P.2.0431.02 Sistemas de Quemadores

7/22/2019 P.2.0431.02 Sistemas de Quemadores

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ESPECIFICACION TECNICA PARA PROYECTO DE OBRAS

SISTEMAS DE QUEMADORES

(FLARE SYSTEMS)

P.2.0431.02

PRIMERA EDICIONFEBRERO 2001

SUBDIRECCION DE TECNOLOGIA Y DESARROLLO PROFESIONAL

UNIDAD DE NORMATIVIDAD TECNICA


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Primera Edic in 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 elPrograma de Modernizacin de la Administracin Pblica Federal 1995 - 2000, as como con lafacultad que le confiere la Ley de Adquisiciones Arrendamientos y Servicios del Sector publico, la Leyde Obras Pblicas y Servicios Relacionados con las Mismas y la Seccin 4 de las Reglas Generalespara la Contratacin y Ejecucin de Obras Pblicas, y Servicios Relacionados con las Mismas, expidela 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 yactualizacin, 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............ 31. 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 plataformasmarinas 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


9. Tubera e instrumentacin............................................. 229.1 Quemadores elevados.................................................. 22

9.2 Quemadores enclaustrados.... .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 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.... .. .. .. .. .. .. .. .. 2816. Anexos......................................................................... 29


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0. Introduccin.

Dentro de las principales actividades que se

llevan a cabo en Pemex Exploracin yProduccin (PEP), se encuentran el diseo,construccin, operacin y mantenimiento de lasinstalaciones para extraccin, recoleccin,procesamiento primario, almacenamiento,medicin y transporte de hidrocarburos, ascomo la adquisicin de materiales y equiposrequeridos para cumplir con eficiencia yeficacia los objetivos de la Empresa. En vistade esto, es necesaria la participacin de lasdiversas disciplinas de la ingeniera, lo queinvolucra diferencia de criterios.

Con el objeto de unificar los criterios, aprovecharlas experiencias dispersas, y conjuntar resultadosde las investigaciones nacionales einternacionales, Pemex Exploracin y Produccinemite a travs de la Unidad de NormatividadTcnica (UNT), esta especificacin, para suaplicacin en la seleccin de sistemas dequemadores.

1. Objetivo.

Este documento normativo tcnico establece losrequisitos mnimos para un adecuado diseo yseleccin de los sistemas de quemadores y susmateriales, a fin de que stos cumplan con losrequerimientos 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 paralograr una operacin eficiente y segura de losquemadores.

3. Actualizacin.

A las personas e instituciones que hagan uso de

este documento, se agradecer enven por escritosus sugerencias y recomendaciones a la siguientedireccin, con el fin de mantener actualizado elcontenido 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 quedisean quemadores de campo.

5. Referencias.

5.1 NOM-010-STPS-1994 "Relativa a lascondiciones de seguridad e higiene en loscentros de trabajo donde se produzcan,almacenen o manejen sustancias qumicascapaces de generar contaminacin.

6. Definiciones.

Ai re primar io . Es el que se mezcla con lacorriente de gas de desecho antes de quealcance el extremo de la descarga de laboquilla o la base de la flama. Suministra


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parte del oxgeno para efectuar lacombustin sin emanacin de humo.

Ai re secundar io . Es el que se mezcla conel gas de desecho directamente sobre lazona de combustin, dada la naturalezapropia de la flama y la turbulencia del gasen la descarga de la boquilla. Suministra laparte complementaria del oxgenorequerido para efectuar la combustincompleta.

Mxima condicin de desfogue. Esaquella condicin que ocasiona el mayorflujo o mayor contrapresin en el sistemade desfogue.

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

Quemador. Es un medio seguro dedisposicin de gases de desecho porcombustin.

Quemadores de fosa. Son aquellos cuyasboquillas de quemado estn situadas anivel de piso o inferior, que normalmente

requieren de rea (excavada o rodeadacon sardinel o talud) para contenermateriales indeseables producidos porcombustin incompleta.

Flama. Reaccin de combustin, que sepropaga a travs del espacio a velocidadinferior a la del sonido, acompaadanormalmente de radiaciones visibles.

Flama premezclada. Se produce cuandola combustin tiene lugar en un medioconstituido por una mezcla previamente

preparada de combustible y comburente enntimo contacto.

Retroceso de flama. Es el fenmenoproducido cuando el flujo de gases dedesecho es bajo y el aire llega a difundirsedentro de la boquilla, formndose una

flama que se propaga hacia el interior delquemador.

Estabilidad de flama. Es la permanenciade la flama principalmente en la punta delquemador. Se presentan problemas paramantener una flama estable cuando lavelocidad del gas combustible es menorque la velocidad de la flama, ya que existela posibilidad de combustin dentro de laboquilla. Cuando existen velocidades altasde gas combustible, mayores que lavelocidad de flama, se tienen problemas deseparacin de la flama de la boquilla delquemador.

Radiacin . Mecanismo de transferencia decalor, caracterizado por la transmisin deenerga radiante desde una fuente deelevada temperatura hacia un receptor demenor temperatura.

Humo. Es el resultado de la emisin departculas de carbn formadas comoproducto de una combustin incompleta.

Toxicidad. Indica el grado mximo deconcentracin a la que puede ser toleradauna sustancia en el aire por un tiempo

determinado.

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

Tanque de sello . Es un recipiente quecontiene agua cuyo objeto es extinguir unaflama que ha retrocedido desde elquemador. El sello en el tanque estdeterminado por la presin de descarga en

la boquilla del quemador.

Tanque separador de lquidos. Es unrecipiente cilndrico que se instala en unsistema de desfogue con el fin de eliminarel lquido arrastrado por la corriente, paraevitar su presencia en los quemadores.


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Lmite de inflamabilidad . Las mezclashomogneas de combustible-aire, puedenpropagar ondas de combustin solamente

dentro de un rango limitado decomposicin. Las composiciones de esterango se dice que estn dentro de loslmites de inflamabilidad.

Lmite inferior de inflamabilidad . Es lacomposicin de vapor-aire que contiene lacantidad mnima de vapores dehidrocarburos en el aire para formar unamezcla combustible.

Lmite superior de inflamabilidad . Es lacomposicin de una mezcla de vapor-aire

que contiene la cantidad mxima de vaporde un hidrocarburo en el aire para formaruna mezcla combustible.

Sistemas de alivio de presin . Es unarreglo que comprende: Mecanismo (s) dealivio de presin, tubera y un medio parael alivio seguro y disposicin de fluidos enfase lquida o vapor.

Dispositivos de alivio de presin . Sonaccesorios diseados para aliviarautomticamente fluidos cuando la presin

de los equipos y tuberas que protegenllegue a un lmite predeterminado.

Purga. Dispositivo que permite laextraccin de fluidos indeseables de unequipo, tubera o accesorio.

Instalaciones finales del sistema dedesfogue. Se utilizan para tratar o eliminarlos fluidos provenientes de las redes detubera del sistema de desfogue.

Fuente de emisin de gases . Escualquier instalacin que produce gases.

Cabezal de desfogue. Es la tuberaprincipal a la que llegan todas las tuberassecundarias de fluido (aliviado) llevndolohasta el quemador.

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

Tipos de d escarga. El cono invisible de ladescarga de un venteo puede ser de 5tipos, dependiendo de las condicionesmeteorolgicas.

a) Cclico ( looping). Ocurre cuando laatmsfera se encuentra en condicionesinestables. El cono asciende o desciendealternativamente despus de dejar lachimenea, cuando llega al piso permaneceen contacto con el suelo, luego sube y mstarde repite su camino. Esto depende de la

velocidad del viento.

b) Ab an ico (fanning). Ocurre cuando laatmsfera est en condiciones casiestables. El cono sale en forma de abanicoen plano horizontal que gradualmentetiende a atenuarse ms, viento abajo.

c) Cnico (coning). Es caracterstico paracondiciones atmosfricas estables. Selogra cuando la velocidad del viento esigual o excede a 20 millas por hora. El gastendr forma de un cono angosto. El

ngulo del cono variar de 30 a 40 gradosy el eje del perfil del cono apuntar vientoabajo.

d) Fumigacin (fumigation). Escaracterstico de una inversin alta. Enestas condiciones el cono tiende adispersarse viento abajo.

e) Elevado (lofti ng). Es caracterstico de unainversin cercana al piso. Es opuesta a lafumigacin. El cono tiende a dispersarsehacia arriba.

