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DISEÑO DE UNA PLANTA PILOTO DE FILTRACIÓN DE GASES A 25 bar Y 265º C Autor: José Enrique Myro Borrero Tutor: Francisco Javier Gutiérrez Ortiz

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DISEÑO DE UNA PLANTA PILOTO DE FILTRACIÓN DE GASES A 25 bar Y 265º C

Autor:

José Enrique Myro Borrero

Tutor:

Francisco Javier Gutiérrez Ortiz

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Diseño de una Planta Piloto de Filtración de Gases a 25 bar y 265 ºC

Autor José Enrique Myro Borrero Tutor Francisco Javier Gutiérrez Ortiz 1

1 MEMORIA DESCRIPTIVA...............................................................................................3

1.1 CONSIDERACIONES GENERALES .......................................................................3

1.1.1 PETCIONARIO ..................................................................................................3

1.1.2 LOCALIZACIÓN Y EMPLAZAMIENTO ........................................................3

1.1.3 DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN GENERAL, CONDICIONANTES Y

OBJETIVO DEL PROYECTO. ..........................................................................................4

1.2 ALCANCE DEL PROYECTO .................................................................................11

1.3 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA .............................11

1.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE LOS EQUIPOS........................................................13

1.4.1 SISTEMA DE COMPRESIÓN.........................................................................15

1.4.2 VASIJAS Y DEPÓSITOS.................................................................................15

1.4.3 TUBERÍAS........................................................................................................21

1.4.4 SISTEMA DE CALENTADORES ...................................................................21

1.4.5 ESTRUCTURA.................................................................................................22

1.4.6 SISTEMA ELÉCTRICO Y ALIMENTACIÓN ...............................................23

1.5 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS........................................................................24

1.5.1 SISTEMA DE COMPRESIÓN.........................................................................43

1.5.2 VASIJAS Y DEPÓSITOS.................................................................................64

1.5.3 CALENTADORES ...........................................................................................75

1.6 TUBERÍAS................................................................................................................84

1.7 DESCRIPCIÓN DE ESTRUTURAS........................................................................86

1.7.1 ESTRUCTURA SOPORTE..............................................................................86

1.7.2 ESTRUCTURA TECHO COMPRESOR .........................................................87

1.8 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE NITRÓGENO .............................................88

1.9 SISTEMA ELÉCTRICO...........................................................................................88

2 MEMORIA CÁLCULO ..................................................................................................104 2.1 DIÁMETRO DE TUBERÍAS .................................................................................104

2.2 VASIJA DE FILTROS............................................................................................106

2.2.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA.........................................................................106

2.2.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA...................................................................106

2.2.3 CALORIFUGADO..........................................................................................108

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2.3 VASIJA DE LIMPIEZA .........................................................................................109

2.3.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA.........................................................................109

2.3.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA...................................................................110

2.3.3 CALORIFUGADO..........................................................................................112

2.4 VASIJA DE SÓLIDOS...........................................................................................112

2.4.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA.........................................................................112

2.4.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA...................................................................113

2.4.3 CALORIFUGADO..........................................................................................115

2.5 DEPÓSITO DE NITRÓGENO ...............................................................................115

2.5.1 DIMENSIONES DEL DEPÓSITO .................................................................115

2.5.2 CALORIFUGADO..........................................................................................116

2.6 POTENCIA DE LOS CALENTADORES..............................................................116

2.6.1 CALENTADOR DE OPERACIÓN................................................................116

2.6.2 CALENTADOR DE LIMPIEZA....................................................................117

2.7 ESTRUCTURA.......................................................................................................118

3 ANEXO ...........................................................................................................................119 4 PRESUPUESTO..............................................................................................................129 5 PLANOS..........................................................................................................................140 6 HOJAS DE CARACTERÍSTICAS .................................................................................143

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1 MEMORIA DESCRIPTIVA

1.1 CONSIDERACIONES GENERALES

1.1.1 PETCIONARIO

El presente proyecto se redacta como proyecto fin de carrera con

el finalizan los estudios de Ingeniero Industrial del alumno de la Escuela

Superior de Ingenieros de Sevilla José Enrique Myro Borrero, y a petición

del departamento de Ingeniería Química y Medioambiental de la

Universidad de Sevilla como diseño de la planta piloto de filtración de

gases a alta presión y alta temperatura a instalar en dicha Escuela de

Ingenieros.

1.1.2 LOCALIZACIÓN Y EMPLAZAMIENTO

La planta piloto proyectada se encontrará situada en la ciudad

de Sevilla, en las instalaciones de talleres y laboratorios pertenecientes a

la Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla situada en la Isla de la

Cartuja, en el patio formado por los edificios L-2, L-3, L-4, L-5 y los talleres

de mecánica pertenecientes a dichas instalaciones, tal y como se observa

en el plano general de situación, plano nº 1.

En dicho patio, la planta piloto se situará anexa al L-5, de forma

que uno de sus límites sea la pared del L-5 que, tal y como se describe en

el plano de situación general, plano nº 1, cierra el patio mencionado.

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Debido a que el emplazamiento de la planta piloto estará en

instalaciones pertenecientes a la Universidad de Sevilla, y por lo tanto

frecuentado por estudiantes, personal sin la formación característica de un

recinto industrial, y ajeno al funcionamiento de la planta, la planta piloto

estará delimitada por una valla, de dimensiones que se describen en los

planos, para evitar el paso de toda persona ajena la planta, ya que,

aunque las sustancias, gases y sólidos, que serán usadas en la planta no

son peligrosas en sí mismas por su toxicidad o inflamabilidad, las

condiciones de operación y almacenamiento de las mismas, condiciones

de alta presión y alta temperatura, sí pueden ser peligrosas si los equipos

son manejados por personal no cualificado .

1.1.3 DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN GENERAL,

CONDICIONANTES Y OBJETIVO DEL PROYECTO.

El desarrollo de sistemas de filtración de gases a alta

temperatura y a alta presión es de vital importancia en muchos y diversos

procesos industriales hoy día.

Actualmente son muchos los procesos industriales en los que

como consecuencia del mismo o por ser introducidas en él a través de las

corrientes de alimentación, se generan corrientes gaseosas que contienen

partículas sólidas en suspensión de diversa naturaleza.

En muchos de estos procesos es muy importante eliminar las

partículas de las corrientes gaseosas por distintas razones. Éstas pueden

tener distinta naturaleza. Entre las muchas razones existentes podemos

destacar tres:

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.-Los requisitos de la legislación vigente, y más importante aún,

de la legislación venidera, la cual pondrá importantes

restricciones a la emisión de partículas a la atmósfera.

.-La necesidad de recuperar dichas partículas bien porque sean

productos de valor añadido, bien porque sean productos

objetivos del proceso o bien que sean productos secundarios

derivados del mismo.

.-La necesidad de proteger las instalaciones y equipos del

proceso para no reducir la vida útil de los mismos, ya que debido

al tamaño, naturaleza y condiciones de operación de estas

partículas pueden llegar a ser muy abrasivas, pudiendo llegar a

causar graves daños sobre ellos. Estos daños significarán una

pérdida de rentabilidad económica de las instalaciones y equipos

necesarios para desarrollar el proceso, ya que, por un lado

disminuirá la eficiencia de los mismos, obteniendo peores

rendimientos y por tanto peores producciones cualitativa y/o

cuantitativamente, y por otro lado provocará un aumento de los

periodos de parada de producción para el mantenimiento y

reparación de los equipos, lo que, indiscutiblemente, significa

una disminución del periodo de producción y por tanto de la

capacidad de producción de las instalaciones, disminuyendo la

rentabilidad en el tiempo de las mismas, ya que lo normal es que

durante estos periodos de parada los costes no sólo no

diminuyan, sino que aumenten, lo cual se suma al hecho de que

durante estos periodos de parada no se está produciendo.

Además de todo lo anterior, hemos de sumar el alto coste que

suelen tener estos equipos y sus elementos ya que suelen ser

de un alto nivel tecnológico. No hemos de obviar que los daños

producidos a los distintos equipos pueden afectar gravemente a

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la seguridad de las condiciones de operación de los mismos, lo

que a la postre vuelve a incidir en mayores costes monetarios, y

como consecuencia, menor rentabilidad

Uno de los procesos industriales característicos en los que se

producen corrientes gaseosas con partículas sólidas en suspensión que

deben retiradas son aquellos en los que se la realiza la gasificación de una

mezcla sólida para posteriormente ser usada como reactivo en otro

proceso. La corriente gaseosa producto arrastrará partículas en

suspensión debido a que la gasificación de dicha mezcla sólida en

procesos a nivel industrial nunca es completa, bien por la naturaleza del

propio proceso de gasificación o bien porque no interese económicamente

obtener una gasificación completa, ya que el coste diferencial de gasificar

la última fracción sólida puede ser muy elevado, lo que diminuye la

rentabilidad de la operación.

Generalmente la granulometría de las partículas en dicha

corriente son del orden de micras de metro y además se encuentran en

condiciones de alta presión, alta temperatura y a alta velocidad, por lo que

tienen un alto poder de abrasión. Como consecuencia, al ser introducidas

otros equipos, generalmente calderas o turbinas de gas, con el objetivo de

generar energía térmica y/o eléctrica, pueden causar graves daños en

ellos, erosionando elementos importantes de los mismos, como pueden

ser los álabes de una turbina de gas, los pistones de un motor o

obstruyendo los quemadores de una caldera, lo cual, como ya se ha

comentado anteriormente se traduce en graves pérdidas económicas.

Los sistemas de filtración más desarrollados y extendidos en la

industria son realizados a baja temperatura. Estos procesos de filtración

son útiles en aquellos procesos en los que la filtración se realiza a

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corrientes gaseosas cuyo nivel energético final sea bajo o no sea

relevante, bien porque sea una operación final, bien porque no sea

necesario mantener el nivel energético de la corriente para rentabilizarlo

con posterioridad.

Los procesos de combustión tiene el mayor rendimiento

energético a alta temperatura y a alta presión.

En los procesos industriales de gasificación de una mezcla

sólida el gas producto es generado a alta presión y a alta temperatura. En

muchos casos este gas es usado posteriormente en procesos de

combustión, bien sea en la cámara de combustión de una turbina de gas,

bien sea en el lecho fluidizado de una planta de PFCB, bien en el hogar de

una caldera, bien en los pistones de un motor de combustión.

En las plantas de gasificación integrada de ciclo combinado,

GICC, el gas sale del gasificador a alta temperatura y a alta presión, para

posteriormente introducirse en la cámara de combustión de la turbina de

gas, tal y como se ve en el esquema nº 1 del Anexo.

En el proceso de combustión es de vital importancia mantener el

nivel energético de la corriente saliente del gasificador, ya que se obtienen

los mejores rendimientos de combustión y el mejor aprovechamiento de la

mezcla sólida gasificada.

Al la salida del gasificador, el gas va cargado de partículas

sólidas en suspensión provenientes del proceso de gasificación, debido a

la imperfección de la gasificación. Como se ha explicado con anterioridad,

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estas partículas son perjudiciales para los equipos aguas abajo del

gasificador, y por lo tanto han de ser eliminadas de la misma.

Si se emplearan sistemas de filtración a baja temperatura, sería

inevitable tener que disminuir la temperatura de la corriente gaseosa, de

alto nivel energético, para poder obtener rendimientos de filtración

aceptables, y posteriormente, para recuperar el nivel energético de la

corriente de la mezcla gasificada, volver a calentarla.

En los procesos de intercambio de calor se producen pérdidas

de calor incontroladas e inevitables, y más acentuadas a mayores saltos

de temperatura entre los que intercambian calor, como son el

calentamiento de los equipos con los que se realiza la transferencia,

calentamiento del ambiente alrededor del que se realiza el intercambio

etc.… Por lo que si buscáramos un sistema a través del cual

trasladáramos el calor de la corriente gaseosa desde un punto antes de su

filtración a baja temperatura, a la corriente gaseosa filtrada a baja

temperatura tras, obtendríamos un resultado perfecto. Pero como se ha

señalado estas pérdidas son muy difíciles de reducir, y por lo tanto

asumirlas o reducirlas representaría un alto coste, sin conseguir que el

fluido recuperara su nivel energético inicial. Por tanto, el fluido entraría en

la cámara de gas de la turbina, o la cámara de combustión del motor con

un nivel energético inferior al que tendría si realizamos la filtración a alta

temperatura y presión.

