SIMBOLOGIA Y DIAGRAMAS P&ID EN INCINERADOR DE GASES G ASES TOXICO TRABAJO FINAL.
ANGELO GONZALEZ FOGLIA CODIGO 80901603 BOGOTA D.C JOSE ANGEL RAMIREZ CODIGO 80149981 ANDRES PEREZ MONSALVE CODIGO 80259421
CURSO INSTRUMENTACION INDUSTRIAL 208007_4
TUTOR: CARLOS ALBERTO VERA ROMERO
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA “UNAD”
ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA BOGOTA D.C 2016
INTRODUCCION
El elemento final de control es aquel que finalmente modifica alguna característica del proceso según lo ordenado por por el controlador. Dependiendo del tipo de de proceso y de los objetivos, se tienen una variedad de estos elementos. Desde dispositivos que reciben señales de control del tipo discreto hasta otros que actúan regulando la variable de interés dentro de cierto rango como por ejemplo el paso de un un gas a través de una válvula de control, la velocidad de un motor por medio de un variador de velocidad o la temperatura de un horno horno en el proceso de quemado de gases tóxicos. Los elementos finales de control, convierten los comandos del sistema de control en acciones concretas para corregir el comportamiento de las variables del comportamiento tecnológico. Los elementos finales de control más habituales son las válvulas de control, que pueden pueden ser auto accionadas o controladas por un controlador a través de un actuador.
OBJETIVO GENERAL
Trabajar con base al esquema P&ID del proceso industrial teniendo presente los diversos tipos de elementos finales de control, que intervienen en un plano industrial sobre un incinerador de gases tóxicos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Trabajar únicamente con el diagrama del incinerador de gases tóxicos para la identificación de determinado proceso industrial Identificar los diferentes elementos finales de control en un diagrama P&ID.
Entender un proceso mediante los diagramas P&ID.
1. APLICACIONES AL DIAGRAMA DEL INCINERADOR SEÑALES QUE ACTUAN EN EL DIAGRAMA DEL INCINERADOR DE GASES TOXICOS
UBICACIÓN DE LOS TRANSMISORES EN EL DIAGRAMA DEL INCINERADOR DE GASES TOXICOS
FASE 1 Se aplica un grafico especificando los transmisores de temperatura y algunos de sus elementos externos ubicados en este
(FV 38 - FC ) VALVULA DE CONTROL NEUMATICO FC = FALLO CIERRA. (TT – TE 36,37 )
TRANSMISORES DE TEMPERATURA TIPO (PT100)
(PSH) SWITCHES DE PRESION= INTERRUPTOR DE ALTA PRESION.
(PSL-105,114) SWITCHES DE PRESION= INTERRUPTOR DE BAJA PRESION
(FY38) VALVULA DE CONTROL CABLEADA A (FIC38) SISTEMA DE
CONTROL DE LA PLANTA.
FASE 2 En esta etapa del proceso se hace la ubicación de los transmisores que intervienen en el esquema anterior
En el esquema se muestran los diferentes tipos de transmisores, pero se van a especificar de acuerdo a su marca dentro del mismo
TRANSMISORES TT36 TT37: Transmisores ciegos de temperatura AT33, AT 34, AT36: Transmisores ciegos de analizador FT36, FT37, FT 38 Transmisores de flujo
2. DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD Marco conceptual
Existen muchas variables que pueden intervenir en un proceso industrial, estas pueden clasificarse como físicas y químicas: “Las variables físicas son aquellas relacionadas con las causas físicas que
actúan sobre un cuerpo, con su movimiento o bien con las propiedades físicas de las sustancias. Entre ellas, estudiaremos el peso, la velocidad, la densidad y el peso específico, la humedad y el punto de rocío, la viscosidad y la consistencia, la llama, el oxígeno disuelto, la turbidez y la radiación solar. Las variables químicas están relacionadas con las propiedades químicas de los cuerpos o con su composición. Entre ellas, se encuentran la conductividad, el pH, redox y la composición de los gases en una mezcla.
Las principales variables son presión, caudal, nivel y temperatura; se debe a que son los factores que más influyen en los procesos industriales comunes.
IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES PRESENTES EN EL INCINERADOR DE GASES TOXICOS
Tras analizar el diagrama P&ID, se puede encontrar que en el proceso se presentas las siguientes variables: P - Presión T - Temperatura F –Caudal - Flujo A- Análisis de pH
Presión La presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza por unidad de superficie. Cuando sobre una superficie plana de área A se aplica una fuerza normal F de manera uniforme, la presión P viene dada de la siguiente forma:
La presión puede expresarse en unidades tales como pascal, bar, atmósferas, kilogramos por centímetro cuadrado y psi (libras por pulgada cuadrada). En el Sistema Internacional (S.I.) está normalizada en pascal, pero como es una unidad muy pequeña se emplea también el kilopascal, megapascal y gigapascal. • Presión absoluta que se mide con relación al cero absoluto de presión (puntos
A y A' de la figura 1). • Presión atmosférica es la presión ejercida por la atmósfera terrestre medida
mediante un barómetro. A nivel del mar, esta presión es próxima a 760 mm (29,9 pulgadas) de mercurio absolutos o 14,7 psia (libras por pulgada cuadrada absolutas) o bien 1,01325 bar o 1,03322 Kg/cm2 y estos valores definen la presión ejercida por la atmósfera estándar. • Presión relativa, que es la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica
del lugar donde se realiza la medición (punto B de la figura 1). Hay que señalar que al aumentar o disminuir la presión atmosférica, disminuye o aumenta respectivamente la presión leída (puntos B' y B''), si bien ello es despreciable al medir presiones elevadas. • Presión diferencial es la diferencia entre dos presiones, puntos C y C'. • Vacío es la diferencia de presiones entre la presión atmosférica existente y la
presión absoluta, es decir, es la presión medida por debajo de la atmosférica (puntos D, D' y D"). Expresado en mm columna de mercurio, mm columna de agua o pulgadas de columna de agua. Las variaciones de la presión atmosférica influyen considerablemente en las lecturas del vacío.
Temperatura
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones. A medida que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor. La temperatura se mide con termómetros, los cuales pueden ser calibrados de acuerdo a una multitud de escalas que dan lugar a unidades de medición de la temperatura, las más utilizadas son kelvin (K), Celsius (C) y Fahrenheit (F). (Fundación Wikimedia, WIKIPEDIA, 2016)
Caudal
Caudal es la cantidad de fluido que circula a través de una sección de un ducto (tubería, cañería, oleoducto, río, canal, etc) por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. (Fundación Wikimedia, WIKIPEDIA, 2016) En la mayor parte de las operaciones realizadas en los procesos industriales y en las efectuadas en laboratorio y en plantas piloto es muy importante la medición de caudales de líquidos y gases. (Creus Solé, 2012)
1. Indicadores por color: = NIVEL
VARIABLES DE PRESION
= TEMPERATURA = PRESION = FLUJO (CAUDAL) = PH
PG-41:
Indicador de presión (Manómetro), directa o no calibrada de presión o Vacío montado en campo. Asociada con el lazo de control 41.
PG-42:
Indicador de presión (Manómetro), directa o no calibrada de presión o Vacío montado en campo. Asociada con el lazo de control 42. Indicador de presión (Manómetro), directa o no calibrada de presión o Vacío montado en campo. Asociada con el lazo de control 43. Indicador de presión (Manómetro), es un sensor que tiene como principio el tubo de Bourdon, montado localmente.
PG-43: PG-44: PG-104:
Indicador de presión (Manómetro), es un sensor que tiene como principio el tubo de Bourdon, se asocia con el lazo de control numero 104
2. Indicadores por color:
VARIABLES DE TEMPERATURA
= NIVEL = TEMPERATURA = PRESION = FLUJO (CAUDAL) = PH
TT-36:
Transmisor de temperatura, este transmisor se encarga de proporcionar la temperatura de los gases al interior de la torre. Depende de las condiciones del proceso, (Posiblemente 3-15 psi)
TT-37:
Transmisor de temperatura, este transmisor se encarga de proporcionar la temperatura de los gases al interior de la torre. Depende de las condiciones del proceso, (Posiblemente 3-15 psi)
TIC-37:
Elemento sensor de temperatura con indicador, está montado en tablero o el panel de instrumentos. Indica que es un control de temperatura, puede ser un termómetro de gas, pues las siglas indican que hay una variable T (temperatura).
TIR-36:
Registrador indicador de temperatura, y el hecho de que esté en un círculo con una línea horizontal, y el círculo a su vez dentro de un cuadro nos dice que es de visualización compartida, está montado en tablero o el panel de instrumentos.
TIR-38:
Registrador indicador de temperatura, y el hecho de que esté en un círculo con una línea horizontal, y el círculo a su vez dentro de un cuadro nos dice que es de visualización compartida, está montado en tablero o el panel de instrumentos
ST – Sensor de temperatura
3. Indicadores por color:
VARIABLES DE FLUJO (CAUDAL
= NIVEL = TEMPERATURA = PRESION = FLUJO (CAUDAL) = PH
FIC-38:
Controlador designado para indicar flujo a los operadores, es un instrumento de control y pantalla compartida conectado eléctricamente a FY-38a
FY-38a:
Relé de flujo, montado localmente y está conectado eléctricamente con FIC38
FY-38b:
Convertidor de flujo (transductor I/P en un lazo de flujo) instrumento ubicado localmente y funciona como receptor de señal por parte del indicador de control de flujo y se encarga de la apertura o cierre de la válvula neumática.