7. Diseo.

Uno de los principales requerimientos en eldiseo de un sistema de quemadores es lacombustin sin humo. Para promover ladistribucin uniforme del aire de combustin, y


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as prevenir la formacin de humo, se requiereenerga para crear turbulencia y mezclarlo conel gas a quemar. Esta energa puede estar

presente en los gases, en forma de presin obien, puede ser suministrada por otros medios,tales como la inyeccin de vapor de altapresin, aire comprimido o soplado de aire abaja presin a los gases de salida de laboquilla del quemador. Los procedimientospara la eliminacin de humo son los siguientes:

a) Inyeccin de vapor. El procedimiento mascomn es la inyeccin de vapor de aguapara reducir la produccin de humo y hollna consecuencia de un aumento de lavelocidad de quemado y turbulencia. La

cantidad necesaria de vapor de agua parareducir la formacin de humo se calculamediante 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 cada0.454 kg (1 lb) de hidrocarburo quemado sinhumo, se requiere 0.1362 kg (0.3 lb) de vaporde agua para un hidrocarburo con pesomolecular de 28.

El vapor de agua que se suministra para laeliminacin de humo debe sersobrecalentado de 689.5 a 1034.2 kPa(7.03 a 10.55 kg/cm2).

El dimetro de lnea de suministro devapor de agua a la boquilla del quemadorse 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 devapor, en mm (pulgadas).

b) Inyeccin de aire a baja presin. Laprimer alternativa a considerar paraeliminar el humo en un quemador, si no secuenta con suficientes servicios auxiliaresen el sitio, es utilizar aire impulsado por unsoplador o un ventilador. Este sistema tieneun costo inicial mas alto debido a que serequiere un soplador de aire; sin embargo,

tiene costos de operacin mucho mas bajosque un diseo asistido por vapor. Larelacin airecombustible debe ser de 3.1.

El flujo de aire se determina mediante laecuacin 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 rangode 6.89 a 34.45 kPa (0.0703 a 0.3515 kg/cm)manomtricos.

c) Inyeccin de aire a alta presin . Estaaplicacin es menos comn debido a queel aire comprimido es normalmente mascaro que el vapor. Sin embargo se puedeaplicar en instalaciones localizadas endonde haya escasez de agua para producir

vapor o donde la corriente de gas relevadopuede reaccionar con el agua. El airenormalmente se suministra a 689.5 kPa(100 lb/in2) y la masa requerida esaproximadamente 20% mayor que larequerida para el vapor, ya que el airecomprimido no produce la reaccin dearrastre agua-gas que ocurre con el vapor.

)M10.8(0.68WWst =

6

ddst =


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

El ducto de entrada al ventilador debe contarcon filtro y silenciador.

d) At omizad o de agua. Si se requierequemado sin humo se puede usar,tambin, un chorro atomizado de agua,este procedimiento es poco comn y seutiliza especialmente en quemadoreshorizontales cuando se requiere eliminargrandes cantidades de agua de deshechoo salmuera. La cantidad de agua requeridapara 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 enpeso del hidrocarburo quemado. Estarelacin es funcin del peso molecular ydel grado de insaturacin delhidrocarburo, por ejemplo:

r = 19, para gases con alto contenido deinsaturados.

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. Lossistemas de gas de relevo a alta presinno requieren de ningn servicio auxiliarcomo vapor o aire para promover la

combustin sin humo. Estos sistemasutilizan la presin disponible del gas aquemar, tpicamente 103.43 a 206.85 kPa

(15 a 30 lb/in2) mnima en la boquilla delquemador y tienen muchas ventajas paraquemar grandes cantidades de gasrelevado debido a la facilidad de suoperacin 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 decontaminantes.

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 debentomarse en cuenta para decidir la construccindel quemador elevado en un sistema dedesfogue son:

a) Cuando el fluido manejado est en estadogaseoso, sea txico y/o corrosivo einflamable.


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b) Dispersin con mayor efectividad de losproductos de la combustin.

c) Reduce la radiacin de calor al nivel depiso, debido a que la boquilla en donde selleva a cabo la combustin se monta en elextremo superior de la chimenea.

d) Es apropiado para quemar grandescantidades de gas.

7.2.2 Factores de diseo .

a) Criterios para determinar el dimetro .

Un quemador debe ser capaz de manteneruna flama estable durante el mayor flujoposible, los vapores deben estar libres delquidos y la formacin de humo debeminimizarse tanto como sea posible.

Debe mantener un encendido continuo. El dimetro del quemador se debe

seleccionar con base en la velocidad desalida de los gases y la cada de presin atravs de la boquilla.

Se debe estimar una velocidad adecuadade salida de los gases a quemar paramantener una flama estable.

Para seleccionar la boquilla de quemadose debe determinar la presin mxima,temperatura mxima y la composicin delos gases a quemar; as como el tipo deoperacin, considerando que en lasdescargas de desfogue mas frecuentes sedebe operar sin emisin de humo y puedepermitirse la emisin de humo, solo encaso de las descargas de emergencia porperiodos de tiempo muy cortos.

El quemador debe disearse para lacondicin de flujo mximo.

Las cargas de relevo afectan grandementeel tamao requerido de los cabezales delquemador y la lnea ascendente. La cargatotal de relevo al quemador es obtenida

por adicin de las cargas de relevo quepueden ocurrir simultneamente.

La velocidad de salida de los gases aquemar no debe ser mayor de 0.5 Machpara los mximos flujos, manteniendo unavelocidad de 0.2 Mach para lascondiciones de operacin normal parasistemas de desfogue de baja presin; sinembargo, operar a velocidad snica puedeser apropiado para los sistemas de gasesa alta presin.

Se recomienda una cada de presin de13.79 kPa (2 psig) a travs de la boquilla.

b) Criterios para determinar la altura.

La altura del quemador se debeseleccionar con base en la intensidad delcalor radiante generado por la flama y enla distancia requerida de la base delquemador al punto en el cual se requieratener la intensidad de radiacin mximapermisible.

Tabla No. 1Niveles de radiacin recomendados para

diseo.

EXPOSICIONINTENSIDAD DE RADIACIONPERMISIBLE kW/m2 (BTU/h-

pie2)

Exposicin prolongadadel personal. 1.58 (500)

Exposicin en un cortointervalo de tiempo delpersonal que trabajaen el rea. 4.73 (1500)

Exposicin delpersonal efectuandoacciones deemergencia que noduren mas de unminuto con ropaapropiada. 6.31 (2000)

Exposicin del equipo(Tanques, unidad deencendido remoto).

9.46 (3000)

Exposicin de lasestructuras y reas endonde no hayapersonal operando. 15.77 (5000)


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La estructura del quemador se debedisear con un valor de intensidad deradiacin de 15.77 kW/m2, (5000 BTU/h-

pie2).

El 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.

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

al umbral de dolor.

INTENSIDADkW/m2(BTU/h-

pie2)

UMBRALDEL

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 seconsidera que las personas reaccionan enun tiempo de 3 a 5 segundos y se

requieren 5 segundos ms para que elpersonal se retire del rea, por lo queresulta un tiempo total de exposicin de 8a 10 segundos. El nivel de intensidad deradiacin permisible en la base delquemador es de 4.73 kWm (1 500 BTU/h-pie) para un tiempo mximo de exposicinde 9 segundos.

d) Cuando se manejen gases txicos debeconsiderarse tambin, que el quemadortenga la altura suficiente para que laconcentracin de los mismos a nivel del

piso no exceda el lmite aceptable detoxicidad en caso de que se extinguiera laflama del quemador (Tabla No. 1).

e) Para el diseo de la estructura de losquemadores se debe considerar latemperatura de los gases desfogados, laresonancia producida por el viento y latemperatura ambiente.

Los valores recomendados de nivel deruido en funcin del tiempo de exposicinse muestran en tabla 8.

El nivel de ruido, producido en elquemador no debe exceder de 90 db anivel de piso.