Los sistemas de filtración a alta temperatura no alcanzan a

operar a las temperaturas de operación de los procesos de gasificación,

pero sí a niveles intermedios.

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Es por tanto indispensable desarrollar sistemas de filtración de

gases a alta temperatura y presión para aumentar, o al menos no

disminuir, el rendimiento energético de los procesos de generación de

energía a partir de una mezcla sólida sometida a un proceso de

gasificación.

Los sistemas de filtración a alta temperatura y alta presión

necesitan, evidentemente, elementos filtrantes capaces de soportar las

condiciones de operación muy exigentes. Los materiales que mejores

resultados han dado hoy por hoy son los filtros cerámicos, en concreto los

carbosilicatos, capaces de mantener altos niveles de filtración por tener

una porosidad adecuada, entre 40 al 50 %, con suficiente resistencia

mecánica, capaces de trabajar a temperaturas mayores de 700 ºC.

Los elementos filtrantes cerámicos más extendidos en estos

sistemas de filtración a alta temperatura y a alta presión son los filtros

cerámicos denominados candelas.

Las candelas tiene la forma geométrica de un cilindro hueco,

cerrado en uno de sus extremos, generalmente de diámetro de 0,06 m, de

longitud de 1 a 1,5 m y un espesor de 0,008 a 0,015 m. Son capaces de

trabajar a temperaturas superiores a los 600 º C, con velocidades de

filtración de 4 a 8 ft/min. Una foto de las candelas se puede ver en la figura

nº 2 del anexo.

Las candelas trabajan filtrando principalmente por la pared

lateral del cilindro, como se puede observar en la figura nº 3 del anexo,

atacando la corriente gaseosa “sucia” a la pared lateral, y saliendo por el

hueco interior del cilindro, que forma la candela, gas “limpio”, dejando en la

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pared lateral de la candela las partículas sólidas en suspensión que

arrastraba el gas formando una torta.

Cuando la pérdida de carga a través de la candela es la

indicada, comienza el ciclo de limpieza de la candela. Esto se realiza

impulsando fluido, a mayor presión que la de operación, en la dirección

contraria al flujo del gas a filtrar, en pulsos, hacia el interior del cilindro,

provocando la caída de la torta formada en la pared lateral de la candela.

El objetivo de las instalaciones proyectadas es determinar la

capacidad de filtración de sistemas de filtración de gases a alta

temperatura y alta presión con elementos filtrantes cerámicos, candelas, y

mangas, mediante la realización de múltiples ensayos en condiciones de

operación reales de una planta de gasificación integrada de ciclo

combinado que usa como materia prima a gasificar una mezcla del 50 %

de carbón natural proveniente de una mina y 50 % coke proveniente de la

destilación del petróleo en una columna de destilación fraccionada.

Para determinar la capacidad de filtración de los sistemas de

filtración de gases a alta temperatura y a alta presión con elementos de

filtración cerámicos, es necesario determinar, no sólo la capacidad de

filtración, eficacia del filtro y tamaño partículas filtrada, de los elementos

filtrantes sometidos a diversas condiciones de temperatura, carga de

sólidos, velocidad de filtración, etc.…, sino también la capacidad del

sistema para limpiar los elementos filtrantes, y determinar así la

operatividad de dichos sistemas en condiciones reales de operación,

condiciones y forma de operación, determinando el número de ciclos de

impulsos y la frecuencia de los ciclos de limpieza necesarios para obtener

un funcionamiento correcto y óptimo del sistema.

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1.2 ALCANCE DEL PROYECTO

El alcance del presente proyecto es el diseño y valoración de los

equipos principales de la planta piloto, siendo estos el sistema de compresión,

el sistema de calefacción, el depósito de sólidos, la vasija de filtros, el

depósito de limpieza y el depósito de nitrógeno, así como de la estructura

soporte de la planta.

1.3 DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA

El esquema general de funcionamiento de la planta será el que se

muestra en la figura nº 4 del anexo.

El aire, en condiciones atmosféricas, se introduce en el sistema de

compresión, elevando su presión a las de condiciones de operación, 25 bara,

y como consecuencia del proceso se eleva su temperatura.

A continuación, el aire comprimido se introduce en los calentadores

para elevar la temperatura a las condiciones de operación, 265 ºC.

Una vez el aire está en condiciones de operación, se carga con un

caudal de sólidos de una determinada granulometría, para posteriormente

introducirlo en vasija de filtración. Ésta estará compartimentada en dos zonas

de filtración totalmente separadas y estancas, para así poder estar operando

una en modo filtración y la otra en modo limpieza, alternándose conforme

van finalizando ambos procesos.

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Cuando la caída de presión del aire a través de los elementos filtrantes,

mangas o candelas, sea la determinada en cada ensayo, se procederá a la

limpieza de dichos elementos filtrantes.

Durante el periodo de limpieza, la torta de sólido caerá al fondo de la

vasija de filtración acumulándose hasta la capacidad de la tolva inferior de la

vasija, momento en el que se abrirá la válvula de conexión con la vasija de

limpieza...

La limpieza será realizada por un fluido a presión y a la temperatura de

operación, proveniente de depósitos de almacenamiento a presión y tras ser

calentado.

Cada periodo de tiempo determinado por las condiciones de diseño, la

vasija de limpieza será descomprimida y vaciada.

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1.4 CRITERIOS DE DISEÑO DE LOS EQUIPOS

De manera genera, el diseño de los equipos ha sido realizado teniendo

en cuenta salvaguardar la seguridad de todo personal de la planta, todo

personal ajeno a la planta que pueda encontrarse en las cercanías de la

planta, y de los propios equipos.

Las condiciones de operación son:

.- Presión de operación, Pop: 25 bara

.- Temperatura de Operación, Top: 538 K

.-Velocidad de Filtración de Candelas, vf: 3 a 6 ft/min

.- Presión de Limpieza, PL: 35 bara

.-Temperatura de Limpieza, TL: 538 K

.- Fluido de Operación Aire

.- Fluido de Limpieza Nitrógeno

.- Velocidad mínima de Circulación, vc: 15 m/s

.- Concentración de sólidos

en la corriente de operación , Cs: 5 a 20 gr/Nm3

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.- La granulometría del sólido es:

TAMAÑO (mm) %

>100 27,03

80-100 4,97

60-80 6,23

50-60 3,77

40-50 3

30-40 3,5

20-30 4,5

15-20 2

10-15 2,7

8-10 0,3

6-8 1

5-6 1

4-5 2,5

3-4 5

2-3 8,5

1,5-2 8

1-1,5 8,74

0,7-1 4,95

0,5-0,7 1,81

<0,5 0,5

El diagrama general de los equipos puede verse en la figura nº 5 del

anexo.

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1.4.1 SISTEMA DE COMPRESIÓN

Los criterios seguidos para diseñar el sistema de compresión

será:

.- La presión inicial es 1 atma.

.- La temperatura de entrada oscilará entre 0ºC en invierno a los

40 ºC en verano.

.- El fluido de trabajo será aire ambiente.

.- La presión de salida será 25 atma.

.- La temperatura de salida será lo más alta posible compatible

con las condiciones de operación.

.- La humedad de salida será la compatible con las condiciones

de operación de los distintos sistemas.

1.4.2 VASIJAS Y DEPÓSITOS

1.4.2.1 VASIJAS DE ALMACENAMIENTO DE

CENIZAS

Los criterios seguidos para diseñar la vasija de

almacenamiento de sólidos serán:

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.- La capacidad de almacenamiento será tal que la

planta pueda operar sin recargar la vasija, es decir,

sin despresurizar la vasija durante dos turnos de

operación continua en máxima carga.

.- La geometría de la vasija será cilíndrica,

terminado en una tolva cónica.

.- La vasija tendrá una compuerta en la parte

superior de la misma para la carga de las cenizas.

.- La vasija estará a la presión y temperatura de

operación.

.-El material con el que se fabricará la vasija serán

acero inoxidable, capaz de soportar las

condiciones de operación de la planta.

.- La vasija contará con los distintos sistemas de

control para el correcto funcionamiento de la

planta.

.- La vasija contará con una válvula de seguridad.

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1.4.2.2 VASIJAS DE FILTRACIÓN

Los criterios seguidos para diseñar la vasija de filtración

serán:

.- Las dimensiones de la vasija será tal que la distribución de

los elementos filtrantes en su interior tal que se encuentren

todos en las mismas condiciones con respecto a las paredes

y elementos de la vasija, y con respecto a la distribución del

flujo de aire en su interior.

.- La vasija estará compartimentada en tres partes. Por un

lado la que separará la entrada del fluido sucio y la salida del

aire limpio. Por otro lado, la zona de salida del fluido limpio

también estará separada en dos zonas.

.- La geometría de la vasija será cilíndrica, terminado en una

tolva troncocónica.

.- La vasija estará a la presión y a la temperatura de

operación.

.-El material con el que se fabricará la vasija serán acero

inoxidable, capaz de soportar las condiciones de operación

de la planta.

.- La vasija contará con los distintos sistemas de control para

el correcto funcionamiento de la planta. Deberá tener control

de temperatura y presión.

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.- La vasija contará con una válvula de seguridad.

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1.4.2.3 VASIJAS DE LIMPIEZA

Los criterios seguidos para diseñar la vasija de limpieza

serán:

.- Las dimensiones de la vasija será tal que pueda

almacenar la cantidad de sólidos que se filtre tras dos

días de operación con la máxima carga de sólido.

.- La geometría de la vasija será cilíndrica, terminado en

una tolva cónica.

.- La vasija estará a la presión y a la temperatura de

operación.

.-El material con el que se fabricará la vasija serán acero

inoxidable, capaz de soportar las condiciones de

operación de la planta.

.- La vasija contará con los distintos sistemas de control

para el correcto funcionamiento de la planta. Deberá tener

control de temperatura y presión.

.- La vasija contará con una válvula de seguridad.

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1.4.2.4 DEPÓSITO DE NITRÓGENO

Los criterios seguidos para diseñar depósito de

nitrógeno serán:

.- Las dimensiones del depósito será tal que pueda

almacenar la cantidad de nitrógeno necesario para que

se pueda realizar como mínimo dos ciclos de limpieza

seguidos.

.- La geometría del depósito será cilíndrico.

.- La vasija estará a la presión y a la temperatura de

operación.

.-El material con el que se fabricará la vasija serán

acero inoxidable, capaz de soportar las condiciones de

operación de la planta.

.- El depósito contará con los distintos sistemas de

control para el correcto funcionamiento de la planta.

Deberá tener control de temperatura y presión.

.- El depósito contará con una válvula de seguridad.

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1.4.3 TUBERÍAS

Las tuberías estarán diseñadas según los siguientes criterios:

.- La velocidad del aire en la tubería será como mínimo 15 m/s

en los tramos dónde el aire vaya cargado de sólido antes de la

filtración. Por motivos de eficiencia y económicos se adoptará el

mismo diámetro para todas las tuberías.

.- Irán calorifugadas en todo el trazado por razones de ahorro de

energía y de seguridad frente a posibles contactos.

.- Para compensar las dilataciones debidas a las variaciones de

temperatura, las tuberías llevarán los elementos y accesorios

necesarios.

1.4.4 SISTEMA DE CALENTADORES

1.4.4.1 CALENTADOR DE OPERACIÓN

.- Se diseñarán para calentar el caudal de aire de operación desde

la temperatura de salida sistema de compresión hasta la

temperatura de operación.

.- El material de los calentadores será tal que pueda soportar las

condiciones de caudal y presión de operación de los calentadores.

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.- Los calentadores serán operados mediante el sistema de

control.

1.4.4.2 CALENTADOR DE LIMPIEZA

- Se diseñarán para calentar el caudal de nitrógeno necesario para

reponer el consumo en los ciclos de limpieza hasta la temperatura

de limpieza.

.- El material de los calentadores será tal que pueda soportar las

condiciones de caudal y presión de limpieza de los calentadores.

.- Los calentadores serán operados mediante un sistema de

control.

