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CartulaSOUTHERN PERU COPPER CORPORATIONINGENIERA DE PLANTA OFICINA CENTRAL DE PROYECTOSMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDEN SPCC: 385304-AT04-AN BISA: MC-023GP0040Y-385304-05-004PARA EL PROYECTO:TRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALAREA 3853 - TRANSPORTE SERVICIOS GENERALESJOB No. 3853-04Rev.Originado por:Revisado y aprobado por:FechaOriginadorRevisado porAprobado porFechaDivisinNombreFirmaA2014/09/19A. SoteloV. CortezA. FuentesC.I.PJ. LauraC.I.PF. Santa CruzC.I.PA. Lastra

NDICETRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALANDICEPg.1ALCANCE......32OBJETIVOS.............33BASES DE CLCULO..........34MATERIALES...........35CONSIDERACIONES .......36HERRAMIENTA COMPUTACIONAL........37RESULTADO........48CONCLUSIONES......49NOTAS.....410ANEXOS........4PROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 2 de 11211

CONTENIDOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALA1.0ALCANCEEl presente documento establece las consideraciones y los clculos del dimensionamiento de la tubera para la descarga del cido dbil desde el vagn cisterna de 13 600 galones de capacidad hacia el tanque de almacenamiento 3021-TK-002 de 120 000 galones.2.0OBJETIVOSDeterminar y dimensionar el dimetro de tubera para la descarga de cido dbil as como el caudal y presin mnima requerida del aire comprimido para la operacin.3.0BASE DE CLCULOLos clculos estn basados en la informacin obtenida de los siguientes documentos:2840122-DA01-0Condiciones Generales de sitio - Toquepala.385304-DT01Criterio de Diseo de Tuberas.3853-6-1006Diagrama de Proceso de Flujo (PFD).3853-6-1009Diagrama de Tubera e Instrumentacin (P&ID).3853-6-1017Plano Arreglo General de Tuberas - Toquepala.De acuerdo al Criterio de Diseo de Tuberas y los dems documentos citados, se asumen las siguientes restricciones para el dimensionamiento de :- Para el clculo del ADT en los sistemas de descarga se incrementa la prdida hidrulica total en 12%.- El clculo efectuado est detallado en El Anexo I. del presente documento.4.0MATERIALESLos materiales y accesorios utilizados en los clculos estn seleccionados de acuerdo al "Criterio de diseo de tuberas" Doc. N 385304-DT01.5.0CONSIDERACIONESTabla 5-1: Rango de caudales de operacinFlujo de cido Dbil (H2SO4 al 2%)MnimoNominalMximo[ m3/h ][ m3/h ][ m3/h ]57.063.373.4Los niveles de las instalaciones se presentan a continuacin:-Nivel de succin:3195.5m.s.n.m.-Nivel de descarga:3201.8m.s.n.m.-Altura de succin:0.4m-Altura esttica:5.9mPROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 3 de 11311Parmetros de diseo-Presin mxima de salida:2.0m.c.a-Gravedad especfica:1.0-pH:0.3Datos Generales-Viscosidad cinemtica:9.96E-07m2/s(@ 20C)-Densidad del fluido:1004.00kg/m36.0HERRAMIENTA COMPUTACIONALLas herramientas computacionales utilizadas son las hojas de clculos Excel.7.0RESULTADOSLos resultados obtenidos en las hojas de clculo se resumen a lo siguiente:Tubera seleccionadaTubera de descargaacero inoxidable6" Schedule 40Espesor de revestimientoNo aplica-ResultadosMnimom.c.fNominalm.c.fDiseom.c.fAltura Dinmica Total - ADT2 (Nominal: 30psi / Diseo: 34psi)-21.023.8ResultadosCaudal: 01 vagnscfmPresin requeridapsiCaudal: 04 vagonesscfmAire comprimido86.234.03458.0CONCLUSIONES-La tubera seleccionada para el proceso de descarga ser de 6" Schedule 40 y en acero inoxidable, sin espesor de revestimiento.