Ingeniería de Procesos de Refinación y Petroquímicos · 2022
Ingeniería conceptual de la interconexión de los cabezales de vapor de 600 psig del área de balance y el cabezal de vapor de 400 psig del área de refinería
En este trabajo de grado, se realizó una ingeniería conceptual, con base a la propuesta de interconexión de las áreas de producción de vapor que involucran el cabezal de vapor de 400 psig del lado de Refinería y el cabezal de vapor de 600 psig del área de Balance. Se planteó una alternativa de conexión a través de una línea, que partirá desde el bloque II del área de Balance planta HCM en un hot-tap, direccionado por el banco de tuberías, está construido sobre el área de tanques de balance para llegar y atravesar el viaducto número 57, ubicado en contraincendios. Posteriormente, su trayecto continuará por el banco de tuberías de la UOP II con dirección a la unidad de central del norte, donde se ubicará el cuadro de degradación de presión de vapor de 600 psig a 400 psig. Una vez que el vapor esté en condiciones de presión y temperatura, se integrará al cabezal de 400 psig a través de un hot-tap al cabezal principal de 400 psig, donde se encuentran las conexiones de descarga de producción de vapor del área de refinería o a través de la válvula de admisión de vapor de 400 psig a los turbogeneradores de la U-2400, todo esto con base a la viabilidad demostrada a través de las simulaciones realizadas en el programa Aspen Hysys, versión 10. Esta ingeniería se desarrolló con el objetivo de asegurar la confiabilidad y disponibilidad en los sistemas de producción de vapor para las plantas usuarias de servicios industriales de la GRB, en virtud del proceso de desmantelamiento de las calderas Distral (B-954/955), como aporte a la reducción de la huella de carbono y emisiones ambientales por parte de la empresa.
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Contenido
- Introducciónp. 13
- 1. Objetivosp. 15
- 1.1 Objetivo Generalp. 15
- 1.2 Objetivos Específicosp. 15
- 1.3 Alcance de los objetivosp. 15
- 2. Marco Conceptualp. 16
- 2.1 Conceptos básicos de termodinámicap. 16
- 2.2 Proceso de generación de vaporp. 18
- 2.2.1 Clasificación de las Calderasp. 19
- 2.3 Dimensionamiento de tuberíasp. 20
- 2.3.1 Dimensionado de tuberías según la velocidad del vaporp. 20
- 2.3.2 Selección de diámetro de tuberíap. 21
- 2.4 Dilatación térmicap. 22
- 2.4.1 Accesorios de dilataciónp. 23
- 2.5 Estación reductora de presiónp. 24
- 2.6 Metodología de análisis de riesgosp. 25
- 3. Estado del artep. 25
- 4. Metodologíap. 27
- 5. Resultadosp. 29
- Balance con el área de Refineríap. 29
- 5.1.1 Factibilidad técnicap. 29
- 5.1.1.1 Recolección de informaciónp. 29
- 5.1.1.2 Visita a campop. 34
- 5.1.1.3 Determinación y dimensionamiento de la tubería y el aislamientop. 36
- 5.1.1.4 Trazado isométrico de la líneap. 37
- 5.1.1.5 Simulación de la interconexión de los cabezales Balance-Refineríap. 38
- 5.1.2 Factibilidad económicap. 41
- de Refineríap. 43
- 5.3 Alternativas de puntos de interconexión y diámetros de tuberíap. 45
- 6. Conclusionesp. 46
- Referenciasp. 48
- Apéndicesp. 50
- Tabla 1. Consecuencias sobre y subdimensionamiento de tuberíasp. 20
- Tabla 2. Valores estimados para el cálculo de dimensionamientop. 21
- Tabla 3. Balance de producción de las calderas de Refinería (A)p. 30
- Tabla 4. Balance de producción de las calderas del área Balance (B). 30 de mayo 2022p. 30
- Tabla 5. Valores estimados para realización de cálculosp. 36
- Tabla 6. Alternativa 1p. 38
- Tabla 7. Alternativa 2p. 39
- Tabla 8. Operación normalp. 40
- Tabla 9. Beneficios económicos del proyectop. 41