No todo el calor generado por la reaccinde combustin es transmitido porradiacin, por lo que debe determinarse lafraccin de calor radiado. Los valores de lafraccin de calor radiado (F), segnOenbring y Sifferman, dependen del pesomolecular 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 considerarpara determinar el centro de flama ycalcular la distancia a la cual se debeinstalar el quemador.

Una flama bajo influencia de viento seinclina en la direccin que el viento est

soplando. El efecto del viento lateral semuestra en las figuras 14 y 15, las cualesrelacionan el desplazamiento horizontal yvertical del centro de la flama con larelacin de velocidades del viento lateral yde salida de los gases.

7.2.3 Clasificacin de los quemadoreselevados de acuerdo a la estructurade soport e.

a) Quemador tip o torr e (fig. 1).

El quemador tipo torre se recomienda paraalturas mayores a 30.48 m (100 pie), esideal para instalarse en lugares donde lasdistancias disponibles con respecto a otrosequipos estn limitadas y se requierasoportar mas de una boquilla.


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Se construye basndose en perfilesestructurales hasta formar una torre la cualpuede ser de seccin triangular o

rectangular, segn sea el nmero deboquillas soportadas. Sus caractersticasde solidez y resistencia deben proyectarsede manera que pueda soportar dos o tresboquillas de quemado. Tiene la desventajade que el tamao de los arrestadores deflama que se puedan emplear est lim itadopor el espacio interno de la estructura.

b) Quemador cableado (fig. 2).

Puede emplearse un solo dimetro detubera hasta la boquilla de quemado sin

necesidad de estructura. Se construyeequilibrando la tubera con cables ocontraventeos a fin de soportar los efectosssmicos, los del viento y los de su propiopeso. Tiene la desventaja de que necesitamucho espacio. Cuando se tienenexpansiones trmicas severas, debetenerse cuidado en la manera de instalarlos cables, en el ngulo que formen con latubera elevada y en el nmero de cablesque se utilicen.

c) Quemador autoso port ado (fig. 3).

Se usa principalmente en sistemas quedemandan poca altura y espacio. Suconstruccin se hace uniendo tuberas demayor a menor dimetro. Generalmente seusan tres dimetros; el mayor se sujeta aun tanque de sello, un tanque separadorde lquidos o un arrestador de flama. Tienela desventaja de que puede verse sujeto aoscilaciones rtmicas producidas por elviento y se recomienda limitarlo a unaaltura mxima de 91 m. Adems, slopermite una boquilla de quemado.

7.2.4 Boquillas.

Todas las boquillas que se utilicen enquemadores elevados deben incluir:

a) Pantallas rompevientos.

b) Anillo de retencin de flama.

c) Pilotos con lnea de suminis tro de gascombustible, sistema electrnico deencendido automtico y monitoreo de

flama.

d) Bridas para conexin a sellos o a lneas dedesfogue.

7.2.4.1 Los quemadores elevados con emisinde humo deben utilizar boquillas del tipoconvencional (fig. 4a) constituidas basicamentepor un tubo revestido internamente con materialrefractario as como las partes mencionadasanteriormente.

7.2.4.2 Para quemado sin emisin de humo

pueden emplearse los siguientes tipos deboquillas.

a) Boquilla con eliminacin de humo porsuministro de vapor de agua. Existen lassiguientes variantes: Con inyeccin centralde vapor, con anillo de inyeccin de vapor,con una serie de inyectores vapor/aire ocombinaciones de las tres paraaplicaciones particulares.

Con inyeccin central de vapor (fig. 5a), sedebe tener una lnea que regule la

cantidad de vapor requerida, situadaconcntricamente en el interior de la lneade desfogue o lnea principal de laboquilla. El extremo de la lnea de vaporest cerrado y tiene orificios mltiples dedescarga orientados a un ngulo apropiadopara que el vapor sea distribuidouniformemente en toda la zona de la basede la flama.

Con anillo de inyeccin de vapor (figs. 4b y5a), el vapor se debe suministrar a travsde una lnea que se conecte al anillomltiple de distribucin que tienen lasboquillas de inyeccin con orificios dedescarga de 3.175 mm (1/8 pulg.) dedimetro e inyectan vapor radialmentehacia la flama.

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


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

b) Boquilla con eliminacin de humo porsuministro de aire fig. 24. Esta boquilla esalimentada por medio de dos tubosconcntricos, por uno de los cuales fluye elgas y por el otro aire primario. Unventilador o soplador suministra lacantidad de aire primario que se mezclacon la corriente de gas antes de efectuar lacombustin.

7.2.5 Equipo y servici os auxili ares.

7.2.5.1 Sellos.

a) Sello lquido (Fig. 9a y 9b). Este equipoes utilizado para evitar el retroceso de laflama, mantener presin positiva paraimpedir la introduccin de aire al cabezal yevitar mezclas explosivas aire-gas en elcabezal de desfogue y para direccionar elflujo de gas relevado entre dos o masquemadores. Para los criterios de diseover el inciso 7.7.

b) Sello molecular (fig. 6). Este tipo de selloutiliza una doble curvatura tipo U

invertida una hacia la otra, para prevenir elpaso de aire al interior del quemador. Apesar de su efectividad, este sello tienealgunas desventajas: es muy pesado ygrande debido a la complejidad de suspasajes; requiere de una estructura fuerte;su eficiencia se ve reducida si sus pasajesse llenan parcialmente de agua y aunquese puede drenar completamente, removerel refractario representa un alto costo demantenimiento. Por otra parte, requiere demenor volumen de gas de purga, pero esterequerimiento aumenta por el viento o si sepresenta alguna contraccin trmica.

c) Sello fludico (fig. 7). Consiste de una seriede bafles o mamparas orientadas de talforma que la corriente de aire que puedaentrar en la boquilla regrese por lasparedes de la misma. El bafle origina queel gas salga por el centro de la boquillacreando un flujo positivo hacia la salida.

Este efecto puede ser reforzado por elempleo de un gas de ayuda o gas depurga. El sello fludico contrarresta las tres

causas de entrada de aire al quemador,alta velocidad del viento, oscilacin ycontraccin trmica. Este tipo de sellos seutiliza para dimetros nominales de 50 a1830 mm (2 a 72 pulgs).

d) Sello tipo laberinto (fig. 8). Utiliza dosdeflectores para producir un cambio de180 en la direccin del flujo de gasevitando con esto la entrada de aire a lachimenea. En operacin normal serequiere un flujo positivo para vencer ladifusin en la interfase aire/gas. Este tipo

de sellos se utiliza frecuentemente paradimetros nominales de 50 a 1830 mm (2 a72 pulgs).

7.2.5.2 Gas de pur ga.

El gas de purga debe ser gas natural, gasinerte o nitrgeno. Para que no se formenmezclas explosivas. El flujo de gas de purgadebe ser el suficiente para mantener elvolumen de oxgeno libre por debajo de 6%,cuando menos a 7.6 m (25 pies) del ladointerno de la boquilla, a partir de su extremo

superior.Tiempo de purgado del sistema. Los sistemasde desfogue deben ser purgadoscompletamente antes de entrar en operacincon el fin de barrer el aire que contienen. Eltiempo mnimo de barrido debe ser:

horasQvV =

Donde:

V = Volumen total del sistema en metroscbicos, incluyendo cabezales, tanquesseparadores, sellos y quemador.

Qv = flujo de gas de purga m3/h.

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


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

El flujo de gas de purga puede calcularsemediante la ecuacin:

Qv = b M-0.565d3

Donde:

b = 0.214

d = dimetro del quemador (pulgadas).

M = peso molecular, lb/lb mol.

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

7.2.5.3 Pilotos.

El piloto debe ser capaz de producir una flamaconstante al quemador a pesar de lascondiciones atmosfricas ms adversas. El gasnecesario para la flama vara con la velocidaddel viento, puede variar por ejemplo: de 2.83m3std/h (100 pies3 estd/h) con viento calmadohasta 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 laparte del piloto en cuyo interior se lleva acabo la mezcla gas aire necesaria para la

combustin. Esta mezcla es enviada alquemador a travs de un venturi donde seproduce una velocidad tal que evite enparte el retroceso de la flama.

El piloto debe ser encendidoautomticamente desde un panel remoto.

