18 diciembre 2012

Cómo diseñar la distribución en planta de industrias químicas (2ª PARTE)




Ver 1ª PARTE

Elevación

Si no hay motivos especiales para elevar los equipos, se colocarán a nivel del suelo. La superestructura para soportar una pieza elevada de equipos es cara. Esto puede ser peligroso en caso de catástrofe, pues en medio de un incendio o explosión puede colapsar la estructura.

Algunas piezas del equipo se elevarán para simplificar las operaciones de planta. Un ejemplo de esto son los alimentadores de gravedad de reactores desde tanques elevados. Esto elimina la necesidad de algunos equipos de manejo de materiales.

Otras piezas pueden tener que estar elevadas para permitir que opere el sistema. Un eyector de chorro de vapor con un intercondensador que se usa para producir un vacío debe estar localizado sobre una pata barométrica de 10 m. Receptores de condensado y depósitos de aguas negras frecuentemente deben localizarse lo bastante alto como para proporcionar una altura de succión positiva neta (NPSH) para la bomba de abajo.

El tercer motivo para elevar los equipos es la seguridad. Para hacer materiales explosivos, tales como el TNT, el reactor está localizado encima de un gran tanque de agua. Luego si la mezcla en el reactor se calienta demasiado y hay peligro de explosión, se abre la válvula de apertura rápida bajo el reactor y todo el lote es vertido al agua.

Mantenimiento

Los costes de mantenimiento son muy grandes en la industria química. En algunos casos los costes de mantenimiento exceden el beneficio de la compañía.

Se determinarán que tipos de equipos necesitan ser puestos en servicio con grúas móviles. Estas piezas de equipos necesitan localizarse en los perímetros de la planta o en la calzada.

Un espacio adecuado debe ser dejado alrededor de todos los equipos de forma que puedan ser fácilmente puestos en servicio y operados. Por ejemplo, un intercambiador de calor de cabezal flotante debe tener un espacio lo suficientemente despejado de forma que el haz de tubos pueda ser extraído de la carcasa y llevado a cualquier sitio para su reparación.

Para tanques que contienen serpentines o agitadores, debe haber bastante altura para poder ser extraídos.

Planificando expansiones y mejoras futuras

Si el equipo tiene que ser sobredimensionado para cumplir las futuras expansiones no se necesita espacio extra. Si, sin embargo, se requiere equipamiento adicional, debe asignarse espacio para ello. El resultado neto será un incremento en el coste inicial de construcción y algún incremento en los costes de transferencia de materiales.

No obstante, existen estudios que indican que en una planta un incremento del coste del 3 % permite que la distancia entre partes se incremente un 25 %. Con tal pequeño incremento en los costes, incluso cuando no hay planificada una expansión es usualmente conveniente permitir bastante espacio entre las unidades. Esto permitirá a los ingenieros de planta instalar mejoras en el futuro para incrementar la producción, eliminar cuellos de botella, y mejorar la estabilidad del proceso. Estas mejoras no pueden anticiparse donde no se necesite espacio extra.

Edificios

Incluido con la distribución en planta es la decisión de los tipos de edificios que se van a construir, y el tamaño de cada uno. Cuando distribuimos un edificio, un tamaño estándar es utilizar áreas de 6 m x 6 m entre elementos estructurales. Bajo condiciones normales una luz de 6 metros no necesita soportes centrales. Esto sólo incrementa la cantidad de acero en las vigas más largas, y requiere soportes más fuertes.

Edificios de proceso

Los laboratorios de control de calidad son una parte necesaria de cualquier planta, y deben ser incluidas en todas las estimaciones de costes. Un espacio adecuado debe ser proporcionado para realizar todos los ensayos, y para limpieza y muestreos de laboratorio y contenedores de ensayos.

Las unidades de proceso de la mayor parte de las plantas químicas no se localizan en el interior de los edificios.

Cuando se usan edificios, los techos generalmente varían entre 4 y 6 m. Debe permitirse un espacio encima de los recipientes de proceso para tuberías y para acceso a válvulas.

Almacén

El ingeniero debe decidir si los almacenes están a nivel del suelo o a nivel de muelles. Lo último facilita la carga y descarga de camiones, pero cuesta en torno a un 1520 % más que la descarga en el suelo. 

Usualmente es difícil justificar el gasto añadido.

Para dimensionar la cantidad de espacio necesario para un almacén, debe determinarse cuánto se almacenará y en qué tamaño de contenedor. El tamaño del contenedor que se usará será obtenido de este alcance. Los líquidos se almacenan generalmente en contenedores a granel. No debe planificarse más de un suministro semanal de líquido almacenado en bidones. Los sólidos, por otra parte, se almacenan frecuentemente en contenedores más pequeños o se apilan en el suelo.

Expansión y mejora de instalaciones existentes

Cuando se planifica la expansión o mejora de unas instalaciones existentes, se realizarán diagramas de flujo del sitio existente. Luego debe determinarse cuáles son los mejores cambios que pueden implementarse dentro de las restricciones impuestas por la presente distribución en planta.

Bibliografía

  • William D. Baasel. Preliminary Chemical Engineering Plant Design. Elsevier

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