1.4.5 ESTRUCTURA

.- La estructura se diseñará para que pueda soportar en dos plantas las

vasijas de sólido, limpieza y filtración, así como una grúa pluma que

será colocada en la última planta. Así mismo se diseñará para que

pueda soportar las cargas de uso y muertas reglamentarias a este tipo

de edificación.

.- El acceso a las plantas se hará mediante una escalera lateral.

.- Una barandilla recorrerá el perímetro de la primera y segunda planta.

.- La solera de las plantas será de planchas de tramex.

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1.4.6 SISTEMA ELÉCTRICO Y ALIMENTACIÓN

.-El sistema de alimentación de energía será eléctrico a través de un

cuadro general de protección.

.- La alimentación al cuadro se hará por el trazado más corto y directo.

.- La sección de los conductores y el nivel de las protecciones será el

necesario para asegurar un correcto funcionamiento de la planta.

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1.5 DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS

Dado que las condiciones de operación de la planta son a 25 barg y

235º C, todos los equipos estarán diseñados cumpliendo el reglamento de

aparatos a presión aprobado por el Real Decreto 769/1999 de 7 de Mayo por el

que se dictan las disposiciones de aplicación de la directiva del parlamento

europeo y del consejo, 97/23/CE relativa a los equipos a presión y se modifica

el Real Decreto 1244/1979 de 4-4-1979 que aprobó el reglamento de aparatos a

presión.

En dicho reglamento se hacen las siguientes definiciones relativas a los

equipos que más tarde se diseñan:

.- Equipos a presión: Serán los recipientes, tuberías, accesorios de

seguridad y accesorios a presión. En su caso se considerarán que

forman parte de los equipos a presión los elementos fijados a las

partes sometidas a presión, como las bridas, tubuladuras,

acoplamientos, soportes, orejetas para izar, etc..

.- Recipiente: Se define como recipientes una cubierta diseñada y

fabricada para contener fluidos a presión, incluidos los elementos de

montaje directo hasta el dispositivo previsto para la conexión con otros

equipos. Un recipiente puede constar de más de una cámara.

.- Tuberías: Se define como tubería los elementos de canalización

destinado a la conducción de fluidos, cuando están conectados para

integrarse en un sistema a presión. Las tuberías comprenden, en

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particular, un tubo o sistema de tubos, los conductos, piezas de ajuste,

juntas de expansión, tubos flexibles o, en su caso, otros elementos

resistentes a la presión. Se equiparán, a las tuberías los carburadores

de calor por tubos y destinados al enfriamiento o el calentamiento del

aire.

.- Accesorios de seguridad: Serán los dispositivos destinados a la

protección de los equipos a presión frente a la superación de los límites

admisibles. Estos dispositivos podrán ser: Órganos para la limitación

directa de la presión, tales como válvulas de seguridad, los dispositivos

de seguridad de discos de rotura, las varillas de pandeo y los

dispositivos de seguridad dirigidos, (CSPRS).

Órgano limitadores que accionen medios de intervención o produzcan

el paro y el cierre, tales como los presostatos, los interruptores accionados por

la temperatura o por el nivel del fluido y los dispositivos de “ medida, control y

regulación que tengan una función de seguridad (SRMCR)”

.- Accesorios a presión: Los dispositivos con fines operativos cuya

cubierta esté sometida a presión.

.- Conjuntos: Varios equipos a presión ensamblados por un fabricante

de forma que constituyan una instalación funcional.

.- Presión: La presión relativa a la presión atmosférica, es decir, la

presión manométrica. En consecuencia, el vacío se expresa mediante

un signo negativo.

.- Presión Máxima Admisible: La presión máxima admisible, PS, será

la que está diseñado el equipo, especificada por el fabricante. Estará

definida en un lugar especificado por el fabricante, que será el lugar de

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conexión de los dispositivos de protección o de seguridad o la parte

superior del equipo, o si ello no fuera adecuado, cualquier otro lugar

especificado.

.- Temperatura máxima / mínima admisible: Serán las temperaturas

máximas y mínimas para las que esté diseñado el equipo,

especificadas por el fabricante.

.- Volumen: El volumen interno, V, de una cámara, incluido el volumen

de las tubuladuras hasta la primera conexión o soldadura y excluido el

volumen de los elementos internos permanentes.

.- Diámetro Nominal: DN, es una cifra de identificación del diámetro

común a todos los elementos de un sistema de tuberías, exceptuados

los elementos indicados por sus diámetros exteriores o por el calibre de

la rosca. Será un número redondeado a efectos de referencia, sin

relación estricta con las dimensiones de fabricación. Se

denominará con las letras DN seguidas de un número.

.-Fluidos: Se denominarán fluidos los gases, los líquidos, y los vapores

en fase pura o en mezclas

.- Uniones Permanentes: Se denominan uniones permanentes las

uniones que sólo pueden separarse por métodos destructivos.

.- Aprobación Europea de materiales: Será un documento técnico

que define las características de los materiales destinados a una

utilización reiterada en la fabricación de equipos a presión, que no sean

objeto de normas armonizadas.

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Todos los equipos irán sellados con el marcado CE, por lo que se

presumirá que cumplen todas las disposiciones del Real Decreto al que

hacemos referencia. Este marcado irá acompañado del número de

identificación del organismo notificado que interviene en la fase de control de la

producción. Deberá fijarse de forma visible, claramente legible e indeleble.

En cuanto a las condiciones de seguridad, todos los equipos seguirán

las mencionadas en el Real Decreto anteriormente mencionado. Por tanto, el

fabricante tendrá la obligación de analizar los riesgos a fin de definir aquellos

que se apliquen a sus equipos a causa de la presión y subsecuentemente

deberá diseñarlos y fabricarlos teniendo en cuenta los análisis.

Los requisitos básicos se interpretarán de manera que se tenga en

cuenta el nivel de la técnica y la práctica en el momento del diseño y la

fabricación así como las consideraciones técnicas y económicas que sean

compatibles con un alto grado de protección para la salud y la seguridad.

Todos los equipos a presión serán diseñados, fabricados, controlados y

montados e instalados de manera que se garantice la seguridad de los mismos

si se ponen en servicio de conformidad con las instrucciones del fabricante o en

condiciones razonablemente previsibles.

Para optar las soluciones más adecuadas el fabricante aplicará los

siguientes principios y en el siguiente orden:

1.- Eliminar o reducir los riesgos tanto como sea razonablemente

posible.

2.- Aplicar las medidas de protección adecuadas como los riesgos que

no puedan eliminarse.

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3.- Informar, en su caso, a los usuarios sobre los riesgos residuales e

indicar si es necesario adoptar medidas especiales adecuadas para

atenuar los riesgos en el momento de la instalación o del uso.

Dado que se trata de equipos cuyo emplazamiento será un recinto

universitario con posibilidad de que personal no cualificado acceda a la planta el

diseño de los equipos se hará para impedir los riesgos derivados de dicho uso

o, si esto no fuera posible, se deberá indicar la manera apropiada que el equipo

no se deba utilizar de ese modo.

El diseño de los equipos se hará correctamente teniendo en cuenta

todos los factores pertinentes para garantizar la seguridad del equipo durante

toda su vida prevista. El diseño incluirá coeficientes adecuados de seguridad

que se basarán en métodos generales que se considere que utilizan márgenes

de seguridad pertinentes para prevenir de manera coherente todo tipo de fallos.

El diseño se realizará para resistir las cargas correspondientes al uso

previsto, así como para otras condiciones de funcionamiento razonablemente

previsibles, en particular se tendrá en cuenta los siguientes factores:

1.- La presión exterior y la presión interior.

2.- La temperatura ambiente y la temperatura de servicio.

3.- La presión estática y la masa de la sustancia contenida en

condiciones de funcionamiento y de prueba.

4.-Las cargas debidas al tráfico, al viento, y a los terremotos.

5.- Las fuerzas y los momentos de reacción derivados de los soportes,

los dispositivos de montaje, las tuberías etc.

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6.- La corrosión, la erosión, la fatiga, etc…

7.-La descomposición de los fluidos inestables.

Teniendo en cuenta la posibilidad de que se den cargas o esfuerzos

simultáneamente.

El diseño para una resistencia adecuada se basará en el método de

cálculo que considera el reglamento de aparatos a presión, completado si fuese

necesario por un método experimental.

Las tensiones admisibles por los equipos a presión se limitarán en

función de los posibles fallos que razonablemente se puedan dar durante las

condiciones de funcionamiento. Por tanto se aplicarán los coeficientes de

seguridad que permitan eliminar por completo cualquier duda derivada de la

fabricación, las condiciones reales de utilización, las tensiones, los modelos de

cálculo y comportamiento de los materiales.

Para el cálculo de la resistencia, las presiones de cálculo no serán

inferiores a las presiones máximas admisibles, teniendo en cuenta posibles

elevaciones de la presión debido a la posible descomposición de gases.

En los depósitos o equipos dónde hay paredes de separación entre

cámaras en el interior de los mismos, el espesor de la pared divisoria se

calculará basándose en la máxima presión posible en la cámara adyacente.

Las temperaturas de cálculo deberán permitir márgenes de seguridad

adecuados, teniendo en cuenta todas las combinaciones posibles de

temperatura y presión razonablemente previsibles, manteniéndose dentro de los

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límites de seguridad las tensiones máximas y las concentraciones de

valores máximas de tensiones.

Se usarán los valores de las propiedades de los materiales de los

equipos basados en datos contrastados y demostrados y teniendo en cuenta

las condiciones de seguridad.

En concreto:

1.- El límite elástico, al 0,2 o al 1 por 100 de la tensión de ensayo,

serán los casos, a la temperatura de cálculo.

2.- La resistencia a la tracción.

3.- La resistencia a la fluencia diferida en el tiempo.

4.- La resistencia a la fatiga.

5.- El módulo de Young

6.- El valor de deformación plástica admisible

7.- La resistencia al impacto, la resilencia.

8.- La tenacidad a la fractura.

Igualmente se aplicará a las características de los materiales

coeficientes de resistencia de las juntas en función del carácter de las pruebas

destructivas, de las propiedades de las uniones de materiales y de las

condiciones de funcionamiento previsto, teniendo en cuenta todos los procesos

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de degradación razonablemente previsibles correspondientes al uso de los

equipos.

Deberá tenerse en cuenta las características relativas a la vida de los

equipos, como son:

.- El número de horas de funcionamiento a temperaturas determinadas

para determinar la fluencia.

.- El número de ciclos a el nivel de tensión determinado para determinar

la fatiga.

.- La tolerancia a la corrosión.

Se asegurará que el espesor calculado permita la estabilidad permita la

estabilidad estructural suficiente.

Todos los equipos serán calculados con métodos de cálculo validad

tras un programa de pruebas que se realizarán con una muestra representativa

del equipo o de la categoría del equipo.

Este programa de pruebas se definir y de á claramente antes de las

pruebas, y será aceptado por el organismo competente. Así mismo deberán

determinarse los valores exactos de las medidas esenciales y de las

características de los materiales constitutivos de los equipos sometidos a

prueba.

Durante las pruebas las zonas críticas del equipo a presión deberán

poder observarse con instrumentos adecuados que puedan medir las

deformaciones y las tensiones con suficiente precisión.

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El programa de pruebas incluirá:

a) Una prueba de resistencia a la presión para verificar si, a una presión que

garantice un margen de seguridad definido respecto a la presión máxima

admisible, el equipo no presenta fugas significativas ni deformación

superior a un límite determinado. La presión de prueba deberá

determinarse teniendo en cuenta las diferencias entre los valores de las

características geométricas y de los materiales medidas en las condiciones

de prueba y los valores admitidos para el diseño; también deberá tener en

cuenta la diferencia entre las temperaturas de prueba y diseño.

b) Si en alguno de los equipos pueda existir riesgo de fluencia o de fatiga,

adecuadas pruebas serán determinadas en función de las condiciones de

servicio previstas para el equipo.

c) Cuando sea necesario, pruebas complementarias sobre otros factores

externos específicos como corrosión, acciones exteriores etc serán

practicadas, en concreto al tratarse de equipos a instalar en el exterior.

El diseño de los equipos se hará de forma que su manejo no entrañe

ningún riesgo razonablemente previsible. Deberá concederse especial atención

en su caso:

.- A las aperturas y a los cierres.