Generalmente se deben instalar 3 pilotospara contrarrestar el efecto del viento yevitar que la flama se apague, colocados a

120 uno del otro.

7.2.5.4 Sistemas de encendi do.

Los tipos de encendido mas utilizados enpilotos son los siguientes:

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

La boquilla del quemador debe ser equipadacon pilotos encendidos continuamente. Elsistema de encendido de los pilotos debe ser

altamente confiable, de encendido electrnico ycontar con monitoreo del estatus de los pilotospor el principio de ionizacin de flama o contermopar, reencendido automtico y encendidomanual. Cada piloto debe tener controles deencendido y monitoreo independientes.

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

El piloto aspira aire con el gas combustiblealimentado al piloto para crear una mezcla

combustible la cual es alimentada en la boquilladel quemador del piloto. La boquilla delquemador incluye un electrodo de alto voltaje elcual es excitado con CA de alto voltajeformando un arco elctrico que es descargadocreando una chispa que enciende la mezclaaire-combustible en la boquilla del quemador.

Para operar el monitoreo por ionizacin deflama, el electrodo es excitado con un pequeopotencial de corriente alterna aplicado entre elelectrodo y la tierra. Si no se presenta flama sedetecta un circuito abierto. Sin embargo, siexiste flama, la boquilla del piloto contendruna nube de gas ionizado (Ionizacin deflama). Estos gases ionizados crean un circuitocerrado entre el electrodo y la tierra.


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

Un tablero de encendido como el de la figura13, debe tener una corriente de gascombustible y una de aire comprimido. Lamezcla necesaria para la combustin, se haceen una cmara de combustin en la que lachispa necesaria para el encendido, la da unabuja excitada por un transformador elctrico.

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

Cuando se requiera ms de un quemador para

un lugar especfico, cada quemador debe tenersu tablero de encendido. Los tableros sepueden arreglar de tal manera que se formeuno solo.

La localizacin del tablero de encendido debepermitir el mantenimiento a las partes del pilotoy del encendedor que lo requieran, con elquemador en operacin. Los tableros que usenaire comprimido y gas combustible puedenubicarse hasta una distancia de 1500 metros delos quemadores.

El tablero de encendido debe contener comomnimo lo siguiente:

Vlvula de corte, entrada de aire y gascombustible.

Indicadores de presin de aire y gascombustible.

Transformador de encendido. Cmara de combustin. Mezclador, lneas de aire y gascombustible 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 deencendido.

Distribuidor de encendido.c) Piloto con encendido elctrico de gas

(fig. 12).

Este sistema consta de un ducto para el frentede flama que toma la mezcla aire-gascombustible del tubo de alimentacin de gas alpiloto y que es encendida por una descarga decorriente directa de alto voltaje, por lo que norequiere de aire comprimido para el encendido.

Las condiciones de operacin del gas y aire enun sistema de encendido pueden ser losindicados en la Tabla No. 3.

Tabla No. 3.-

Valores de operacin del g as y aire en unsistema de encendido.

Servicio Cantidadm3/h (pie3/h)

PresinkPa (lb/ft2)

Gas paraencendido

5.66

(200)

98 a 205.8

(14.22 a 29.9)

Aire paraencendido

0.849

(30)

206.68

(2.109)

Gas apilotos

2.83 a 8.49

(100 a 300)

98 a 205.8

(14.22 a 29.9)

7.3 Quemadores enclaustr ados"enclosed".

Los quemadores de campo enclaustradosofrecen 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, tienenlimitaciones de capacidad cuando se lescompara con los quemadores elevados cuando

se requiere quemar grandes cantidades de gasrelevado. Otra desventaja es la acumulacinpotencial de una nube de gas en el caso de malfuncionamiento del quemador, por lo que serequieren sistemas especiales para ladispersin de esta nube.

En general, cualquier boquilla de las descritasanteriormente puede ser instalada en elextremo superior de una chimenea o a nivel depiso. Estos quemadores se caracterizan porcontar con una coraza recubierta internamentecon material refractario y unas persianas contra

viento.

Estos quemadores normalmente son de etapasy boquillas mltiples, sin produccin de humo ydeben especificarse para la condicin de flujomxima de descarga mas frecuente.

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

7.3.1 Quemado r de placa aletada (Fig. No.18a).

En este tipo de quemadores, el flujo de gas sedivide en una serie de etapas de quemado atravs de lneas paralelas conectadas alcabezal principal. El flujo de gas se distribuye acada etapa por medio de vlvulas controladorasescalonadas en diferentes rangos de presin.Estas vlvulas se instalan a la entrada delcabezal de distribucin sobre cada lnea dedistribucin de las etapas de quemado(exceptuando la primera etapa).

Estos quemadores constan de una placaaletada que distribuye el gas a travs de unamatriz de pequeos agujeros adjunta a la placaaletada. Al tiempo que el gas sale por lasperforaciones, incide en la placa formando unapelcula delgada. De esta forma el aire semezcla eficientemente con la pelcula llevandoa cabo una combustin limpia y de bajaluminosidad.

La aleta debe estar perfilada para actuar comoun estabilizador de flama y mejorar launiformidad de la combustin. Los cabezales

deben estar arreglados de forma que norestrinjan la entrada de aire y prevengan lasturbulencias y remolinos al flujo de aire hacialos orificios del quemador.

Debido a que estos quemadores son patentespropiedad de los fabricantes la especificacines por el proveedor.

7.3.2 Quemador tip o ventana (Fig. 18b).

Estos quemadores pueden ser operados poretapas por medio de vlvulas automticas.

Operan con muy baja radiacin, la flama no esvisible, muy bajo ruido y alta velocidad dedestruccin de hidrocarburos.

Debido a que estos quemadores son patentespropiedad de los fabricantes la especificacines por el proveedor.

7.3.3 Equipo y servic ios auxili ares.

7.3.3.1 Sellos.

Se deben instalar tanques de sello hidrulico

entre los cabezales de desfogue de las plantasde proceso o de almacenamiento, y losquemadores. Por medio de los tanques de sellose implementa el sistema de control de flujo degas de desfogue por etapas, ya sea a un soloquemador o a una instalacin combinadaconstituida por quemadores sin humo paramanejar desfogues continuos y quemadores deemergencia. En el punto 7.7 se indican loscriterios de dimensionamiento.

7.3.3.2 Gas de purg a o barrido .

Para contar con una condicin segura, debemantenerse un flujo positivo de gas libre deoxgeno para evitar en cualquier momento, quela concentracin de oxgeno del aireatmosfrico, dentro de las lneas de conexin alas boquillas de quemado, en un punto situadoa 7.6 m (25 pies) de stas, sea mayor del 6%.


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Se recomienda introducir el gas de purgadirectamente a la lnea de entrada del cabezalde desfogue a los tanques de sello, de tal

forma que se efecte el barrido desde lostanques, los cabezales a los quemadores, lossubcabezales y lneas de conexin, hasta lasboquillas de quemado.

7.3.3.3 Pilotos.

Los quemadores de etapas mltiples debencontar con un mnimo de 2 pilotos para laprimer etapa y uno para cada una de las etapassubsecuentes.

7.3.3.4 Sistema de encendido .

El sistema de encendido y el consumo de gasdeben cumplir con las especificaciones delpunto 7.2.5.4.

7.4 Quemadores de fos a.

Los quemadores de fosa son recomendablespara quemar desechos lquidos o gaseosos enterrenos en cuyos alrededores no haya o nohabr zonas habitacionales y que cuenten conamplios espacios para cumplir con las normassobre la dispersin de contaminantes, el ruido y

la luminosidad.

7.4.1 Factores de diseo de quemadoresde fosa.

7.4.1.1 Se deben dimensionar al 100% delgasto mximo de desfogue en la condicin mscrtica.

7.4.1.2 El nmero de mach es la relacin dela velocidad real del gas en la descarga de laboquilla entre la velocidad snica del mismo,(nmero de mach = V/Vs). Para los sistemas de

desfogue de gas a baja presin la velocidad delos gases a quemar no debe ser mayor a 0.5Mach para el flujo mximo, manteniendo unavelocidad de 0.2 Mach para las condiciones deoperacin normal y descargas de desfogue masfrecuentes.