- Tabla 10. Situaciones que pueden afectar la operación de la líneap. 44
- Tabla 11. Dimensiones tuberías de acerop. 50
- Tabla 12. Flujos Minimosp. 67
- Tabla 13. Flujos máximosp. 67
- Figura 1. Tabla de vaporp. 17
- Figura 2. Corte transversal caldera B-2952. Manual de procesos GRB-PIBp. 19
- Figura 3. Curva de dilataciónp. 23
- Figura 4. Junta deslizantep. 24
- Figura 5. Estación válvula reductora de presiónp. 24
- Figura 6. Diagrama de distribución de vapor del área de Balancep. 32
- Figura 7. Diagrama de distribución de vapor del área de Refinería (PI&D SIREF)p. 33
- Figura 8. Imágenes geográficas de ubicación de las unidades de puntos de conexiónp. 34
- Figura 9. Punto de inicio cabezal de interconexión. Lado norte de la U2650p. 34
- psigp. 43
- Figura 11. Esquema del trayecto del cabezal de interconexiónp. 35
- Figura 12. Conexión a cabezal de 600 psig del área de Balancep. 37
- Figura 13. Simulación alternativa 1. Línea de 14”, Schedule 80 a 250 klb/hp. 39
- Figura 14. Simulación alternativa 2. Línea de 16”, Schedule 80 a 250 klb/hp. 39
- Figura 15. ¿Formato que pasa sí?p. 43
- Figura 16. Debate de las situaciones presentadas en TEAMSp. 44
- Figura 17. Identificación de soportería dentro del banco de tubería de la U2650p. 51
- Figura 18. Salida de la unidad U2650 lado surp. 52
- Figura 19. Entrada a banco de tubería después de la U2650p. 52
- Figura 20. Banco de tubería después de la U2650p. 53
- Figura 21. Trazado sobre espacio disponible en banco de tubería y soporteríap. 53
- Figura 22. Área Casa Bombas Cp. 54
- Figura 23. Área Casa Bombas Cp. 54
- Figura 24. Área lavado deintercambiadoresp. 55
- espacio disponiblep. 55
- Figura 26. Continuación de tramo por soportería a nivel hacia el separadorp. 56
- Figura 27. Continuación de tramo por soportería a nivel hacia el separadorp. 56
- Figura 28. Interconexión a entrada viaductop. 56
- Figura 29. Curvatura interconexion sobre banco de tuberíap. 57
- Figura 30. Tramo por en salida del viaducto de Patio Cp. 57
- Figura 31. Valores de coeficiente Y. ASME B31.3p. 58
- Figura 32. Selección E ASME B31.3p. 58
- Figura 33. Selección W ASME B31.3p. 58
- Figura 34. Selección S ASME B31.3p. 59
- Figura 35. Matriz de aislamientop. 60
- Figura 36. Especificación aislamientop. 60
- Figura 37. Conexión cabezal de Balance U2650p. 61
- Figura 38. Trazado banco de tubería del área de tanques de Balancep. 61
- Figura 39. Trazado banco de tubería del área de tanques de Balancep. 62
- Figura 40. Trazado banco de tubería del área de tanques de Balancep. 62
- Figura 41. Trazado banco de tubería del área del separador SE-3090 de Balancep. 63
- Figura 42. Trazado banco de tubería del área de Contraincendiosp. 63
- Figura 43. Trazado banco de tubería del área de la UOP IIp. 64
- Figura 44. Trazado Área Central del Nortep. 64
- Figura 45. Simulación alternativa 1. Línea de 14”, Schedule 80 a 290 klb/hp. 65
- Figura 46. Simulación alternativa 1. Línea de 14”, Schedule 80 a 90 klb/hp. 65
- Figura 47. Simulación alternativa 2. Línea de 16”, Schedule 80 a 400 klb/hp. 66
- Figura 48. Simulación alternativa 2. Línea de 16”, Schedule 80 a 90 klb/hp. 66
- Figura 49. Matriz RAMp. 70
- Figura 50. Formato para el registro del análisis de riesgop. 71
- Apéndice A. Tabla selección diámetro de tuberíap. 50
- Apéndice B. Trazado del cabezal de interconexiónp. 51
- Apéndice C. Selección de espesorp. 58
- Apéndice D. Selección de aislamientop. 60
- Apéndice E. Isométricosp. 61
- Apéndice F. Simulacionesp. 65
- Apéndice G. Formato factibilidadp. 68
- Apéndice H. Matriz RAM Ecopetrolp. 70
- Apéndice I. Formato what ifp. 71