.- A las descargas peligrosas de las válvulas de seguridad.

.- A los dispositivos que impiden el acceso físico mientras haya presión

de trabajo.

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.- A la temperatura de la superficie, teniendo en cuenta el uso previsto.

.- A la descomposición de los fluidos inestables.

Dado que se trata de equipos que tendrán una puerta vista, deberán

estar dotados de un dispositivo manual o automático que permita al usuario

asegurarse fácilmente de que la apertura no representa peligro alguno.

Además deberá llevar un dispositivo que impida su apertura cuando el

equipo esté a presión

Los equipos serán diseñados de forma que puedan realizarse todas las

inspecciones necesarias para se seguridad.

Serán previstos medios para determinar el estado interior del equipo a

presión cuando ello sea necesario para asegurar la seguridad permanente del

equipo, tales como que permitan el acceso físico al interior del equipo para

poder realizar las inspecciones adecuadas de forma segura y ergonómica.

Podrán utilizarse otros medio que aseguren el equipo a presión reúne

todos los requisitos de seguridad en los equipos que

.- Sea demasiado pequeño para poder acceder físicamente a su

interior.

.- La apertura del equipo a presión pueda afectar negativamente al

interior.

.- Esté demostrado que la sustancia en el interior del equipo no

deteriora el material con el que está fabricado, y que no es

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razonablemente previsible ningún otro mecanismo de degradación

interna.

En los equipos se dispondrán sistemas adecuados de purga y de

ventilación para evitar los efectos perniciosos tales como golpe de ariete, el

colapso provocado por el vacío, la corrosión y las reacciones químicas no

controladas. Se tendrán en cuenta todas las fases del funcionamiento y las

pruebas, en particular las de presión, y permitir la limpieza el control y el

mantenimiento.

Para evitar la corrosión se dispondrá una tolerancia positiva o de la

protección adecuada contra acciones químicas, teniendo debidamente cuenta el

uso previsto y razonablemente previsible.

Dado que pueden darse condiciones de desgaste, erosión o de

abrasión se tomarán medidas para:

.- Reducir el mínimo de esos efectos mediante un diseño adecuado,

como por ejemplo aumentando el espesor de los equipos o utilizando

envueltas o materiales de revestimiento.

.- Permitir la sustitución de las partes más afectadas.

.- Llamar la atención en las instrucciones de uso de dichas condiciones.

Los conjuntos estarán diseñados de manera que los elementes que

vayan a unirse sean adecuados y fiables para su servicio. Todos los elementos

se integrarán correctamente y unan de manera adecuada.

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El equipo estará diseñado y provisto de accesorios adecuados para

asegurar que el llenado y el vaciado se realizaran en condiciones de seguridad

en lo que se refiere a los siguientes riesgos:

a) Para el llenado excesivo y la presión de vapor a la temperatura

de referencia.

b) Evitar el vaciado no controlado.

c) Durante ambos, llenados y vaciados, se dispondrán conexiones

y desconexiones para evitar posibles riesgos.

Todos los accesorios de seguridad deberán diseñarse y fabricarse de

manera que sena fiables y se adapten a las condiciones de servicio previstas y

que tengan en cuenta los requisitos en materia de mantenimiento y pruebas de

los dispositivos. Deberán ser independientes de las demás funciones, y

responder a los principios de diseño adecuados para conseguir una protección

adaptada y fiable. Estos principios incluirán en especial doble seguridad, la

redundancia, la diversidad y el autocontrol.

Se instalarán órganos limitadores de presión diseñados de manera que

la presión no sobrepase permanentemente la presión admisible, PS, sin

embargo se admitirá un aumento de corta duración de la presión cuando resulte

apropiado. Serán dispositivos independientes de las demás funciones, a menos

que éstas puedan afectar a sus funciones de seguridad. Además responderán

a los principios de diseño adecuados para conseguir una protección adaptada y

fiable.

Los dispositivos de control de temperatura tendrán un tiempo de

respuesta adecuado por razones de seguridad.

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Los equipos estarán diseñados para que tengan adaptados elementos

antiincendios.

Durante el proceso de fabricación se velará por una correcta ejecución

para que se mantengan las condiciones de diseño. No se ocasionarán defectos

ni fisuras ni cambios de las características mecánica de los materiales, de forma

que no se comprometa la seguridad de los equipos.

Las uniones permanentes de los materiales y las zonas adyacentes

deberán estar exentas de deficiencias de superficie o interiores perjudiciales

para la seguridad de los equipos. Las propiedades de las uniones permanentes

deberán correspondan las propiedades mínimas especificadas para los

materiales que se unan. Las pruebas de las uniones permanentes se realizarán

por personal cualificado.

Todos los equipos llevarán un tratamiento térmico para evitar posibles

cambios de las propiedades de los materiales al ejecutar las uniones

permanentes.

Se hará una inspección final de los equipos que consistirá en someter

al equipo a un inspección inicial visual para comprobar que se cumplen las

condiciones de los documentos de acompañamiento del equipo. Se realizará

una prueba de resistencia de la presión. Se examinarán los dispositivos de

seguridad.

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En todos los equipos se tendrá la siguiente información:

.- Nombre y apellidos, dirección, y otras señas de identidad del

fabricante y si lo hubiera del representante en Andalucía.

.- Año de fabricación.

.- Identificación del equipo, el tipo y el número de serie.

.- Límites esenciales máximos y mínimos admisibles.

.- Volumen del equipo.

.- DN de las tuberías.

.- Presión de la prueba PT, y la fecha.

.- La presión de rotura del órgano dispositivo de seguridad, en bar.

.- La potencia del equipo en kW.

.- La tensión de alimentación en V

.- El grado de llenado, kg/l

.- La masa máxima de llenado, en kg.

.- La masa tarada, en kg.

.- El grupo de productos.

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Las tuberías deberán ser diseñadas y fabricadas de forma que se

garantice que no existe riesgo de deformación permanente derivada de

movimientos libres inadmisibles o de esfuerzos excesivos, como por ejemplo en

la bridas, las conexiones, los tubos flexibles ondulados o los tubos extensibles

se controlen adecuadamente mediante abrazaderas, tirantes o sujeciones,

ajustes o pretensores.

Se dispondrán de dispositivos para evacuar posibles condensaciones

en el interior de los tubos, de forma que puedan ser eliminados de manera

segura, de forma que se eviten daños debidos a golpes de ariete o corrosión.

En el diseño y fabricación de las tuberías se tendrán en cuenta posibles

efectos y daños derivados de las turbulencias y la formación de torbellinos. Se

tendrán en cuenta el riesgo debido a la fatiga causada por las vibraciones en los

tubos.

Se evitará la posibilidad de descarga accidental, marcando

visiblemente en la parte permanente en la que figura la inscripción del fluido

contenido.

Para determinar las tensiones admisibles se usarán la siguiente

terminología:

Re/t designa límite elástico. Designa el valor de la temperatura de

cálculo según los siguientes casos:

.-Del límite superior de cadencia para los materiales que

presenten límites inferiores u superiores de fluencia.

.- De la tensión al 1 por 100 de la extensión total para el acero

austenítico y el aluminio sin alear.

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.- De la tensión al 0,2 por 100 de la deformación permanente

en los demás casos.

Rm/20 designa el valor mínimo de resistencia a tracción máxima a 20 ºC.

Rm/t designa la resistencia a la tracción a al temperatura de cálculo.

La tensión general de membrana admisible para las cargas

predominantemente estáticas y para temperaturas situadas fuera de la gama en

la que los fenómenos de fluencia sena significativos, no deberán ser superior al

menor de los valores siguientes, según el material que se trate:

En el caso de acero ferrítico, incluido el acero normalizado (acero

laminado) y con exclusión de los aceros que hayan sufrido un

tratamiento térmico especial, 2/3 de Re/t y 5/12 de Rm/20

En el caso de acero austenítico, si su alargamiento después de la

rotura es superior a 30 %, 2/3 de Re/t .

O alternativamente y si su alargamiento después de la rotura es

superior al 35 %, 5/6 de Re/t y 1/3 de Rm/20.

En el caso del aluminio, 2/3 de Re/t .

Y para el caso de aleaciones de aluminio que no puedan se templadas,

2/3 de Re/t , y 5/12 de Rm/20

Para el coeficiente de las juntas soldadas, el coeficiente de resistencia

de las juntas no deberá exceder de los valores siguientes:

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.- Para los equipos que sean objeto de controles destructivos y no

destructivos que permitan comprobar que el conjunto de las juntas no

presentan deficiencias significativas superiores a 1.

.- Para los equipos que sean objeto de controles aleatorios no

destructivos: 0,85.

.- Para los equipos que no sean objeto de controles no destructivos de

la inspección ocular: 0,7.

Cuando sea necesario deberán tenerse en cuenta asimismo el tipo de

tensión y propiedades mecánicas y tecnológicas de la junta.

Los órganos limitadores de presión deberán limitarse al 10 % de la

presión máxima admisible.

La presión para la prueba hidrostática deberá ser como mínimo igual al

más elevado de los dos valores siguientes:

.- La presión correspondiente a la carga máxima que pueda soportar el

equipo en funcionamiento, habida cuenta de su presión máxima

admisibles y de su temperatura, multiplicada por el coeficiente 1,25.

.- La presión máxima admisible multiplicada por el coeficiente 1,43.

A menos que no se requieran valores de las características de los

materiales distintos con arreglo a criterios que hayan de tomarse en

consideración, el acero se considera con la suficiente ductilidad cuando su

alargamiento después de la rotura en una prueba de tracción realizada con

arreglo a un procedimiento normalizado se al menos igual al 14 % y cuando su

energía de flexión por choque sobre probeta ISO V sea al menos igual a 27 J, a

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una temperatura igual como máximo a 20 ºC, pero no superior a la temperatura

más baja de funcionamiento prevista.

Todos los equipos serán legalizados y tendrán la documentación

preceptiva. El fabricante elaborará la documentación técnica descrita en la

reglamentación pertinente, la cual conservará por al menos diez años a partir de

la fecha de fabricación. Esta documentación técnica permitirá la evaluación

de la conformidad del equipo a presión con los requisitos del real decreto que le

son aplicables. En la medida necesaria deberá llevar el diseño, la fabricación y

el funcionamiento a presión en incluirá:

.- Una descripción general del equipo a presión.

.- Los planos de diseño y de fabricación y los esquemas de los

elementos subconjuntos, circuitos, etc.

.- Las explicaciones y descripciones necesarias para la compresión de

dichos planos y esquemas y del funcionamiento del equipo a presión.

.- Una lista de las normas presitas en el reglamento aplicadas total o

parcialmente y la descripción de las soluciones adoptadas para cumplir

los requisitos esenciales del reglamento cuando no se hayan aplicado

las normas referidas.

.- Los resultados de los cálculos de diseño de los controles realizados

etc.

.- Los informes sobre las pruebas.

El fabricante tomará todas las medidas necesarias para que el

procedimiento de fabricación garantice la conformidad de los equipos a presión

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fabricados con el tipo descrito en el certificado de examen de CE y hará un

certificación escrita de conformidad.

El método de fabricación llevará un sistema de calidad aprobado como

se especifica en el reglamento. Este sistema de calidad será auditado por un

organismo competente. Todos lo elementos, requisitos y disposiciones

adoptados por el fabricante figurarán en una documentación llevada de

sistemática y ordenada en forma de medidas, procedimientos e instrucciones

escritas. Esta documentación sobre el sistema de calidad permitirá una

interpretación uniforme de los programas, de los planos, y de los expedientes

de calidad. En concreto:

.- Las técnicas, los procedimientos y las medidas temáticas de

fabricación, de control de calidad y de aseguramiento de la calidad que

se aplicarán y, en particular los métodos de unión permanente de las

piezas homologadas de conformidad con el reglamento en vigor.

.- Los controles y pruebas que se realizarán antes, durante y después

de la fabricación, así como la frecuencia con que se llevarán a cabo.

.- Los expedientes de calidad tales como los informes de inspección y

los datos de las pruebas y de la calibración, los informes sobre la

competencia o aprobación del personal correspondiente y en particular

las del personal encargado de la unión permanente de las piezas.

.- Los medios para vigilar la consecución y el funcionamiento eficaz del

sistema de calidad.