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

7.4.1.3 La altura del fondo de la fosa a laboquilla del quemador, se debe especificar conbase en la profundidad de la misma,

recomendndose un valor mnimo de 1.5 m (5pies).

7.4.1.4 El rea de la fosa se determina conbase en el flujo de gas a quemar, requirindose0.093 m2 (1 pie2) de superficie para quemar638.2 m3/da (22.55 miles de pies cbicosestndar por da).

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

7.4.1.6 Cantidad de distribucin de oxgeno

en la zona de combustin; para conseguir unacombustin completa del hidrocarburo, serequiere que la cantidad estequiomtrica deoxgeno o la cantidad equivalente de aire sea lacorrecta, la que variar con la clase decombustible. Para una parafina se requiere queel 20% de la cantidad de aire estequiomtricose distribuya uniformemente en la zonaprimaria de mezclado, mientras que para unaolefina la cantidad de aire primario debeincrementarse a un 30% del volumenestequiomtrico requerido.

7.4.1.7 Temperatura en la zona decombustin. Al aumentar la temperatura en lazona de combustin se incrementa ladescomposicin trmica del hidrocarburo,proporcionando una mayor emisin de carbn yhumo a la atmsfera.

7.4.1.8 Tipo de hidrocarburo a quemar. A unamisma temperatura, la descomposicinaumenta conforme la relacin carbn/hidrgenose incrementa, por lo que el quemado dehidrocarburos insaturados provoca mayoremisin de humo que el de los saturados.

7.4.2 Boquillas.

La eliminacin de humo en los quemadores defosa se logra distribuyendo adecuadamente lacantidad suficiente de aire en la zona decombustin para efectuar una combustincompleta. Se tienen los siguientes tipos deboquillas:


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a) Quemador de lqui do a alta presin .

Se elimina la produccin de humo por la

atomizacin del lquido por medio de aire o gasy se complementa con la asistencia de agua oaire a baja presin.

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

El efecto Coanda se lleva a cabo cuando unapelcula delgada de gas a alta velocidad pasasobre una superficie curvada que refuerza lainduccin de aire. Estos quemadores puedenser construidos de unidades modulares

interconectadas a un cabezal para satisfacercualquier condicin de flujo.

c) Quemador de gas a alta presin .

Quemador de etapas mltiples controladas pormedio de vvulas automticas, excepto laprimer etapa que tiene paso libre, que utiliza laenerga de la corriente de desecho paraproporcionar una combustin sin humo y unaeficiencia de destruccin de hidrocarburosextremadamente alta sin la ayuda de serviciosauxiliares.

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

a) Pantallas o mamparas rompevientos.

b) Dispositivos para retencin de flama.

c) Pilotos con lnea de suministro de gascombustible, sistema de encendido automticoy 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 lossiguientes sellos.

7.4.3.1 Tanques de sell o.

Se deben instalar tanques de sello hidrulico

entre los cabezales de desfogue de las plantasde proceso o de almacenamiento, y losquemadores de fosa.

Por medio de los tanques de sello seimplementa el sistema de control de flujo degas de desfogue por etapas, ya sea a un soloquemador o a una instalacin combinadaconstituida por quemadores sin humo paramanejar desfogues continuos y quemadores deemergencia.

El sello presentado por un tanque, est

determinado por la profundidad a que estsumergida la tubera del cabezal de desfogueen el nivel de agua, la cual depende de lapresin disponible en la corriente de desfogue.

a) Tanques de sello horizon tales (Fig.9a).

Los quemadores de fosa deben disponer detanques horizontales de sello hidrulico, en loscuales las lneas de los cabezales de desfogueestn 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 operacindel sistema. Los criterios de dimensionamientose indican en el punto 7.7.

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

Los quemadores de fosa diseados paramanejar los desfogues de emergencia debenser alimentados por el gas de desfogueproveniente de tanques verticales de sellohidrulico, en los que se presenta unacontrapresin mayor a la corriente de desfoguea una profundidad de 91.4 a 121.9 cm (36 a 48pulgs). Los criterios de dimensionamiento seindican en el punto 7.7.

7.4.3.2 U de sello hidruli co (Fig. 21).

Estas se deben instalar en las lneas deconexin a las boquillas horizontales de losquemadores de fosa.


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Las lneas de conexin entre Us de sello y lasboquillas de quemado deben tener unapendiente mnima de 5% hacia las Us.

7.4.4 Gas de purg a o barrido .

7.4.4.1 Caractersticas.

Se suministrar un flujo mnimo de gas depurga (gas combustible libre de oxgeno, gasinerte o nitrgeno) a todos los tipos dequemadores de fosa.

7.4.4.2 Consumo.

Para contar con una condicin segura, debe

mantenerse un flujo positivo de gas libre deoxgeno para evitar en cualquier momento, quela concentracin de oxgeno del aireatmosfrico, dentro de las lneas de conexin alas boquillas de quemado, en un punto situadoa 7.6 m (25 pies) de stas, sea mayor del 6%.

7.4.4.3 Punto de inyecci n.

Se recomienda introducir el gas de purgadirectamente a la lnea de entrada del cabezalde desfogue a los tanques de sello, de talforma que se efecte el barrido desde los

tanques, los cabezales a los quemadores, lossubcabezales y lneas de conexin, hasta lasboquillas de quemado.

7.4.5 Pilotos.

Los pilotos deben ser de encendido automticopor medio de un sistema de encendidoelectrnico.

7.4.5.1 Protecto r cont ra vient o.

Se debe instalar con el fin de evitar la extincin

de las flamas.

Se recomienda utilizar rompevientosconstruidos por un tubo perforado con ranurasen el extremo de descarga y de cilindrocompleto; para dar proteccin a la flamapiloto en todas direcciones.

La longitud del rompevientos debe ser cuandomenos una tercera parte de la flamadesarrollada por el piloto.

7.4.5.2 Detector de falla de flama pilo to.

El monitoreo de la flama del piloto se debellevar a cabo por dispositivos con principiofsico de "ionizacin de flama" o por termopar.

7.4.5.3 Nmero de pil otos requerido s.

Los quemadores de etapas mltiples debencontar con un mnimo de 2 quemadores para laprimer etapa y uno para cada una de las etapassubsecuentes.

7.4.5.4 Sistema de encendid o y Consum ode gas.

El sistema de encendido y el consumo de gasdeben cumplir con las especificaciones delpunto 7.2.5.4.

7.5 Instalaciones combinadas.

Los sistemas de quemado deben operar sinproduccin de humo con el fin de cumplir con lasregulaciones ambientales establecidas en el Art.

12 del Reglamento para la prevencin y controlde la contaminacin atmosfrica originada por laemisin de humos y polvos, que dice: Lasemisiones de humo, provenientes deincineradores, no deben ser ms obscuras enapariencia que la sealada por el nmero dos dela carta de humo de Ringelmann ni de talcapacidad, que obscurezcan la visin delobservador en un grado mayor que el humocorrespondiente al nmero dos de la cartamencionada, excepto en periodos cuya duracinsea de tres minutos en una hora.

Dado el elevado costo de los sistemas deeliminacin de humo, los quemadores que utilicenestos sistemas sean diseados para manejar losflujos normales de desfogue, por esta razn esrecomendable instalar sistemas combinados dequemadores en los que se tenga un quemador sinhumo para desfogues y otro con humo que manejelos desfogues de magnitud mayor.


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Considerando lo anterior, pueden tenerse lossiguientes arreglos de quemadores; en los que elsistema de control de flujo e interconexin entre

los quemadores se efecte por medio de tanquesde sello hidrulico.

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

El quemador enclaustrado o de fosa sin emisinde humo debe disearse para manejar del 10% al15% del flujo mximo de desfogue en la condicinms crtica. En este rango de flujo se considera el95% de las ocurrencias de desfogue, por lo que elquemado sin humo prcticamente es constante.

El quemador elevado con produccin de humodebe disearse para manejar del 85 al 90% delgasto mximo de desfogue y entrada en operacincuando se presente algn desfogue deemergencia.