-De acuerdo a los resultados, el aire comprimido a 86.2 scfm y a una presin de 34.0 psi deber ser capaz de impulsar un flujo de diseo de 73.4 m3/h a un ADT de 23.8 m.c.f. para la descarga de un slo vagn cisterna hacia el tanque de almacenamiento.-La demanda de aire comprimido para la descarga total de los 04 vagones cisterna ser de 345 scfm y un tiempo estimado para la descarga de 48 min.9.0NOTAS10.0ANEXOSAnexo I - Hoja de ClculoPROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 4 de 11411Anexo I. Hoja de clculoPROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 5 de 11511

CIDO DBILTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALAMemoria de ClculoTag del equipo:N/AServicio:Descarga de cido dbil (H2S04 al 2%)1.0INFORMACIN GENERALDiagrama de Tubera e Instrumentacin (P&ID):3021-6-1022Rev.:AArreglo General Planta-Piping:3021-6-1023Rev.:AArreglo General de Planta:3021-1-1020Rev.:AArreglo general Secciones:3021-1-1021Rev.:AFlujo mnimo:57.0(m3/h)251gpmFlujo nominal:63.3(m3/h)279gpmFlujo de diseo:73.4(m3/h)323gpmBalance:FluidoCauda (m3/h)Presin Requerida (m.c.a)Densidad (Kg/m3)H2SO4 (al 2%)73.4302.01004.0Ref 2(Fuente Ref[2] )1.1Propiedades del FluidoPresin de vapor H2SO4Pvap_H2SO4 =0.3mmHgDensidad del Fluido:1004.0kg/m3Pvap_H2SO4 =4.08mm.c.a.Viscosidad cinemtica:9.96E-07m2/sPvap_H2SO4 =0.00408m.c.a.Viscosidad dinmica:0.0010Pa.s(1.0 centipoise)rH2SO4 =1004.0kg/m3Gravedad Especfica1.004SGH2SO4 =1.004-pH:0.3Pvap_H2SO4 =0.0041m.c. f.Temperatura de operacin:20.0CRef 31.2Condiciones del sitioPresin atmosfrica localp =101,325* (1 -2,25577E-5 * H)^5,25588Nivel de succin:3195.52m.s.n.m.H =3,195.52mNivel del fluido en cisterna:3195.92m.s.n.m.patm_loc =68.38kPaNivel de descarga:3201.79m.s.n.m.patm_loc =9.92psiPresin atmosfrica (Patm):6.97m.c.a.=6.95m.c.f.patm_loc =6.97mcaPresin de vapor (pv):0.004m.c.a.=0.004m.c.f.Altura de descarga (Hd):6.3mconAltura de succin (Hs):0.4mSL =1.00-Altura esttica (H):5.9mpatm_loc =6.95mcfGravedad:9.81m/s21mca = 0.1 kg/cm2 = 10 kg/dm2 = 1000 kg/m2PROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 6 de 116111.3Tabla de seleccin de tuberas1.3.1Tramo de descarga ()Material TuberaDimetro NominalSchedule / SDRDimetro Int. DIEspesor Revest.Material Revest.Dimetro Int. Di'Rugosidad AbsolutaOpcin-(Pulg.)-(Pulg.)(Pulg.)-(Pulg.)(mm)N 1ACERO4"Schedule 404.030.00ACERO4.030.05N 2ACERO6"Schedule 406.070.00ACERO6.070.05N 3ACERO8"Schedule 407.980.00ACERO7.980.052.0ESQUEMA GENERALFig 2.1 Esquema de descarga de cido dbil hacia tanque de almacenamiento3.0DATOS DE OPERACINVagn CisternaCapacidad de Tanque:V Total13600GalVolumen Vacio:V Empty1360GalVolumen de H2SO4:V Full12240GalUS GalontonAir ComprimidoPresin de llenadoP234.0psig700050Presin de proteccinP110.0psig8000Presin Condiciones Estandar14.5psia900013350100Tiempo de