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1.5.1 SISTEMA DE COMPRESIÓN

El sistema de compresión seleccionado para poder obtener un caudal

máximo será un conjunto formado por un compresor de baja hasta 13 bar

seguido de un booster hasta los 25 bar. La regulación del booster se realizará

entre los valores de presión de 30-27 bar, y un reductor de presión a la salida

del booster a 25 bar.

El compresor de baja seleccionado será rotativo de tornillo lubricado de

una etapa con rotores de perfil asimétrico, guiados por un motor eléctrico y apto

para trabajo pesado. Se suministra como un conjunto integral completo para la

producción de aire comprimido. La unidad vendrá montada sobre una bancada,

completamente

Además, el compresor saldrá de fábrica probado y embalado.

El filtro del compresor está directamente montado en la aspiración del

compresor, y tiene un elemento filtrante de tipo seco que tiene una eficiencia del

99,9% para partículas de 5 micras y superiores. Esta filtración es más que

suficiente para esta aplicación.

El airend consiste en dos rotores de fundición de acero, lubricados, de

perfil asimétrico, dentro de una carcasa de hierro fundido. Los rotores llevan

rodamientos en rodillos en el lado de aspiración y de empuje cónicos dobles en

el lado de la descarga. Los vedamientos incorporan unas presas de lubricante

exclusivas que mantienen una cantidad de lubricante en el mismo para las

operaciones de arranque.

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Al ser el airend el componente principal en cualquier compresor rotativo

de tornillo, las prestaciones, fiabilidad y rendimiento estarán determinados en su

mayor parte por el diseño, tolerancias de fabricación y ensamblaje de este

elemento. El resto de componentes del sistema son elementos de soporte y

control que se incluyen para asegurar un correcto funcionamiento de la unidad.

Los rotores se fabrican de acero fundido AISI-C-1141. El perfil

asimétrico se consigue mediante un proceso único de mecanizado en dos

etapas. La primera etapa consiste en un coste basto para conseguir un perfil en

ángulo arrollado básico. La segunda etapa es un proceso de rectificado final

que asegura una superficie de rotor dura y perfilada. Los ejes de los rotores

tienen un rectificado de precisión con unas tolerancias de 0,0005”. Se asegura

el encaje de la pareja de rotores antes de montarlos en la carcasa.

Las carcasas de los rotores son de material de hierro fundido de alta

calidad de grano fino. Los rotores llevan rodamientos de rodillos para soportar

los esfuerzos radiales en el lado de aspiración y de empuje cónicos dobles en el

lado de la descarga. Los rodamientos incorporan unas presas de lubricante

exclusivas que mantienen una cantidad de lubricante en el mismo para las

operaciones de arranque. Se elimina por tanto la necesidad de prelubricación

cuando se producen paradas prolongadas.

El motor principal está específicamente dimensionado para los

requerimientos del compresor. Los requisitos de par y carga del compresor son

alcanzados por el motor de tal modo que se consiguen desarrollar los picos de

eficiencia y factor de potencia a plena carga.

Los motores estándar tienen un grado de protección IP-55.

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El motor va montado con brida y patas. La carcasa está diseñada para

proporcionar la máxima resistencia y rigidez para soportar los rodamientos y

mantener la separación rotor/estator uniforme e el alineamiento permanente.

La velocidad, par y características de operación han sido diseñadas

para alcanzar los valores de carga del compresor. El rendimiento del motor y el

factor de potencia han sido optimizados para cubrir el rango completo. Los

motores estándar están bobinados para cubrir los 380/415V.

Los rodamientos de bola para el lado de accionamiento y de rodillos

para el otro lado proporcionan un servicio fiable del motor. El eje del motor

posee el diámetro estándar mayor admisible. Esto implica que se montan

realinmientos de gran tamaño. Las operaciones de engrase de ambos

rodamientos son sencillas, desde el punto de vista del mantenimiento.

Los motores del compresor tienen aislamiento clase F como estándar.

Esto significa que está diseñado para trabajar continuamente con un

incremento de temperatura de 115 ºC. A pesar de esto, el motor no alcanza en

ningún momento temperaturas superiores a 89 ºC. Esto permite que se doble la

vida útil del motor. Todos los bobinados y conductores son de cobre con triple

capa de barniz aislante para añadir un margen extra de protección al motor.

El sistema de transmisión por engranajes integral porque es el diseño

más eficiente, fiable y robusto.

Los engranajes se han seleccionado de forma óptima y se montan en el

eje del motor y en el rotor macho. La brida del motor está unida al airend para

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mantener un alineamiento permanente. Los engranajes AGMA clase 11 de alta

calidad transmiten el movimiento al airend para que gire a la velocidad

específica que proporcione el máximo rendimiento. La carcasa de los

engranajes está completamente sellada frente a contaminantes atmosféricos

externos para asegurar un funcionamiento corrector de por vida.

El conjunto airend/motor está montado en una sub-estructura sobre

tacos antivibración para que tenga un funcionamiento suave y silencioso.

El filtro de aceite refrigerante tiene un elemento reemplazable de 5

micras con by-pass de presión.

El control de temperatura se realiza con una válvula termostática de

control con dos entradas y unas salida: (1) para el refrigerante que proviene del

refrigerador, (2) para el refrigerante que proviene del tanque separador

presurizado, y (3) para el refrigerante que va al orificio de inyección de

refrigerante en el airend. El elemento sensor de temperatura controla la

cantidad de refrigerante de cada fuente, refrigerado o no refrigerado, necesario

para proporcionar la temperatura de inyección adecuada y asegurar un

calentamiento rápido en el arranque.

El refrigerante es inyectado a través de un orificio en la parte de

aspiración del airend entre el rotor macho y hembra, y es dirigido en sentido

contrario a la tapa de aspiración. Esto asegura el mejor sellado previo del rotor,

además de obtener una mezcla óptima del refrigerante con el aire de

aspiración. El flujo del refrigerante se mantiene por diferencia de presión entre

el tanque separador y la aspiración del airend.

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Después de la compresión y descarga del airend, el aire mezclado con

el aceite refrigerante va al tanque separador. Esta mezcla entra radialmente al

depósito, y es dirigida a la zona inferior al elemento separador. La mayor parte

del aceite refrigerante va al fondo del depósito. Este tipo de movimiento de la

mezcla aire aceite hace que de produzca la limpieza del aire comprimido antes

de que entre al elemento separador.

El elemento separador está construido en fibra de vidrio moldeado

reforzado con acero y es de dos etapas de filtración. Existe una línea de barrido

que recoge el aceite refrigerante que coalesce en el interior del elemento

separador y lo manda a la aspiración del airend pasando por una válvula

antirretorno. El arrastre de aceite refrigerante en estos compresores después

del elemento separador es de 5 ppm. El aire comprimido entra después en el

refrigerador final por aire, donde el arrastre anterior se redice a menos de 3

ppm, ya que parte de este aceite refrigerante se va con el drenaje de

condensados. Debido al generoso dimensionamiento del elemento separador,

la caída de presiones mínima. Esto reduce la potencia necesaria para mover el

aire a través del sistema del compresor.

El tanque separador está montado verticalmente en el compresor, con

la entrada de aceite aire refrigerante situada cerca del fondo. El separador está

protegido con una válvula de seguridad de alivio de presión montada en un lado

del mismo. Existe un drenaje de aceite refrigerante situado al fondo del

depósito, y conectado mediante tubería hasta un punto fuera de la estructura de

la base del compresor.

También existe una boca para el llenado de aceite situada en un punto

que hace que no se pueda llenar en exceso el compresor de aceite. El tanque

posee además un visor en un lado del mismo para comprobar el nivel de

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refrigerante. El aire comprimido de salida del tanque separador está regulado

por una válvula antirretorno de presión mínima, que hace que se mantenga una

presión suficiente para que el flujo de aceite por el compresor sea el correcto

en todo momento.

Existen dos válvulas de soplado en el tanque separador, una normal y

otra para arranque en vacío. Éstas hacen que caiga la presión en el tanque

separador cuando el compresor va a vacío. La válvula para arranque en frío

mantiene la presión de vacío en 4,1 bar hasta que la temperatura del

refrigerante alcance los 46 ºC, momento en que la válvula abre y la presión cae

a 1,7 bar.

El tanque separador ha sido diseñado para cumplir con toda la

normativa actual de construcción concretamente el Código Europeo de

Recipientes a Presión EN 286 EEC 87/404.

El compresor inicialmente estará lleno de aceite 100 % sintético y

biodegradable, de larga vida de funcionamiento, dos años u 8.000 horas de

funcionamiento.

El compresor puede ser refrigerado por aire o por agua. Ambos tienen

dos intercambiadores de calor, un refrigerador final para el aire comprimido en a

descarga y un refrigerador de aceite.

Si la refrigeración se realizará por aire, el aire de refrigeración es

dirigido hacia dentro de la cabina a través del refrigeración final, pasa por el

motor y el airend y después es forzado fuera a través del refrigerador de aceite.

Su construcción es de tubos aleteados de aluminio. Están preparados para

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funcionar con temperaturas ambiente de hasta 46 ºC. A esta temperatura el aire

comprimido de salida del compresor está a solamente 8 º C por encima de la

temperatura ambiente. Este movimiento del aire se realiza por medio de un

ventilador con su motor instalado en el interior del conjunto.

Si la refrigeración se realiza por agua, ésta fluye primero por el

refrigerador final, y después por el refrigerador de aceite, para abandonar la

unidad por la conexión de salida. Los refrigeradores son de carcasa y tubos y

están diseñados para temperaturas de agua de hasta 46º C.

El ventilador de refrigeración, que fuerza el aire a través de la máquina,

está accionado por un motor de arranque directo individual para esta aplicación,

y está situado frente al refrigerador de aceite. El aire de refrigeración atraviesa

el compresor desde unas rejillas laterales hasta una situada en el panel

superior. Las unidades refrigeradas por agua utilizan un ventilador más

pequeño para circular el aire por el interior de la cabina.

El control se realizará con un microcontrolador que proporciona la

maniobra de arranque, control de capacidad, de funcionamiento y de seguridad

del conjunto.

El compresor tiene un control carga/vacío que permite al compresor

trabajar en dos puntos de la curva de capacidad. El primero es al 100 % de

caudal y el segundo a caudal cero. El control carga/vacío es un sistema

económico de funcionamiento, ya que al ir a vacío el sistema de solado

minimiza los requisitos, de potencia. El compresor entra en carga ala 100 % de

la capacidad automáticamente cuando la presión del sistema cae por debajo de

un valor predeterminado. El arranque/parada será automático así como el

sistema de conservación de energética (PCS). Esto hace que el compresor

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trabaje a vacío un tiempo predeterminado. Este tiempo lo determina el sistema

PCS u puede ajustarse hasta un mínimo de 2 minutos. Si no hay demanda

durante ese periodo de tiempo, el compresor se para y pasa a la situación de

espera, y automáticamente arrancará y entrará en carga si la presión baja del

valor fijado. Esto lo hace si el tiempo total de funcionamiento ha sobrepasado

los 10 minutos, ya que le máximo número de arranques por hora del motor es

de 6.

El compresor lleva integrado un armario arrancador IP-55 accesible a

través de una puesta con llave. El armario contiene un arrancador estrella-

triángulo, transformador de mando, y todos los componentes del circuito de

control. El arrancador estrella-triángulo se utiliza para reducir el pico de

intensidad en el arranque. La tensión de alimentación está separada de la

tensión de mando, y todos los componentes están protegidos por una cubierta

transparente. La tensión de mando es de 48 V, y el circuito está protegido con

fusibles. Todo el equipo eléctrico está diseñado para cumplir con las normas

EN60204 de seguridad eléctrica, IEC, CENELEC, VDE, y otros códigos

internacionales normalizados.

Conectando la tensión de 48 V el microprocesador controla y secuencia

los contactadotes del motor y la solenoide de carga.

Continuamente controla el estado del compresor y toma acción si

ocurre un fallo, mostrando el mensaje en la pantalla de cristal líquido. El botón

de parada de emergencia parará el compresor independientemente del

microcontrolador. Además, el controlador proporciona una seguridad extra en el

caso de fallo de tensión o inestabilidad.