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

Estos quemadores se utilizan en sistemas endonde se manejan mezclas lquido-vapor y la

boquilla debe asegurar una adecuada atomizacinde los lquidos para vaporizarlos y mejorar lacombustin, evitando precipitaciones. Estosquemadores se instalan sobre un brazo unido a laplataforma por medio de tres piernas montadas a45odel eje de la plataforma. Se deben instalar conboquillas que sean capaces de quemar mezclaslquido-vapor como la siguiente:

7.6.1 Boquil la tipo Coanda (Figs. 19a y19b).

Estos quemadores utilizan la energa asociada algas de desfogue de alta presin para producir elEfecto Coanda. Los gases salen por una ranuraanular localizada en el cuerpo de la boquilla delquemador y son proyectados radialmente avelocidad snica a la superficie curvada del tazndel tulipn. Los gases al pasar se adhieren a lasuperficie del tulipn creando un fuerte vaco queaspira una gran cantidad de aire que se mezclacon el gas antes de encender y quemarse.

La premezcla aire-gas genera una combustin delos gases de desfogue muy eficiente, 100% sinhumo. La flama producida es de muy baja

radiacin y baja luminosidad, tambin es delgaday firme que no es distorsionada o inclinadafcilmente por los vientos cruzados.

Cualquier partcula lquida asociada a la corrientede gas de desfogue tambin debe pasar por laranura anular a velocidad snica. Al tiempo queestas partculas pasan a travs de la ranura y sonforzadas hacia la pelcula delgada de la superficiedel tazn del tulipn, hay una fuerza de corte muyfuerte que las atomiza efectivamente y sonfcilmente quemadas. La capacidad deatomizacin es tal, que el quemador puede

manejar hasta un 25% en peso de lquidoarrastrado sin escurrimiento, lluvia de fuego oproduccin de humo.

7.6.2 Gas de pur ga.

El gas de purga debe ser gas natural, gasinerte o nitrgeno. Para que no se formenmezclas explosivas, el flujo de gas de purgadebe ser el suficiente para mantener elvolumen de oxgeno libre por debajo de 6%,cuando menos a 7.6 m (25 pies) del ladointerno de la boquilla, a partir de su extremo

superior.7.6.3 Pilot os y sist ema de encendido .

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

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

Para dimensionar los tanques de sello, esnecesario determinar la mxima contrapresin delcabezal de desfogue. Esta contrapresindeterminar la longitud mxima, h, la tubera deentrada debe estar sumergida. El rea libre delrecipiente para el espacio vapor, arriba del nivel delquido, debe ser al menos tres veces el rea de laseccin transversal del tubo de entrada paraprevenir oleadas del gas al quemador. La longitudsumergida del tubo de alimentacin se calcula conla 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, almenos, al rea de un crculo con un dimetro D,que es igual a 2d, donde d es igual al dimetro deltubo de entrada.

La altura, H, del espacio vapor en un tanque desello vertical debe ser aproximadamente de 0.5 a1.0 veces el dimetro D, para tener espacio para laentrada de lquido de sello. Se sugiere una alturamnima de 1 m.

7.8 Modelos de disp ersin decontaminantes.

Debido a las cada vez mas severas restriccionescon respecto a la emisin de contaminantes a laatmsfera, es necesario verificar que la altura delos quemadores elevados cumplan con las normas

para la dispersin de los contaminantes.

El propsito de los modelos de dispersin esproporcionar un medio de clculo de los niveles deconcentracin de los contaminantes en el aire.Todos los modelos de dispersin requierenalgunos datos que describen la forma en que loscontaminantes son liberados. Los modelos massofisticados requieren detalles del medio al cual esliberado, tales como construcciones cercanas eirregularidades del terreno, tambin es necesariodefinir los puntos en los cuales se predice elimpacto de las emisiones. Entre los parmetros

ms importantes estn: la temperatura y velocidadde los gases de salida, la altura y dimetro delquemador, la velocidad del viento, coeficientes dedispersin vertical y horizontal, flujo msico de laemisin y elevacin del cono.

Los fabricantes deben garantizar que losquemadores cumplan con los niveles deconcentracin de contaminantes permisibles.

En la Tabla No. 9 se indican los lmites deconcentracin permisible para algunas substanciastxicas.

8. Materiales.

Los materiales deben cumplir con loespecificado en el cdigo ASTM o equivalenteadems de los siguientes requerimientosmnimos:

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

Las lneas de desfogue de los tanques de sello alos quemadores, deben construirse de acero alcarbn, especificacin ASTM-A-53 Grado B paralneas de hasta 609.6 mm (24 pulgadas) dedimetro y de especificacin ASTM-A-671 Grado

C55 para dimetros mayores. Estasespecificaciones son adecuadas para desfoguesque no sean txicos ni corrosivos. Cuando setengan condiciones de toxicidad y corrosin debeutilizarse la especificacin P.2.461.01 "Sistemasde desfogue" la norma de referencia NFR-001-Pemex-2000 Tubera de acero para recoleccin ytransporte de hidrocarburos amargos si sta esaplicable.


Los materiales de construccin para

quemadores elevados deben ser seleccionadospor su compatibilidad con el ambiente ytemperatura a las que el material estexpuesto.

La especificacin mnima de los materialespara los componentes principales dequemadores elevados se indica en la Tabla No.4.

!

P"02h=


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Tabla No. 4.-Materiales para los componentes p rincipales

de quemadores elevados.

Componente

Boquill a dequemado:

Material

Cuerpo ASTM A 312, TP-310 y 309

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

Anilllo retenedor deflama

ASTM B 409, Incoloy 800H

Refractario 97% almina

Brida ASTM A-216 Gr. WCB

Asas delevantamiento

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 deencendido remoto

Tablero ASTM A-283 Gr.C

Vlvulas debloqueo

ASTM A-216 WCB

Vlvulas de bloqueo ASTM A-216 WCB

Vlvulas de control ASTM A-53 Gr. B

Cmara decombustin

ASTM A-312 TP 316

Mirilla de la cmarade combustin

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

Tubera deinterconexin

ASTM-A-106 Gr. B

Sello f ludico

Cuerpo ASTM-A-312, TP-310

Internos ASTM A-240, TP-309

8.2 Quemadores enclaustr ados.

La especificacin mnima de los materialespara los componentes principales dequemadores enclaustrados debe ser como seindica en la Tabla No. 5.

Tabla No. 5.-Materiales para los componentes pri ncipales

de quemadores enclaustrados.

Componente Material

Tubos dealimentacin a losquemadores

Acero inoxidable 316L

Cuerpo de losquemadores

ASTM A 312, TP-310

Boquillas de losquemadores

ASTM A 312, TP-312S

Cmara decombustin (coraza)

ASTM-A-283 Gr. C

Persianasrompevientos Acero al carbn

Refractario Fibra cermica de 6.35 mm(1/4") de espesor ladrillosrefractarios tipo Extra AltaAlmina con un contenidomnimo de 90% de almina,adecuados para resistir unatemperatura de 2158k(1885C) en el lado de lacara caliente (clasificacinASTM-C-27 clase AltaAlmina 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 deencendido remoto

Tablero ASTM A-283 Gr.C

Cmara decombustin

ASTM A-312 TP 316

Mirilla de la cmarade combustin

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

Tubera deinterconexin

ASTM-A-106 Gr. B

Sello f ludico

Cuerpo ASTM-A-312, TP-310

Internos ASTM A-240, TP-309


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8.3 Quemadores de fos a.

8.3.1 Materi ales de la fosa.

a) El ladrillo de la fosa debe ser del tipomedio adecuado para resistir cambiosfrecuentes de temperatura en un rango queva desde la ambiental hasta 1923K(1650C). Debe tener un contenido de 37%de almina y un 59% de slice(clasificacin ASTM-C-27 clase serviciomedio); especificacin ASTM-C-64 paraladrillo de arcilla refractaria, serviciomedio.

b) El mortero utilizado en la colocacin del

ladrillo refractario debe ser del tipo Altocon un contenido mnimo de 37% dealmina para fraguado a la intemperie yuna temperatura mxima de operacin de1923K (1650C). Adems debe ser deltipo hmedo (especificacin ASTM-C-64para morteros refractarios) y cumplir con laespecificacin ASTM-C-105 clase Cservicio severo.

8.3.2 Materiales de las boqu ill as.

Los requerimientos mnimos para los materiales

de las boquillas de los quemadores de fosa seindican en la Tabla No. 6.