FY-38c:
Relé de flujo, montado localmente y está conectado eléctricamente a un Registrador indicador de temperatura, TIR38
FT-38:
Hace referencia a un transmisor de caudal asociado al lazo de control número 38, pero además al estar dentro de un círculo significa que dicho transmisor está montado localmente.
4. Indicadores por color: = NIVEL = TEMPERATURA = PRESION = FLUJO (CAUDAL) = GASES
VARIABLES DE GASES
AIR-33a
Registrador e indicador de análisis de gas (H2S sulfuro de hidrogeno) que resulta del proceso de incinerar los gases tóxicos en el horno. Este registrador esta cableado a un analizador o computador (AY 33) quien se encarga de evaluar los datos.
AIR-33b
Registrador e indicador de análisis de gas (C2H2 acetileno) que resulta del proceso de incinerar los gases tóxicos en el horno. Este registrador esta cableado a un analizador o computador ( AY 33) quien se encarga de evaluar los datos.
AIR-33c
Registrador e indicador de análisis de gas (C2H2 gas de amoniaco) que resulta del proceso de incinerar los gases tóxicos en el horno. Este registrador esta cableado a un analizador o computador ( AY 33) quien se encarga de evaluar los datos.
AIR-33d
Registrador e indicador de análisis de gas (CH4 metano) que resulta del proceso de incinerar los gases tóxicos en el horno. Este registrador esta cableado a un analizador o computador ( AY 33) quien se encarga de evaluar los datos.
AIR-33e
Registrador e indicador de análisis de gas (C2H2 acetileno) que resulta del proceso de incinerar los gases tóxicos. Este registrador esta
cableado a un analizador o computador ( AY 33) quien se encarga de evaluar los datos.
AIR34/35
Instrumento registrador de las señal emitida por los (AT 34,35) analizadores de temperatura de los gases (oxido de azufre y oxigeno) a la salida del horno.
3. SISTEMA DE GESTIÓN DEL QUEMADOR (BMS)
Los BMS se encargan de administrar los riesgos que pudieran resultar de la operación de los quemadores de gas. El riesgo se reduce al suministrar permisivos de hardware y software que evitan una mala operación del equipo, asegurándose que las fallas ocasionadas por un mal funcionamiento u operación se manejen de forma segura. Garantizando la mayor protección al evitar los peligros provocados por explosiones o incendios, así como la liberación no intencional de gases, los cuales pudieran representar un daño a la planta o a la población.
(Figura 1)
Como se puede observar en esta figura número 1, existen 2 (BMS), o sistemas de gestión del quemador. La función del sistema de seguridades de caldera y manejo de quemadores es la de vigilar y poner o quitar de servicio de una forma segura los quemadores.
De acuerdo con todas las señales procedentes de la instrumentación de campo (transmisores de presión, temperatura, nivel, finales de carrera, etc.) y, si es el caso, de las procedentes de otros sistemas o equipos auxiliares, el BMS se encargará de ejecutar las acciones necesarias (cierre de válvulas de combustible, etc.) para evitar sobrepasar los límites de funcionamiento considerados aceptables para la caldera o el proceso, llevando a la caldera a una situación de seguridad desde la cual se podrá reiniciar su puesta en servicio. Además de la vigilancia continua del estado general de la caldera, el BMS se encargará de ejecutar, de una forma segura, todas las secuencias de encendido y apagado de los quemadores.
Para el caso del incinerador de gases tóxicos, observamos que existe una (BMS) en la línea que transporta el gas natural y el gas combustible mezclados que se dirigen a él quemador de la planta, es por esto que existen diferentes elementos en esta línea que me permiten controlar y monitorizar el paso de la mezcla de estos gases, el primer instrumento que se encuentra es un sensor de baja presión (PSL114) si se activa este sensor indica que puede haber una fuga de gas en esta línea. De igual manera tenemos una valvula de control neumatico fc = fallo cierra. Esta válvula controla la mezcla de gases que se genera de las válvulas (PCV- 40 Y PCV-39). Está conectada a la válvula solenoide de 3 vías (SV-115) quien envía una señal FY-38b: Convertidor de flujo (transductor I/P en un lazo de flujo) instrumento ubicado localmente y funciona como receptor de señal por parte del indicador de control de flujo y se encarga de la apertura o cierre de la válvula. Otro instrumento que se puede visualizar en esta línea es el (PSH-110) Interruptor de alta presión, monitorea la presión de los gases mezclados, que transporta la tubería y que se dirigen a los quemadores. En caso de problemas genera una alarma para que el sistema tome los correctivos necesarios. Tenemos 2 válvulas solenoide la (SV-111 y 112) conectadas eléctricamente a los (BMS) quien las activara si es necesario hacer apertura o cierre de las mismas. Existe también una válvula solenoide (SV-113) y posee un sistema de seguridad llamado respiradero, para liberar presion en caso de que se requiera. Esta conectada electricamente a la (BMS) quien enviara una señal para realizar la apertura o cierre de esta valvula.