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El controlador incorpora un panel de membrana táctil para todas las

funciones de control del compresor. Está montado en la parte superior del

compresor, directamente encima del arrancador, para una mejor visibilidad.

El microcontrolador lee presión de descarga, temperatura de descarga

del airend, horas totales/ horas en carga, presión del tanque y estado del

separador. Los parámetros de funcionamiento ajustables son la presión de

entrada en vació 1 y 2, la presión del entrada en carga 1 y 2, tiempo de

transición estrella-triángulo, tiempo de parada para arranque/parada

automático, arranque/parada automática on/off, arranque/parada remota on/off,

control de secuencia on/off, PORO on/off, modo de control (carga/vacío,

modulación/ACS), retardo de entrada en carga, y unidades de medida. Como

avisos de funcionamiento dará cambio de filtro de aspiración, cambio de

elemento separador, y cambio de filtro de aceite. Las paradas por fallo serán

por alta temperatura de descarga del airend, baja presión del tanque en vacío,

alta presión en el tanque, fallo del arrancador, sobrecarga del motor principal,

falta de tensión de alimentación, fallo arranque/parada remota, fallo del sensor,

error de calibración sobrepresión y rotación inversa.

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DATOS TÉCNICOS

DATOS GENERALES DEL COMPRESOR

Capacidad según condiciones aspiración m3/min 17,5

Presión de trabajo de diseño barg 13

Presión máxima de trabajo barg 13,2

Presión mínima de trabajo barg 4,5

Nivel de ruido refrigeración por aire dBA 75

Temperatura de funcionamiento ºC 90

Temperatura inyección ºC 71

Refrigeración por aire (Ta= 46 ºC)

CTD refrigerador final ºC 8

Flujo de aire del ventilador m3/min 357

Refrigeración por agua

CTD refrigerador firnal ºC 8

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Caudal a 21 ºC l/min 82

Caudal a 32 ºC l/min 123

Incremento temperatura agua a 32 ºC ºC 14

Descarga de aire BSP (rosca gas) pulg 2

Drenaje del aceite (rosca gas) pulg 2

Alimentación eléctrica mm 100

Drenaje condensación BSP pulg ¼

Agua de refrigeración ent/sal BSP pulg 1-¼

Capacidad del tanque de refrigeración l 66

Capacidad del sistema de refrigeraciónTotal l 77

Dimensiones mm 3270/1620/1900

Peso kgrs 3075

Diámetro del rotor mm 226

Potencia absorbida en el eje kW 145

Potencia Instalada en el motor principal kW 152

Velocidad del motor principal rpm 1475

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Rendimiento motor principal % 96,1

Potencia del motor principal kW 5,2

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El booster irá montado sobre una bancada común con el motor

eléctrico de accionamiento mecánico. Su diseño permite una marcha suave por

medio de compensación máxima de masa del cigüeñal de acero forjado y

equilibrio electrodinámico del volante. Contará de los siguientes elementos:

Dispositivo de refrigeración y supervisión, montados y listos para el

funcionamiento automático de la unidad. La conducción dirigida de aire de

refrigeración a través del cilindro y refrigerador posterior, con estructura de

campana de aire funcionando como protección de la correa.

El accionamiento se lleva a cabo mediante correas trapezoidales de

alto rendimiento pretensazas, mediante dispositivo tensor de correas con guía

paralela y husillo central.

El filtro de aspiración y el canal de aspiración están desacoplados

térmicamente en la culata por medio de estriado interior de la misma, lo que

perite una disipación térmica eficiente.

El intercambio de calor residual se realiza por medio de un

intercambiador de aletas. La baja temperatura en las válvulas se debe a un total

contacto de la base con el cilindro.

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DATOS TÉCNICOS

DATOS GENERALES DEL BOOSTER

Sobre presión máxima barg 35

Presión previa barg 13

Presión de trabajo barg 25

Volumen de aspiración teórico aspiración m3/min 19,74

Caudal efectivo relativo a presión final m3/min 17,8

Nº de cilindros 3

Revoluciones del pistón rpm 1230

Máx. Tiempo en funcionamiento % 80

Potencia Instalada kW 45

Potencia Absorbida kW 45

Rendimiento del motor % 93,9

Revoluciones del motor rpm 3000

Tensión/Frecuencia V/Hz. 400/690/50

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Protección del motor IP55

Clase de Aislamiento F

Toma de aire comprimido aspiración pulg. G2

Toma de aire comprimido Presión pulg. G1 ½

Refrigeración del compresor aire

Temperatura máxima del ambiente ºC 40

Refrigeración posterior agua

Medidas mm 1950/955/1020

Nivel de sonido DIN 45636 a 1 m dBA 82

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El sistema de compresión incorpora un sistema de secado. El vapor de

agua puede ser uno de los componentes importantes de nuestro sistema a

medida que se va distribuyendo con el aire comprimido. Una refrigeración

adicional del aire comprimido a medida que va circulando por las tuberías de la

planta hará que condense el agua existente. Esta agua condensada pudrirá y

causará corrosión en los componentes del sistema, con lo que aumentará los

costes de mantenimiento y disminuirá el rendimiento del mismo. El secador

condensará y eliminará mediante drenaje el agua fuera del sistema antes de

que se produzcan los problemas.

Todo aire atmosférico contiene una cantidad de vapor de agua, que

está mezclado con otros gases como nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono,

etc. Este vapor de agua entra en el compresor con el aire de aspiración durante

el ciclo de compresión. El aire comprimido, a temperaturas ambiente normales

no puede contener tanto vapor de agua como el aire a presión atmosférica. De

todas formas, el calor generado durante el ciclo de compresión aumenta la

capacidad de contener vapor de agua. Cuando el aire comprimido se enfría

entre el compresor y el punto de utilización, este vapor de agua condensará en

el sistema de tuberías, depósitos, herramientas, etc.

La cantidad de vapor de agua condensada será la que excede de la

temperatura de saturación del aire comprimido.

La refrigeración final se usa para enfriar el aire comprimido a la salida

del compresor. El aire que sale del compresor está a una temperatura entre 95

y 180 ºC, y la refrigeración final bajará esta temperatura hasta 10 ºC por encima

de la temperatura de medio refrigerante. A la salida el aire comprimido estará

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saturado, por lo que cualquier enfriamiento posterior hará que condense el agua

en la tubería.

Las características de funcionamiento del secador son:

.- El rango de funcionamiento será 0,2 a 110 m3/min .

- La máxima presión de trabajo será 16 barg.

.- Cumplen la normativa ISO 7183, con una temperatura de rocío de 3

ºC.

.- Las temperaturas máximas de funcionamiento son de entrada al

secador 60 ºC, y de ambiente 50 ºC.

Para enfriar se usará un sistema de expansión directa, usando como

refrigerante R134a, R407c o R22. Este sistema utiliza un compresor scroll para

obtener bajo nivel de ruido y ahorro de energía hasta un 20 %. Reduce las

pulsaciones y elimina riesgo de daño por retorno de líquido a la aspiración del

compresor. También permite la eliminación del calentador del cárter,

asegurando un arranque y funcionamiento seguro.

Para controlar el punto de rocío se incorpora una válvula de by-pass de

gas caliente para regular el flujo de refrigerante en el evaporador para un

control justo del punto de rocío. Una válvula de expansión automática controla

de forma precisa el caudal de líquido y vapor refrigerante en el sistema de

refrigeración.

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La separación de la humedad condensada es conseguida a través de la

alta eficiencia de un separador de humedad de un separador de humedad tipo

malla metálica con drenaje (demister).

El aire seco y frío sale del secador a través del recalentador aire-aire

donde es calentado eliminándose la acumulación de condensación en la tubería

exterior y reduciendo la humedad.

El condensador es refrigerador por agua.

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DATOS TÉCNICOS

DATOS GENERALES DEL SECADOR

Capacidad m3/min 18

Tentrada=35 ºC, Tambiente=25 ºC, P.R.P= 3 ºC

Tipo de refrigerante R407c

Tipo de compresor Scroll

Cantidad de refrigerante kg 2,6

Caudal condensador m3/h/nºvent 3500/1

Control de capacidad By-pass de gas

caliente

Sistema de expansión Capilar

Intercambiador aire-aire y aire-refrig Bloque de aluminio

Número de Intercambiadores 1

Tipo de separador Malla metálica

Tipo de purga Drenaje temporizado

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Conexión de entrada/salida aire pulg 2” BSP-F

Drenaje de condensados BSP-F

Paneles Chapa

Metálica

Pintura Capa Epoxy-polyester

Nivel de ruido dBA 70

Dimensiones mm 920/1015/672

Peso kg 150

Suministro eléctrico V/f/Hz 400/3/50

Potencia absorbida kW 1,49

Tensión auxiliar V/f/Hz 230/1/50

Tipo de control Electromecánico

Protección eléctrica IP 44

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El filtro esta diseñado para retener residuos sólidos y líquidos que

contengan el aire comprimido tales como aceite, agua de condensación,

polvo, partículas de metal, etc.… La capacidad de retención es de hasta 1 micra

de espesor para sólidos y para líquidos hasta 0,5 mg/m3 de agua a 21 ºC. La

caída de presión respecto a la entrada no excede de 0,07 bar, y la presión de la

humedad en la entrada no debe exceder 0,14 bar.

El filtro utiliza el método de intercepción para eliminar los residuos, y

está diseñado para una larga durabilidad y realizar el mantenimiento de forma

rápida y sencilla. El material filtrante se compone de multitud de capas de

microfibras de borosilicatos, encapsulados, de nylon relleno de fibra de vidrio y

todo ello cubierto por una cascas soporte de acero inoxidable en el interior y en

el exterior.

El compresor puede ser instalado en cualquier suelo nivelado

capaz de soportar su peso. El lugar debe ser un área bien ventilada y seca,

donde el aire sea lo más limpio posible. El espacio libre alrededor de la máquina

debe ser 1 m en todas direcciones Los compresores de tornillo no deben

instalarse en sistemas de aire conjuntamente con compresores alternativos, a

no ser que se disponga de un dispositivo de aislamiento.

El esquema general del sistema de compresión se muestra en la figura

6, así como el sistema de eliminación de la humedad en la figura 7.

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1.5.2 VASIJAS Y DEPÓSITOS

1.5.2.1 VASIJA PARA ALMACENAMIENTO DE

SÓLIDOS

La vasija de almacenamiento de sólido estará fabricada

en acero inoxidable 316, que cumple con los criterios generales

descritas inicialmente y en el reglamento de equipos a presión para

las condiciones de operación a las que estará sometida la vasija.

Este material es capaz de resistir las condiciones de trabajo a las

que estará sometida la vasija.

La tortillería y externos será realizada con acero al

carbono.

La vasija irá sujeta a la estructura soporte mediante tres

cartelas situadas en el perímetro del equipo formando 120º entre

ellas y a una altura tal que permita el llenado manual de la vasija.

El tronco superior será cilíndrico, cerrado por una tapa

plana atornillada necesaria para reponer la cantidad de sólido

consumido tras el periodo de operación para el que se diseñará la

vasija.

Tras la parte cilíndrica, la vasija acaba en un cuerpo

cónico que conectará con la tubería de suministro de sólido a la

corriente gaseosa.

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La vasija se diseñará de forma que se llene hasta el 80 %

de su capacidad.

La vasija no irá calorifugada ya que no es de interés para

el proceso mantener la temperatura a altos valores en la vasija, sino

todo lo contrario, interesa que parte del calor se evacue, ya que la

válvula de suministro de sólido opera mejor a menor temperatura.

La vasija sí irá presurizada, de esta forma se evita

conectar dos zonas de presiones muy distintas, lo que complicaría

el diseño de la válvula rotativa de suministro de sólido. Por esta

razón la vasija estará equipada con una válvula de seguridad, para

mantener la presión en la misma y evitar posibles sobre presiones.

La presión se mantendrá mediante una tubería de pequeño

diámetro que conectará la tubería de la corriente gaseosa a la salida

del compresor con la parte superior de la vasija.

El contenido de sólido en la vasija se medirá en continuo

mediante un sensor capacitivo de nivel, marcando el instante en el

que se deberá reponer la cantidad de sólido consumido en la

operación de filtrado.

