bridas, dise0ado para soportar una presión dada"
Presión de
'raba*o 1á2ima
Permitida
+e!@n definido en los códi!os de construcción para recipientes a
presión, la presión de trabao m%xima permitida depende del tipo de
material, su espesor y las condiciones de ser$icio fiadas como la base
para el dise0o" El recipiente no puede ser operado por encima de esta
presión o su equi$alente a cualquier otra temperatura de metal excepto
aquella usada en su dise0o" Por consi!uiente, para esa temperatura de
metal, es la presión m%s alta a la cual la $%l$ula de ali$io de presión
principal, est% austada para abrir"
Presión de
Operación
.a presión de operación de un recipiente es la presión en libras por
pul!adas cuadradas del indicador de presión, a la cual el recipiente es
usualmente sometido en ser$icio" 7n recipiente de proceso est%
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dise0ado usualmente para una presión de trabao m%xima permitida, la
cual proporcionar% un mar!en apropiado por encima de la presión de
operación, de manera de pre$enir una operación indeseable del
dispositi$o de ali$io"
Presión de
0*uste
.a presión de auste, en libras por pul!adas cuadradas del indicador de
presión, es la presión de entrada a la cual la $%l$ula de ali$io o de
se!uridad, est% austada para abrirse bao condiciones de ser$icio"
(obrepresión El aumento de presión por encima de la presión de auste del dispositi$o
de ali$io, es la sobrepresión"