APAGADO DEL QUEMADOR El apagado del quemador de gas natural se provocará cuando el operador actúe sobre el correspondiente pulsador de apagado o por cualquiera de las siguientes condiciones de disparo, haciendo que sus válvulas de corte se cierren:
Disparo de caldera. Muy baja presión de gas natural Muy alta presión de gas natural. Condición de disparo gas natural Fallo llama quemador gas natural. Fallo de encendido del ignitor al ser requerido por la secuencia del quemador. Fallo de válvulas de corte de gas natural.
E L E ME N T OS F I N A L E S D E C O NT R O L
PC-40 PC-39
FV 38 FC
Válvula de control de presión autor regulada, no depende de ningún tipo de energía externa para el control de presión. Esta válvula (PC 40) controla la presión del combustible tipo gas, que ingresa hacia el quemador de gases. Antecedido por una válvula de doble vía y una válvula check. Válvula de control de presión autor regulada, no depende de ningún tipo de energía externa para el control de presión. Esta válvula (PC 49) controla la presión de aire que ingresa hacia el quemador de gases. Antecedido por una válvula de doble vía y una válvula check. valvula de control neumatico fc = fallo cierra. Esta válvula controla la mezcla de gases que se genera de las válvulas (PCV- 40 Y PCV-39). Está conectada a la válvula solenoide de 3 vías (SV-115)
SV-111
Valvula selenoide , con lazo de control numero 111. Esta valvula esta instalada en la linea de paso de aire y el gas combustible que se direje a los quemadores. Esta controlada electricamente por el sistema principal de la planta.
SV-112
Valvula selenoide de control y de respaldo , con lazo de control numero 112. Esta valvula esta instalada en la linea de paso de aire y el gas combustible que se direje a los quemadores. Esta controlada electricamente por el sistema principal de la planta Valvula selenoide , con lazo de control numero 101. Esta valvula esta instalada en la linea de paso de aire que se direje a los quemadores. Esta controlada electricamente por el sistema principal de la planta Valvula selenoide de control y de respaldo, con lazo de control numero 103. Esta valvula esta instalada en la linea de paso de aire que se direje a los quemadores. Esta controlada electricamente por el sistema principal de la planta Valvula selenoide de seguridad, con lazo de control numero 102. Esta valvula esta instalada en la linea de paso de aire y posee un sistema de seguridad llamado respiradero para liberar presion, en caso de que se requiera. Esta controlada electricamente por el sistema principal de la planta
CONCLUSIONES
En esta actividad aprendimos a identificar mediante la simbología P&ID los diferentes elementos de control
como diferentes tipos de válvulas
quienes
controlan diferentes procesos en el plano del incinerador de gases tóxicos.
Como parte fundamental del proceso de investigación se puede llegar a la conclusión que existen dos BMS sistemas de gestión del quemador, quienes se encargan de administrar los diferentes procesos que ocurren en la incineración de los gases tóxicos.
Los sistemas de gestión del quemador se encargar de administrar el encendido y apagado como también controlar el proceso
y brindar seguridad
cuando los
quemadores están en funcionamiento, generando seguridad y un trabajo muy eficiente en su rutina.
Definir ciertas variables en elementos de instrumentación industrial como los transmisores que se encargan de la transmisión de una variable de proceso o trabajo a un elemento receptor en el esquema se manejaron
transmisores ciego de temperatura y de flujo los cuales se en cargan de la circulación del fluido y del aumento o decremento del calor del gas toxico pero no tiene indicadores locales para captar ya sea las atmosferas generadas por el flujo del mismo o los grados centígrados en aumento o descenso generados por los cambios de temperatura
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Maraña J C (2005) instrumentación y control de procesos págs. 18 y 19 clasificación de los instrumentos
http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/automatizacion/curso-controlde-calderas/item/142-cap-23-bms-para-calderas-industriales-sistemas-degesti%C3%B3n-de-quemadores.html
http://joargobe.tripod.com/control/