Tabla No. 6.-Materiales para boqu ill as de quemadores de

fosa.

Parte de la boqu ill a Especific acin 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 deemergencia y quemado continuo de desfoguesgaseosos cuya combustin no produzca humo,se debe contar con aislamiento interno yexterno constituido por una capa de concreto

refractario con un espesor de 25.4 a 38.1 mm(1 a 1 pulgadas) reforzada con malla deacero. El recubrimiento externo debe abarcar

toda la superficie sobresaliente de la boquillaen la fosa. El recubrimiento interno debe teneruna profundidad de 0.90 m (3 pies) desde elextremo de la boquilla.

Las boquillas para quemado de gases coneliminacin de humo por medio de inyeccin devapor de agua deben contar con jetsconstruidos con tubera de acero inoxidable,especificacin ASTM-A-312 TP-310 S.

Las mamparas o bafles de arremolinamiento dela 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 m nimas para los

materiales de los sello s para quemadores defosa.

Tipo de sello Material

U de sel lo

hidrul ico

Acero al carbn ASTM-A-53

GR B hasta dimetros de609.6 mm (24 pulg).

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

Sello f ludico

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

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

8.3.4 Materiales de pil oto s yencendedores.

Los materiales de los pilotos y encendedoresdebern cumplir con las especificacionesmnimas indicadas en la Tabla No. 4.


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9. Tubera e instrumentacin.


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

a) Tablero con encendido automtico y manual.

d) Control automtico para el suministro devapor.

e) Medicin de flujo.

9.1.1 Arreglo general (Fig. 23).

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

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

9.1.1.2 Sistema de encendido remoto, de tipoelectrnico o generador de frente de flama.

9.1.1.3 Tubera de suministro de gascombustible 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 elgas a la presin requerida en los pilotos y enel sistema de encendido remoto. Esta vlvuladebe contar con desvo (by pass).

c) Indicador de flujo.

d) Indicador de presin.

f) Interruptor por baja presin de gascombustible.

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

h) Tubera de suministro de gas combustiblepara sistema de encendido con vlvula debloqueo y vlvula de retencin (cuando secuente con encendido a pilotos desde elfrente de flama).

i) Tubera de suministro de gas combustible apilotos con vlvula de bloqueo y vlvula deretencin.

j) Tanque separador con vlvula de drene, paraimpedir el arrastre de lquidos al sistema deinyeccin y a los pilotos.

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

a) Filtro tipo y para eliminacin de partculasslidas.

b) Vlvula reductora de presin para suministrarel aire a la presin requerida en el sistema deencendido. Esta vlvula debe contar con undesvo (by pass).

c) Indicador de presin del aire.

d) Vlvula de retencin.

9.1.1.5 Sistema de alarma por falla de flama enpilotos con tablero de alarmas, estacin debotones, indicador de temperatura. Losdispositivos detectan la falla de flama y operan un

interruptor el cual enva una seal al sistema deencendido remoto para que ste efecte elreencendido del piloto.

9.1.2 Quemador elevado sin emisin dehumo.

9.1.2.1 Con inyecc in de vapor de agua.

En la figura 23 se muestra una instalacin tpicade un quemador elevado con inyeccin de vaporde agua para operacin sin produccin de humo.Este sistema cuenta con la tubera de suministro

de vapor a la boquilla de quemado, cuyoscomponentes deben ser:

a) Filtro tipo y para eliminar las partculasslidas.

b) Trampa de vapor, para eliminar elcondensado 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. Estavlvula cuenta con desvo (by pass).

e) Indicador de presin de vapor que sesuministra 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 indicadaen 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 motordel soplador.

f) Luz indicadora de operacin del motor.

9.2 Quemadores enclaust rados.

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

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

9.3 Quemadores de fosa.

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 alquemador, esta lnea debe contar con uno o variosdrenes en el o los puntos ms bajos.

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

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

b) U de sello hidrulico.

Debe instalarse antes de la brida de conexina la lnea principal con la boquilla y debecontar con:

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

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 paraimpedir la prdida de agua de sello al fluctuarel nivel por efecto del flujo de gas dedesfogue.

En caso de requerirse ms de una boquilla dequemado en los quemadores de fosa, de la lneaprincipal o cabezal deben salir N lneas dealimentacin a las boquillas y cada una de estaslneas debe contar con el arreglo de tubera paraUs de sello hidrulico. La instrumentacinadicional se indica en las Figs. 26 y 28.

9.3.2 Lnea de suministro de gascombustible.

La alimentacin de gas combustible a pilotos y alsistema de encendido debe cumplir con loespecificado en los puntos 9.1.1.3 y 9.1.1.4.

9.3.3 Lnea de suministro de aire al sis temade encendido.

La alimentacin de aire al sistema de encendidopara 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 elgenerador de frente de flama.

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


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De cada unidad de encendido remoto sale unalnea principal de encendido, su dimetronormalmente es de 1 pulgada.

Deben instalarse vlvulas de drene en los puntosms bajos de esta lnea.

9.3.5 Sistema de alarma por falla de flamaen pilotos.

Debe contar con el equipo e instrumentacinsiguiente.

a) Panel de alarma con alarma sonoraintegrada.

Adems de contar con una ventanilla paracada piloto debe tener una ventanilla paraalarma por baja presin de suministro del gascombustible y el espacio correspondiente aotra ventanilla para la instalacin de la alarmasonora comn.

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

b) Estacin de botones.

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

c) Circuito de deteccin de flama para cadapiloto.

Est integrado por los elementos siguientes:

Elemento de temperatura.El elemento de temperatura o termopar debecolocarse de tal forma que la flama del piloto

incida directamente sobre el mismo. En la figura23, se describe un arreglo tpico. Se recomiendantermopares tipo K (cromel alume).

Relevador de temperatura.Es un actuador de alarma para milivoltaje del tipoSPDT (simple polo de doble tiro); para activar las

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

reencendido automtico.

9.3.6 Panel de cont rol .

Debe ser adecuado para intemperie y a prueba deexplosin.

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

En la parte posterior del tablero local, deben

montarse los relevadores de temperatura y elbloque de tablillas terminales para conexin de laslneas de instrumentos, o los que no se lesespecifique su localizacin; se deben ubicar en eltablero principal del cuarto de control ms cercanoal quemador referido.

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

9.3.7 Quemadores de fosa sin emisin dehumo con servicios auxiliares.

Adems de lo marcado en las Figs. 26 y 28, segnel 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 enel tablero local de instrumentos.

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

La vlvula de control de suministro cierra afalla de aire, circunstancia para la que sedispone de un interruptor manual que opera lavlvula solenoide para poder controlar elsuministro de agua.

b) Cabezal de distribucin de agua al sistema deespreado.


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Debe alimentarse por la lnea de suministrode agua y por la tubera de descarga de labomba de circulacin de agua.

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

Se colocan las vlvulas de bloqueo. Vlvulade retencin e indicador de presin en lainstalacin convencional para bombascentrfugas. Debe instalarse adems, unavlvula de pie (check y pichancha integrada)en el extremo de la lnea de succin, el cualnormalmente est sumergido en el agua de lafosa.

c) Interruptor por flujo alto de gases de desfogueal quemador.

Debe instalarse sobre la lnea de alimentacinde gases a la boquilla de quemado del ladoexterno de la fosa.

Este interruptor activa una alarma por altoflujo que se localiza en el panel de alarmasdel tablero principal de instrumentos, en elcuarto de control ms cercano al quemador.

Las seales simultneas de este interruptor

por alto flujo y la de un interruptor de alto nivelde agua en la fosa; arrancan el motor de labomba de circulacin de agua.

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

e) Indicador de nivel de agua en la fosa.

Debe colocarse en el tablero local y tienecomo finalidad verificar el nivel en la fosa paraprevenir algn problema ocasionado por fallasen los interruptores y/o alarmas.

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

Activa una alarma y enva una seal dearranque al motor de la bomba de circulacinde agua.

g) Interruptor manual para arranque del motorde la bomba.

Se dispondr de un interruptor manual paraarranque del motor de la bomba con el fin depoder 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 labomba de circulacin de agua y acciona lavlvula de control de suministro de agua.

i) Luces indicadoras de operacin del motor dela bomba de circulacin de agua y de lavlvula solenoide.

