Cálculos de diseño de tanques de almacenamiento de GLP (Con PDF)

Los tanques de almacenamiento de tipo cilíndrico esférico u horizontal (tipo bala) se utilizan para almacenar GLP. Los tipos cilíndricos horizontales se utilizan generalmente para instalaciones de pequeña capacidad o subterráneas y los esféricos se utilizan para capacidades mayores. El diseño de tanques de almacenamiento de GLP de alta presión es crítico. Muchos parámetros necesitan ser considerados durante el diseño. Este artículo proporcionará información básica para el mismo.

Selección de tipos de tanques de almacenamiento de GLP

Por lo general, se seleccionará un tipo de tanque teniendo en cuenta el costo o el tamaño del transporte. El tipo esférico suele emplearse para tamaños superiores a 500 m3. El tipo cilíndrico horizontal se suele utilizar para tamaños inferiores a 100 m3. Ambos tipos serán aplicables para volúmenes comprendidos entre 100 y 500 m3. El tipo de este rango de capacidad se decidirá por el peso total. Cuando el depósito esté instalado bajo tierra, se seleccionará el tipo horizontal, incluso si la capacidad del vaso supera los 100 m3.

Capacidad de almacenamiento de GLP

Definición de Capacidad

  • Capacidad nominal : se puede usar toda esta capacidad, definida como se muestra a continuación en la Fig. 1. Esta capacidad generalmente se usa como nombre del tanque.
  • Capacidad geométrica : volumen dentro de un recipiente que se denomina “volumen de agua” en NFPA.
  • Capacidad de almacenamiento : el volumen desde el fondo del tanque hasta el nivel máximo de diseño. Este volumen varía en función de la temperatura de funcionamiento.
  • Capacidad de red- Volumen entre HLL y LLL o HHLL y LLLL
Figura que explica la capacidad del tanque de almacenamiento
Fig. 1: Figura explicativa de la capacidad del acumulador

Nivel liquido

(1) Nivel máximo de líquido (capacidad máxima de almacenamiento)

Muchos países especifican un nivel máximo de líquido (capacidad máxima de almacenamiento) en sus reglamentos. En los países que no cuenten con dicha normativa, se aplicará la NFPA. NFPA-58 y 59 especifican los detalles del nivel máximo de líquido, incluidos los factores de corrección del volumen de líquido y las ecuaciones relacionadas con la capacidad y la temperatura (consulte NFPA 58, párrafo 4-4 y Apéndice-F)

Pocas reglamentaciones especifican que debe asegurarse un espacio de vapor del 10 % en las condiciones más severas, lo que da como resultado la siguiente ecuación.

Donde V = volumen geométrico del tanque (m3); W = Capacidad de almacenamiento (kg) y d = Densidad a la temperatura máxima de diseño (kg/m3)

NFPA especifica el coeficiente de la ecuación anterior, es decir, 0,9 como sigue.

  • 9 a 0.95 a 100° F
  • 98 a 0,99 a la temperatura máxima de almacenamiento.

Este nivel máximo de líquido fluctúa de acuerdo con las temperaturas de funcionamiento como se muestra a continuación:

Las siguientes cifras son los resultados de cálculos de ejemplo de acuerdo con las propiedades físicas del propano puro según NFPA.

Cálculo de la NFPA
Cálculo de la NFPA

De lo anterior, no es posible establecer un nivel fijo para el punto límite más alto. Por lo tanto, el límite más alto de nivel debe compensarse con la temperatura de almacenamiento o se debe usar un indicador de nivel del tipo de presión diferencial.

(2) Niveles mínimos

Consulte la figura 2

Figura que muestra los niveles del tanque
Fig. 2: Figura que muestra los niveles del tanque

H2; 150 mm o 10 minutos desde el volumen máximo de llenado

H3; Una altura del área de Deadstock. La altura se calculará por el volumen razonable de existencias muertas.

La altura recomendada para el tanque esférico se muestra a continuación.

Dónde ;

  • D: Diámetro de la esfera
  • H: Altura del nivel
  • V: volumen de la esfera
  • Vb: Volumen seccional de la altura H
  • H4: 300 mm/ mínimo 100 mm

Nota 1; La alarma de nivel alto y bajo (HLL y LLL) se configurará en la operación máxima y mínima respectivamente. Si se proporciona un nivel alto-alto y bajo-bajo (HHL y LLL) para un apagado de emergencia o un sistema de desvío automático, los puntos de ajuste deben seleccionarse en un diseño inferior al máximo y superior al mínimo, pero no dentro del máximo y mínimo. la operación mínima.

Capacidad máxima de esfera

La capacidad máxima de la esfera está limitada por el grosor de la pared. El espesor de la pared está limitado por la fabricación y el requisito de alivio de tensión.

Condiciones de operación y diseño

Condiciones de operación

(1) Temperatura de operación: Las temperaturas de operación no son tan importantes para el diseño de tanques; simplemente se utilizan para diseñar bombas conectadas a tanques. La temperatura máxima de funcionamiento y la temperatura mínima de funcionamiento como bases de diseño de la bomba se determinarán por separado. La temperatura de operación de un tanque se determinará con base en las siguientes condiciones.

  • La temperatura de reducción de las unidades de proceso.
  • Temperatura del aire ambiente (temperatura media anual o temperatura media anual más alta)
  • La temperatura de los productos cuando se reciben de un camión cisterna.