El principio de medida de los sensores capacitivos de

nivel es el condensador que se forma entre el sensor y la pared de

la vasija, variando la constante dieléctrica del medio del

condensador formado, variando desde el valor que tenga con el

sólido hasta 1, constate del aire.

Las dimensiones y datos técnicos de la vasija se

determinan en la memoria de cálculo, aplicando los criterios

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descritos anteriormente, resultando las dimensiones que se

muestran en los planos correspondientes.

La dosificación de sólidos a la corriente de aire a presión

se realizará mediante una válvula rotativa estanca, de velocidad

variable para poder modificar el caudal de sólido en el fluido

1.5.2.2 VASIJA DE LIMPIEZA

La vasija de almacenamiento de limpieza estará fabricada

en acero inoxidable 316, que cumple con los criterios generales

descritas inicialmente y en el reglamento de equipos a presión

para las condiciones de operación a las que estará sometida la

vasija. Este material es capaz de resistir las condiciones de

trabajo a las que estará sometida la vasija.

La tortillería y externos será realizada con acero al

carbono.

La vasija irá sujeta a la estructura soporte mediante tres

cartelas situadas en el perímetro del equipo formando 120º entre

ellas y a una altura tal que permita el llenado manual de la vasija.

El tronco superior será cilíndrico, cerrado por una virola

que conectará la vasija con la tubería de unión con la vasija de

filtros.

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Tras la parte cilíndrica, la vasija acaba en una parte

cónica que se cierra con una tapa plana atornillada para poder

descargar el sólido.

La vasija se diseñará de forma que se llene hasta el 80 %

de su capacidad.

La vasija irá calorifugada y traceada, de forma que se

produzcan las menores pérdidas posibles de calor, ya que está

conectada a la vasija de filtros. El aislamiento se realizará con 200

mm de lana de roca de 100 kg/cm3.

El traceado se realizará con:

.-Cable tipo serie ECR con aislamiento mineral de óxido

de magnesia con cubierta metálica tipo Pyrotenax gama

cubierta acero inoxidable para mantenimiento de

temperaturas altas y elevadas de hasta 800 ºC, con 30

W/m, en la forma de paneles fabricados en acero 304 L.

Los paneles se sujetarán a la vasija mediante

abrazaderas construidas in situ. Los paneles se colocarán

de manera que cubran la vasija de la manera más

homogénea posible.

.-El sistema de control contará con 3 controladores

digitales en cuadro programables con 3 sondas Pt-100

con 3 cajas locales a situar en la pared del tanque.

Tendrá un termostato digital con IP 65, alimentado a 230

V con un rango de temperaturas de 50 a 600 ºC, con un

relé conmutado a 10 A, el termostato deberá situarse en

la posición más desfavorable de la zona que controla.

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.- La alimentación eléctrica de los cables calefactores se

hará con 4 y 2 entradas de rosca PG 16.

.- El cuadro eléctrico de control y protecciones del sistema

a instalar con mando general automático/fuera de

servicio, pilotos de señalización en presencia de tensión,

marcha-automático, alarma de defecto de protecciones,

alarmas de control de temperatura, y del controlador. La

acometida al cuadro será de 10 kW a 230 V,

alimentaciones entre éste y las cajas de conexión al

traceado, así como los cables de prolongación entre el

cuadro y las tres sondas sobre el tanque y todas las

posibles señales a explorar en sala desde el cuadro. El

magneto térmico será de 20 A y el diferencial de 30 mA.

.- Además serán necesarias prensaestopas de entrada a

las cajas de conexión y al armario para todas las señales.

.-También serán necesarios cables de unión con las

sondas, señales opcionales, que irán en canaletas de

distribución.

El sistema de traceado se montará una vez esté

totalmente montada la vasija.

La vasija estará presurizada, para que sea sencilla la

evacuación de sólidos desde la vasija de filtros. Por esta razón la

vasija estará equipada con una válvula de seguridad, para

mantener la presión en la misma y evitar posibles sobre presiones.

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El contenido de sólido en la vasija se medirá en continuo

mediante un sensor capacitivo de nivel, marcando el instante en el

que se deberá reponer la cantidad de sólido consumido en la

operación de filtrado.

El principio de medida de los sensores capacitivos de

nivel es el condensador que se forma entre el sensor y la pared de

la vasija, variando la constante dieléctrica del medio del

condensador formado, variando desde el valor que tenga con el

sólido hasta 1, constate del aire. En la figura 8 del anexo se

puede ver una imagen del sensor.

Las dimensiones y datos técnicos de la vasija se

determinan en la memoria de cálculo, aplicando los criterios

descritos anteriormente, resultando las dimensiones que se

muestran en los planos correspondientes.

1.5.2.3 VASIJA DE FILTROS

La vasija de filtros estará fabricada en acero inoxidable

316, que cumple con los criterios generales descritas inicialmente y

en el reglamento de equipos a presión para las condiciones de

operación a las que estará sometida la vasija.

La tortillería y externos será realizada con acero al

carbono.

La vasija irá sujeta a la estructura soporte mediante tres

cartelas situadas en el perímetro del equipo formando 120º entre

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ellas y a una altura tal que permita la inspección visual de la vasija a

simple vista desde la parte superior

El tronco superior será cilíndrico, cerrado por una virola

que conectará la vasija con la tubería de unión con la vasija de

filtros. Este tronco tendrá unas dimensiones tales que sobre pase

las de los filtros en al menos 50 cm. La parte superior estará

compartimentada en dos cámaras totalmente independientes y

estancas. Los filtros estarán fijados a la vasija mediante una placa

circular que divide la vasija en tres zonas. Esta parte superior estará

cerrada por una tapa plana atornillada a la vasija.

Por esta tapa entrarán las conducciones que conducirán

al fluido de limpieza a la parte superior de la vasija.

La vasija irá equipada con sensores de presión y

temperatura necesarios para conocer en todo momento las

condiciones exactas de operación.

La corriente fluido entrará a la vasija mediante dos

conexiones por la parte superior de la vasija, justo a la altura del

extremo superior de los filtros.

Tras la parte cilíndrica, la vasija acaba en una parte

cónica con un volumen tal que permita almacenar

momentáneamente la cantidad de sólido resultante de operar

durante 8 horas en continuo con la máxima carga de sólido en la

corriente gaseosa a filtrar y al mayor caudal.

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La vasija irá calorifugada y traceada de forma que se

produzcan las menores pérdidas posibles de calor. El aislamiento se

realizará con 200 mm de lana de roca de 100 kg/cm3.

El traceado se realizará con:

.-Cable tipo serie ECR con aislamiento mineral de óxido

de magnesia con cubierta metálica tipo Pyrotenax gama

cubierta acero inoxidable para mantenimiento de

temperaturas altas y elevadas de hasta 800 ºC, con 30

W/m, en la forma de paneles fabricados en acero 304 L.

Los paneles se sujetarán a la vasija mediante

abrazaderas construidas in situ. Los paneles se colocarán

de manera que cubran la vasija de la manera más

homogénea posible.

.-El sistema de control contará con 3 controladores

digitales en cuadro programables con 3 sondas Pt-100

con 3 cajas locales a situar en la pared del tanque.

Tendrá un termostato digital con IP 65, alimentado a 230

V con un rango de temperaturas de 50 a 600 ºC, con un

relé conmutado a 10 A, el termostato deberá situarse en

la posición más desfavorable de la zona que controla.

.- La alimentación eléctrica de los cables calefactores se

hará con 4 y 2 entradas de rosca PG 16.

.- El cuadro eléctrico de control y protecciones del sistema

a instalar con mando general automático/fuera de

servicio, pilotos de señalización en presencia de tensión,

marcha-automático, alarma de defecto de protecciones,

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alarmas de control de temperatura, y del controlador. La

acometida al cuadro será de 10 kW a 230 V,

alimentaciones entre éste y las cajas de conexión al

traceado, así como los de prolongación entre el cuadro y

las tres sondas sobre el tanque y todas las posibles

señales a explorar en sala desde el cuadro. El magneto

térmico será de 20 A y el diferencial de 30 mA.

La vasija estará presurizada. Por esta razón la vasija

estará equipada con una válvula de seguridad, para mantener la

presión en la misma y evitar posibles sobre presiones.

Para conocer en todo momento la cantidad de sólido en

los filtros, se colocarán galgas gravimétricas en las cartelas de

sujeción de la vasija a la estructura.

Las dimensiones y datos técnicos de la vasija se

determinan en la memoria de cálculo, aplicando los criterios

descritos anteriormente, resultando las dimensiones que se

muestran en los planos correspondientes.

1.5.2.4 DEPÓSITO DE NITRÓGENO

El depósito de nitrógeno estará fabricado en acero

inoxidable 316, que cumple con los criterios generales descritos

inicialmente y en el reglamento de equipos a presión para las

condiciones de operación a las que estará sometido el depósito.

La tortillería y externos será realizada con acero al

carbono.

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El depósito se instalará en el suelo próximo a la estructura

que soporta al resto de equipos.

El depósito será cilíndrico y cerrado. Tendrá un conducto

de entrada de nitrógeno y otro de salida.

Las dimensiones del depósito serán tales que permitan

almacenar la cantidad de sólido necesario para poder limpiar los

filtros durante al menos un día de operación.

El depósito estará irá calorifugado y traceado de forma

que se produzcan las menores pérdidas posibles de calor.. El

aislamiento se realizará con 200 mm de lana de roca de 100 kg/cm3.

El traceado se realizará con:

.-Cable tipo serie ECR con aislamiento mineral de óxido

de magnesia con cubierta metálica tipo Pyrotenax gama

cubierta acero inoxidable para mantenimiento de

temperaturas altas y elevadas de hasta 800 ºC, con 30

W/m, en la forma de paneles fabricados en acero 304 L.

Los paneles se sujetarán a la vasija mediante

abrazaderas construidas in situ. Los paneles se

colocarán de manera que cubran la vasija de la manera

más homogénea posible.

.-El sistema de control contará con 3 controladores

digitales en cuadro programables con 3 sondas Pt-100

con 3 cajas locales a situar en la pared del tanque.

Tendrá un termostato digital con IP 65, alimentado a 230

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V con un rango de temperaturas de 50 a 600 ºC, con un

relé conmutado a 10 A, el termostato deberá situarse en

la posición más desfavorable de la zona que controla.

.- La alimentación eléctrica de los cables calefactores se

hará con 4 y 2 entradas de rosca PG 16.

.- El cuadro eléctrico de control y protecciones del sistema

a instalar con mando general automático/fuera de

servicio, pilotos de señalización en presencia de tensión,

marcha-automático, alarma de defecto de protecciones,

alarmas de control de temperatura, y del controlador. La

acometida al cuadro será de 10 kW a 230 V,

alimentaciones entre éste y las cajas de conexión al

traceado, así como los cables de prolongación entre el

cuadro y las tres sondas sobre el tanque y todas las

posibles señales a explorar en sala desde el cuadro. El

magneto térmico será de 20 A y el diferencial de 30 mA.

El depósito estará presurizado. Por esta razón estará

equipado con una válvula de seguridad, para mantener la presión

en el mismo y evitar posibles sobre presiones.

Las dimensiones y datos técnicos del depósito se

determinan en la memoria de cálculo, aplicando los criterios

descritos anteriormente, resultando las dimensiones que se

muestran en los planos correspondientes.

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1.5.3 CALENTADORES

Podemos diferenciar dos sistemas de calentadores

distintos e independientes.

Por un lado tenemos el sistema de calentamiento del aire

de operación a la salida del compresor. Por otro lado necesitamos

calentar el fluido de limpieza para evitar posibles esfuerzos

provocados por la gran diferencia de temperatura que se

ocasionaría si no lo calentáramos.

1.5.3.1 CALENTADOR DE OPERACIÓN

Para conseguir la temperatura de filtración necesaria para

realizar la simulación del proceso real, el calentador deberá aportar

toda la energía necesaria para elevar la temperatura de salida del

booster hasta la de operación.

El emplazamiento de la planta piloto condiciona la fuente

de alimentación de todos los equipos, y por tanto de los

calentadores, tanto por la accesibilidad de las mismas como por las

condiciones de seguridad requeridas, y por tanto se usarán

calentadores eléctricos.

El calentamiento se realizará en dos unidades iguales en

serie, y en cada una se darán dos etapas, una de 12 kW y otra de

24 kW.