9.3.7.2 Soplado de aire (Fig. 29).

a) Interruptor por alto flujo de gas de desfogue alquemador.

b) Alarma por alto flujo de gas de desfogue alquemador.

c) Interruptor manual para arranque del motordel soplador.

d) Interruptor por bajo flujo de gas de desfogueal quemador.

e) Alarma por bajo flujo de gas de desfogue alquemador.

f) Luz indicadora de operacin del motor.

9.3.7.3 Por inyecc in 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 celdatransmisora de presin diferencial.

d) Vlvula de control de flujo de vapor alquemador.


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Se colocan las vlvulas de bloqueo, de dreney de desvo en arreglo tpico para lainstalacin de las vlvulas de control.

e) Elemento indicador de presin.

La toma de presin se localiza corrientedebajo de la vlvula de control y el indicadorse monta en el tablero.

f) Alarma para baja presin de vapor.

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

Est constituido por el elemento primario, la

vlvula de control de flujo de vapor y los elementossiguientes:

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

Los elementos sensores recomendados paracompletar el circuito de control de inyeccinde 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 puntoanterior, debe instalarse un registrador-controlador de flujo de vapor al quemador.

9.4 Instalaciones combinadas.

La tubera e instrumentacin requerida en estasinstalaciones depende del tipo de combinacin

considerada y queda establecido en el apartadocorrespondiente segn el, o los tipos dequemadores, as como en la norma general desistema de desfogue para establecer la tubera einstrumentacin mnima del rea de tanques desello.

En la figura 33 se indica la tubera einstrumentacin principal para la combinacin deun quemador elevado con humo (quemado de

emergencia) con un quemador de enclaustrado ode fosa (quemado de desfogues continuos).

10. Ruido.

10.1 Nivel permitido.

El nivel de ruido para los quemadores sujetos a lapresente especificacin no debe exceder lossiguientes valores:

10.1.1 Etapa (s) de quemado normal: 90 db,evaluados a 3 m (10.0 pies) de la fosa o chimeneadel quemador (segn sea el caso) y a 1.5 m (5.0pies) de altura, con una presin de referencia de0.00002 N/m2.

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

Los lmites recomendados para exposicincontinua al ruido durante la jornada de trabajo sonlos que se indican en la Tabla No. 8. La exposicina niveles superiores de 90 db, debe ser obligatorioel uso de equipo para proteccin auditiva.

Tabla No. 8.-Niveles de ruido permisible.

Tiempo de exposic in(hr)

Nivel de ruido(db)

8 906 924 953 972 100

1 1021 105 110

o menos 115


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29/65


30/65


29/64


16. Anexos.TABLA No. 9.-

Lmites de concentracin permisible para algunas subs tancias 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 26Dixido 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 25Etil 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 101, 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 50Metil 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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31/64


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 25Etilnglicol 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


33/65

Primera Edic ion P.2.0431.02:2001 UNT

32/64


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


34/65


35/65


34/64


IDENT. CANT. D E S C R I P C I O N

1 1 TANQUE SEPARADOR CON SELLO DE AGUA2 SECCION ASCENDENTE TUBERIA3 1 SELLO DE GAS4 PILOTO Y ENCENDEDOR

5 1 BOQUILLA DE QUEMADO6 ESCALERAS7 PLATAFORMA

5

NIVEL DE PISO

2

3

6

1

4

7

Fig. 3 .- Quemador Elevado Tipo Autosoportado


36/65


35/64


1 ANILLO DE LA BOQUILLA

2 TUBO DEL QUEMADOR

5 BRIDA DE MONTAJE

6 CONEXIN DE GAS A PILOTOS

7 QUEMADOR DEL PILOTO

8

Fig . 4a Y 4b.- Tipos de Boquillas de Quemador.

19

714 1

11

18

12

8

( b )

2

18

13

65

11 ANILLO DE VAPOR

12 TUBERIA DE VAPOR

13 CONEXION DE VAPOR

14 BOQUILLA DE VAPOR

18 SOPORTE DEL PILOTO

19 SOPORTE DE LA TUBERIA

6

18

2

( a )

8

18

71

5

BOQUILLA CONVENCIONAL BOQUILLA CON ELIMINACION DEHUMO CON ANILLO DE VAPOR

QUEMADOR DEL ENCENDIDO


37/65


36/64


Fig. 5 y 5b.- Tipos de boquillas de quemador (Cont.).

14

15 1

7

11

18

8

12

2

20

622

13

5

21

1 ANILLO DE LA BOQUILLA 14 BOQUILLA DE VAPOR2 TUBO DEL QUEMADOR 15 BOQUILLA CENTRAL DE VAPOR ( a )5 BRIDA DE MONTAJE INYECCION INTERNA DE VAPOR/AIRE ( b )

6 CONEXION DE GAS A PILOTOS 18 SOPORTE DEL PILOTO7 QUEMADOR DEL PILOTO 19 SOPORTE DE LA TUBERIA DE VAPOR8 QUEMADOR DE ENCENDIDO 20 INYECTOR VAPOR/AIRE11 ANILLO DE VAPOR 21 ANILLO DE VAPOR PARA SUMINISTRO12 TUBERIA DE VAPOR INTERNO13 CONEXION DE VAPOR 22 SILENCIADOR

141

77

18

18

12

11

613

19

15

5

2

86

a) Eliminacin de humo por suministro de inyeccin de vapor central y anillo.

b) Eliminacin de humo por medio de inyectores aire/vapor.


38/65


37/64


1 ENTRADA DE GAS

2 SALIDA DE GAS

3 REGISTRO DE INSPECCION

4 DRENAJE

3

1 BOQUILLA DE QUEMADO

2 DEFLECTORES

3 ENTRADA DE GAS

4 BRIDA DE MONTAJE

5 CONEXIN DE GAS COMBUSTIBLE

6 PILOTO

7 ROMPEVIENTOS

Fig. 6.- Sello Molecular

14

2

Fig. 7.-Sello Fludico

7

6

21

54

3


39/65


38/64


Fig. 8.-Sello tipo laberinto.

Fig. 9a y 9b.-Tanques de sello.

(a) Tanque de sello horizontal

(a) Tanque de sello horizontal

D

175%

2

5

61

3

4

1 ENTRADA DE GAS

2 SALIDA DE GAS

3 CUERPO DEL SELLO

4 PLACA DEFLECTORA MAMPARAS

5 REGISTRO DE INSPECCION

6 DRENAJE


40/65


39/64


Fig. 10 Velocidad de Propagacin de Flama.

Fig. 11 Fig.12Piloto con encendido Piloto con encendido

del frente de flama elctrica de gas

1

3

3

7

8

6

4

6

5

3

3

1

2

1 QUEMADOR DEL PILOTO

2 ENCENDEDOR

3 PLACA DE MONTAJE

4 CONEXION DEL FRENTE DE FLAMA

5 BOQUILLA VENTURI (AJUSTABLE)

6 CONEXION DE GAS

7 CONEXION PARA CABLE DE ENCENDIDO

8 CONEXION PARA TERMOCOPLE

VELOCIDADES DEQUEMADO EN MEZCLASHIDROCARBURO-AIREA PRESION ATMOSFERICAY TEMPERATURAAMBIENTE.

METANO

HEPTANO

ETANO

PROPANO

0

50

40

30

20

1.60.6 0.8 1.0 1.2 1.4

COMBUSTIBLE, FRACCION ESTEQUIOMETRICA

VELOCIDADDEQUEMADO,cm/seg.


41/65


40/64


Fig. 13.- Sistema de ignicin con t ransformador.

Fig. 14.- Flama en aire quieto. Fig. 15.-Influenc ia del airesobre la flama.

7

10

3

12

4 5

1

2

11

9

68

1 TRANSFORMADOR DE IGNICI ON 7 INDICADOR DE PRESION PARAGAS COMBUSTIBLE2 INTERRUPTOR DE IGNICION8 VALVULA DE BLOQUEO PARA AIRE

3 CAMARA DE IGNICION9 VALVULA DE BLOQUEO PARA GAS4 VALVULA DE TRES VIAS

10 PAQUETE DE PODER5 VALVULA DE TRES VIAS

11 PLACA BASE

12 VALVULA DE DRE

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