 (2) Presión de operación: Una presión de operación será una presión de equilibrio a la temperatura de operación. Cuando fluctúe la fracción molar del contenido del líquido en el tanque, se considerará el caso más severo en operación normal.

Condiciones de diseño

(1) Temperatura de diseño: se determinará una temperatura de diseño en función de la temperatura más alta supuesta, teniendo en cuenta el calor de entrada generado por la radiación solar. Generalmente, las temperaturas de diseño se especifican por país en función de las condiciones del aire ambiente del distrito donde se construirán las instalaciones de la planta. Las principales compañías petroleras pueden tener su propio diseño estándar de selección de temperatura. Cuando las regulaciones del país o las normas de diseño del cliente no especifiquen las temperaturas de diseño, se aplicará la NFPA. Los estándares de determinación de la temperatura de diseño están estrechamente relacionados con las presiones de diseño.

Las principales compañías petroleras, en algunos casos, han especificado la temperatura de diseño más baja como estándar de diseño; emplean la temperatura de equilibrio de un tanque interno a presión atmosférica como la temperatura de diseño más baja. Los materiales de servicio de baja temperatura, por lo tanto, deben usarse para tanques que almacenan propano o fluidos para encendedores.

(2) Presión de diseño: La presión de equilibrio del interior de un tanque a la temperatura de diseño se utilizará como presión de diseño del tanque. Cuando las reglamentaciones del país o las normas de diseño del cliente no especifiquen una temperatura de diseño, se aplicará la NFPA según la tabla a continuación. Algunas de las principales compañías petroleras especifican una temperatura más alta, por ejemplo, 65 °C, como temperatura de diseño mecánico en sus normas. En este caso, sin embargo, no emplean la presión de equilibrio del interior a la temperatura especificada como presión de diseño, sino que la presión de diseño se especificará por separado o se utilizará la presión de diseño mínima especificada en NFPA.

Nota 1: Consulte NFPA 58, párr. 8-2.2

La NFPA especifica que la presión de equilibrio a una temperatura de diseño de 41, 46 y 54 °C, respectivamente, es una presión de diseño para cada tipo de recipiente, como se indica a continuación.

  • Recipientes de hasta 4,5 m3 incl. en capacidad (54°C)
  • Depósitos de más de 4,5 m3 de capacidad (46°C)
  • Buques subterráneos (41°C)

Boquillas para tanques de almacenamiento de GLP

(1) La información de la boquilla del tanque debe ser proporcionada por ingeniería básica. El grupo de diseño básico debe proporcionar los siguientes elementos de información sobre las boquillas.

  • Tamaño, número y ubicación de las boquillas de entrada y salida. Nota: La boquilla de succión de la bomba debe insertarse a 300 mm del fondo del tanque.
  • Tamaño, número y ubicación de la(s) boquilla(s) de muestreo y la boquilla de extracción de agua, si se requiere
  • Tamaño y número de boquillas de repuesto, si es necesario
  • Tamaño y número de boquillas de ventilación y drenaje. Se debe proporcionar como mínimo una boquilla de ventilación y drenaje.
  • Tamaño y número de boquillas para válvulas de seguridad. Se proporcionará como mínimo un PSV de repuesto.

(2) Boquilla para instrumentación

La información sobre las boquillas para la instrumentación será proporcionada por otros.

(3) Boquillas a decidir por el grupo de ingeniería de detalle

Instrumentación en Tanques de Almacenamiento de GLP

Nivel

Generalmente, se instalarán instrumentos de dos niveles para permitir que se lleve a cabo una calibración mutua, porque los tanques de GLP no pueden abrirse sin que el tanque se cierre. Se puede permitir un instrumento de un nivel si es posible quitarlo y calibrarlo instalando una válvula de aislamiento, como una de tipo radar. Para utilizar la capacidad del depósito de GLP de la forma más eficaz posible, es necesario compensar el nivel con un instrumento de temperatura o utilizar un instrumento de nivel de presión diferencial.

La temperatura

En general, se instalará un indicador de temperatura en la parte inferior de la corona

Presión

En general, se deben proporcionar dos manómetros en la parte superior e inferior de la esfera. Se debe proporcionar e indicar un instrumento de presión en la sala de control. Se proporcionarán dos válvulas de alivio de presión, cada una con una capacidad del 100%. Esta configuración permite el mantenimiento de PRV sin cierre de esfera.

Como Hacer CONSULTAS en MYSQL Workb...
Como Hacer CONSULTAS en MYSQL Workbench

Drenaje de agua

Se instalará una toma de agua fuera de línea en cada tanque de GLP. Se deben proporcionar dos válvulas de aislamiento en la extracción de agua fuera de línea: se debe proporcionar una distancia de más de un metro entre las válvulas para evitar que se congelen, como se muestra a continuación. Como sistema alternativo, se proporciona un recipiente de extracción de agua y la línea de ventilación del recipiente de agua se devuelve a la línea de antorcha o al tanque de GLP.

Otros

Aislamiento y Pintura: Para los tanques aéreos, en algunos casos, se puede proporcionar aislamiento contra el frío o protección contra incendios, según la solicitud del cliente. En tal caso, es posible reducir la capacidad de alivio de la válvula de seguridad.

Calentadores o enfriadores de tanques: No se debe instalar un calentador o enfriador de tanques en el tanque. Sin embargo, puede ser necesario un calentador externo en las áreas más frías, es decir, el noreste de China o Siberia, para evitar un vacío en el tanque.

Flujo de trabajo del diseño básico del tanque de almacenamiento de GLP

Print Friendly, PDF & Email