descargaTiempo48.0min13600PROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 7 de 117114.0CLCULO DEL DIMETRO DE TUBERAEl clculo del Nmero de Reynolds:Donde:V:Velocidad de fluido (m/s)Di:Dimetro interno de la tubera (m)v:Viscosidad Cinemtica (m2/s)El clculo de prdidas de friccin por unidad de longitud (J), se realiza con la frmula de Darcy:Donde:L:Longitud total de tuberas (m)f:Factor de friccing:Aceleracin de la gravedad (m/s)El clculo del factor de friccin (f) se realiza mediante la formula de Colebrook:Donde::Rugosidad absoluta (m)f:Factor de friccinDi:Dimetro interno de la tubera (m)4.1TABLA DE SELECCIN DE DIMETROS DE TUBERAS4.1.1Primer tramo de descargaFlujoDimetroVRefJm3/hPulg.m/s--(m/m)3/8"Opcin N 1Mnimo1.9271978310.01880.03481/2"Nominal4"2.1412198120.01860.04251"Mximo2.4842549820.01840.05651.1/2"Opcin N 2Mnimo0.8491312960.01880.00452"Nominal6"0.9431458850.01860.00552.1/2"Mximo1.0941692270.01820.00723"Opcin N 3Mnimo0.490997840.01920.00124"Nominal8"0.5451108710.01890.00146"Mximo0.6321286100.01850.00198"El dimetro seleccionado en la descarga es:6"pulg.PROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 8 de 118115.0CLCULO DE LAS PRDIDAS DE CARGA DEL SISTEMA5.1Clculo de la prdida de carga total en la descarga del sistema (hD)temFlujo(m3/h)Velocidad(m/s)J (m/m)KCoef. de flujo CvCant. de accesoriosLong. de tubera (m)Prdida decarga (m)Tubera56.970.8490.004572.340.32Tubera63.300.9430.005572.340.40Tubera73.431.0940.007272.340.52Butterfly Valve56.970.8490.84720.06Butterfly Valve63.300.9430.83520.08Butterfly Valve73.431.0940.82020.10Elbow 9056.970.8490.56570.15Elbow 9063.300.9430.55770.18Elbow 9073.431.0940.54770.23Elbow 4556.970.8490.30120.02Elbow 4563.300.9430.29720.03Elbow 4573.431.0940.29120.04Swing Check Valve56.970.8491.88310.07Swing Check Valve63.300.9431.85610.08Swing Check Valve73.431.0941.82210.11Strainer56.970.8492.44700.00Strainer63.300.9432.41300.00Strainer73.431.0942.36800.00Reducer56.970.8490.20510.01Reducer63.300.9430.20510.01Reducer73.431.0940.20510.01F. MnimoF. NominalF. MximoPrdida de carga sin F.S.:0.630.771.01m.c.f.Prdida de carga con F.S. de:12%0.710.861.14m.c.f.PROYECTOTRANSPORTE DE CIDO DBIL DE FUNDICIN A LESDE ILO - TOQUEPALADOCUMENTOMEMORIA DE CLCULO DESCARGA DE CIDO - LESDERev.: A385304-AT04-AIMPRESO: 2014/09/19Hoja 9 de 119116.0CLCULO DE LA ALTURA DINMICA TOTAL DEL SISTEMAPresin de descarga requerida (PSALIDA):2.84psi1.99m.c.f.2.00m.c.a.0.20bar(Altura Dinmica Total)F. MnimoF. NominalF. MximoADT8.68.79.0m.c.f.8.68.89.0m.c.a.12.212.512.9PSI0.80.90.9Bar7.0CLCULOS DE LA PRESIN MNIMA Y DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO7.1Clculo de Volumen de aire requerido para llenar un tanque de vagn cisterna:Donde:V Empty:Volumen vacio del tanque (gal)V Full:Volumen de H2SO4 (gal)P2:Presin de llenado (psig)P1:Presin de llenado (psig)Psia:Presin del aire condiciones estandar (psia)Volumen de aire requerido.:Volumen requeridoCisternaVolumen.galscfundscf3095241384165517.2Clculo de la presin mnima para el llenado de aire:Donde:Head:Altura total de descarga (pies)Sp Gr:Gravedad especfica H2SO42.31:una columna de agu