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Las características de las unidades son:

.- Recalentador de paso tipo RXP-G ESP 36 Kw 3-V.

.- Grado de protección IP 43.

.- Presión de diseño 25 bara.

.- Temperatura de diseño 300 ºC.

.- Calentadores se realizarán en acero inoxidable AISI

316L.

.- Tendrán un diámetro de 5” y una longitud de 2,250 m,

pero serán necesarios al menos 3,200 m para poder

desmontar y montar las resistencias en el interior del

calentador.

.- Las bridas son DIN 2636, DN 125, PN 40 de material

C22.5.

.- El tiempo de respuesta de los calentadores será de 20

minutos, es decir, el tiempo que tardan los calentadores

en poner el fluido, a caudal máximo, a la temperatura de

operación desde la temperatura de salida del compresor,

es 1200 segundos.

.- Los calentadores se montará uno encima del otro,

quedando anclado el calentador más bajo anclado al

suelo con el bastidor o con pies soportes.

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El control se realizará con tiristores, en un armario de

control de las siguientes características:

.- Tensión de alimentación trifásica 400 V.

.- Capacidad 135 A

.- Potencia de consumo 88 kW.

.- Dimensiones 1000x600x250 mm.

.- Fusible de protección 200 A.

.- Tendrá un ventilador con filtro IP54, con de 130 m3/h.

.- Interruptor manual de 160 A, con empuñadura negra.

.- Mando frontal con empuñadura negra.

.- Cubrebornes cortos 4P 100-160 A.

.- Bases UTE modulares MS 10 II

.- Dos cartuchos UTE Industrial GI 10 x 38 4 A C/I

.- Transformador 440/220 200 VA.

.- Dos cartuchos UTE Industrial GI 10 x 38 2 A C/I

.- Bases UTE modulares MS 10 II con selector d 22

manual, con corta NG.1 NA2.

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.- FIJE.MET.

.- CPO.d.22 1NA CONEX.TORN.E.MET.

.- Piloto c/LED d.22 230-240 V, Verde. E.MET.

.- Contactor 115 A 50 Hz 220/230 V.

.- Dos bases NH-11 1P Fij.Torn.Pinza.

.- Dos fusibles ultrarrápidos 55679.

.- Entrelec 165 556.22

.- Seis bornes M95/26

.- Trece bornas M2,5/6

.- El tiristor será modelo PAC35Z-013535-N00 (CS 11294)

con capacidad de carga en amperios de 135 A y una

señal de entrada 4-20 mA.

.- El regulador de temperatura será modelo SR71-8l1-5C

(CS 12868) con control autotuning PID experto, señal de

entrada termopar (Pt 100 K, J,…) con señal de salida 4-

20mA y alarma SV+BIAS.

.-El limitador de temperatura será tipo SR2D-102X15-Y12-

DK874C0 (CS 10728) con señal de entrada termopar tipo

“K”.

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Las sondas para el cuadro de control serán dos:

.- Una sonda Pt100, modelo SN 100-60X15-SM de 6 mm

de diámetro y 150 mm de longitud, con un cable de 3 hilos

de 0,5 mm2 de sección asilados con silicona, y un rango

de temperatura de -50 a 250 ºC, para el regulador SR71.

.- Una sonda termopar tipo “K” modelo SNK-60X15-V30M

de 6 mm de diámetro, y 150 mm de longitud, con un cable

de 1 mm2 de sección aislados con fibra de vidrio y malla

metálica, con rango de temperatura de 0 a 500 ºC, para el

limitador SRP2D.

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1.5.3.2 CALENTADOR DE LIMPIEZA

El objetivo del calentador de limpieza es elevar la

temperatura del nitrógeno almacenado en las botellas hasta la

temperatura de operación, de forma que no se produzcan fuertes

gradientes de temperatura entre las condiciones de limpieza y las

de operación lo que provocaría gran estrés térmico a la vasija.

El calentamiento se realizará en una unidad de 6 kW.

Las características de las unidades son:

.- Recalentador de paso tipo RXP-G ESP 6 Kw 3-400 V.

.- Grado de protección IP 43.

.- Presión de diseño 25 bara.

.- Temperatura de diseño 300 ºC.

.- Calentadores se realizarán en acero inoxidable AISI

316L.

.- Tendrán un diámetro de 3” y una longitud de 2,250 m,

pero serán necesarios al menos 3,200 m para poder

desmontar y montar las resistencias en el interior del

calentador.

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.- Las bridas son DIN 2636, DN 80, PN 40 de material

C22.5.

.- El tiempo de respuesta de los calentadores será de 20

minutos, es decir, el tiempo que tardan los calentadores

en poner el fluido, a caudal máximo, a la temperatura de

operación desde la temperatura de salida del compresor,

es 1200 segundos.

.- El control se realizará con tiristores, en un armario de

control de las siguientes características:

.- Tensión de alimentación trifásica 400 V.

.- Capacidad 40 A

.- Potencia de consumo 12 kW.

.- Dimensiones 600x800x300 mm.

.- Fusible de protección 200 A.

.- Interruptor manual de 160 A, con empuñadura negra.

.- Mando frontal con empuñadura negra.

.- Cubrebornes cortos 4P 100-160 A.

.- Bases UTE modulares MS 10 II

.- Dos cartuchos UTE Industrial GI 10 x 38 4 A C/I

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.- Transformador 440/220 200 VA.

.- Dos cartuchos UTE Industrial GI 10 x 38 2 A C/I

.- Bases UTE modulares MS 10 II con selector d 22

manual, con corta NG.1 NA2.

.- FIJE.MET.

.- CPO.d.22 1NA CONEX.TORN.E.MET.

.- Piloto c/LED d.22 230-240 V, Verde. E.MET.

.- Contactor 115 A 50 Hz 220/230 V.

.- Dos bases NH-11 1P Fij.Torn.Pinza.

.- Dos fusibles ultrarrápidos 55679.

.- Entrelec 165 556.22

.- Seis bornes M95/26

.- Trece bornas M2,5/6

.- El tiristor será modelo PAC35Z-002035-N00 (CS 11267)

con capacidad de carga en amperios de 135 A y una

señal de entrada 4-20 mA

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.- El regulador de temperatura será modelo SR71-8l1-5C

(CS 12868) con control autotuning PID experto, señal de

entrada termopar (Pt 100 K, J,…) con señal de salida 4-

20mA y alarma SV+BIAS.

.-El limitador de temperatura será tipo SR2D-102X15-Y12-

DK874C0 (CS 10728) con señal de entrada termopar tipo

“K”.

Las sondas para el cuadro de control serán dos:

.- Una sonda Pt100, modelo SN 100-60X15-SM de 6 mm

de diámetro y 150 mm de longitud, con un cable de 3 hilos

de 0,5 mm2 de sección asilados con silicona, y un rango

de temperatura de -50 a 250 ºC, para el regulador SR71.

.- Una sonda termopar tipo “K” modelo SNK-60X15-V30M

de 6 mm de diámetro, y 150 mm de longitud, con un cable

de 1 mm2 de sección aislados con fibra de vidrio y malla

metálica, con rango de temperatura de 0 a 500 ºC, para el

limitador SRP2D.

El armario de control será común tanto para el calentador

de limpieza como para el calentador de operación.

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1.6 TUBERÍAS

Las tuberías se realizarán en acero inoxidables 316 L, siendo su

diámetro el que resulte del cálculo de velocidad mínima del fluido, ya que éste

deberá circular a tal velocidad que se evite la precipitación del sólido y la

estratificación del mismo.

Esta velocidad mínima será de 15 m/s.

Las tuberías tendrán juntas de dilatación suficientes para evitar las

variaciones de longitud debidas a los grandes cambios de temperatura.

Todas las uniones serán bridadas para facilitar el montaje.

Todas las tuberías estarán traceadas para evitar pérdidas de

calor. El traceado se realizará con:

.-Cable tipo serie ECR con aislamiento mineral de óxido de magnesia

con cubierta metálica tipo Pyrotenax gama cubierta acero inoxidable

para mantenimiento de temperaturas altas y elevadas de hasta 800 ºC,

con 30 W/m, en la forma de paneles fabricados en acero 304 L. Los

paneles se sujetarán a la vasija mediante abrazaderas construidas in

situ. Los paneles se colocarán de manera que cubran la vasija de la

manera más homogénea posible.

.-El sistema de control contará con 3 controladores digitales en cuadro

programables con 3 sondas Pt-100 con 3 cajas locales a situar en la

pared del tanque. Tendrá un termostato digital con IP 65, alimentado a

230 V con un rango de temperaturas de 50 a 600 ºC, con un relé

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conmutado a 10 A, el termostato deberá situarse en la posición más

desfavorable de la zona que controla.

.- La alimentación eléctrica de los cables calefactores se hará con 4 y 2

entradas de rosca PG 16.

.- El cuadro eléctrico de control y protecciones del sistema a instalar

con mando general automático/fuera de servicio, pilotos de

señalización en presencia de tensión, marcha-automático, alarma de

defecto de protecciones, alarmas de control de temperatura, y del

controlador. La acometida al cuadro será de 10 kW a 230 V,

alimentaciones entre éste y las cajas de conexión al traceado, así como

los cables de prolongación entre el cuadro y las tres sondas sobre el

tanque y todas las posibles señales a explorar en sala desde el cuadro.

El magnetotérmico será de 20 A y el diferencial de 30 mA.

Las especificaciones del aislamiento de las tuberías serán las

siguientes

.-Para espesores mayores o iguales a 1 ¼” capa de coquilla de lana

de roca y recubriendo adicional de manta de lana de roca hasta un

espesor total de 100 mm, recubrimiento de aluminio de 0.6 mm.

.-Para las tuberías de 1” y menores, coquilla de lana de roca de 60 mm

de espesor, recubrimiento de aluminio de 0,5.

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1.7 DESCRIPCIÓN DE ESTRUTURAS

1.7.1 ESTRUCTURA SOPORTE

La estructura soporte de la planta será metálica cuyas vigas y

pilares estarán diseñadas para soportar las cargas muertas y sobre

cargas de uso derivadas de la operación normal de la planta.

Constará de dos plantas accesibles mediante una escalera

lateral. Cada planta estará a una cota que permita el acceso a las

vasijas. La primera planta estará situada a una altura que permita la

instalación de los calentadores bajo ella. La segunda planta permitirá

acceder a los filtros desde una altura de 1 m.

En la última planta se instalará una grúa pluma capaz acceder y

manejar los filtros para facilitar su carga y descarga, además de facilitar

el montaje de la planta y la carga de sólido en la vasija de alimentación

de sólido.

Las características de la grúa pluma serán:

Capacidad máxima de carga Kg 1.000

Longintud del Brazo m 4

Recorrido del gancho del polipasto m 10

Velocidad de Elevación m/min 10/3

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Radio de Giro º 2701

Potencia del Motor de Elevación kW 0,8

Potencia del Motor de Tracción Carro kW 0,18

Potencia del Motor de Giro con variador de frecuencia kW 0,25

Tensión de alimentación V 380

Tensión de Mando V 48

Polipasto tipo: VL-1000-H10-V4-2-400-I-10

Adicionalmente vendrá equipada con un limitador de carga, un

final de carrera de elevación y botonera desplazable desde el suelo.

Toda la estructura estará rodeada por una barandilla de

seguridad de dos alturas.

El forjado de la estructura será una rejilla metálica galvanizada

tipo tramex 30x30x3 con malla inferior de seguridad.

1.7.2 ESTRUCTURA TECHO COMPRESOR

Para la protección del compresor se instalará un forjado metálico

soportado por una estructura metálica compuesta de pilares y vigas.

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1.8 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE NITRÓGENO

El nitrógeno se alimentará desde una batería de nitrógeno líquido situada

en las proximidades de la planta, tal y como se muestra en el plano.

1.9 SISTEMA ELÉCTRICO

La instalación eléctrica se diseñará para que soporte todas las

necesidades de la planta.

A continuación vamos a exponer y detallar la demanda de potencias

demandadas en la planta fuerza motriz y de alumbrado.

Compresor 165000 W

Calentadores.Limp. 4000 W

Calentadores.Opera. 45000 W

Dosificador 1000 W

Traceado 1350 W

Soplante 4000 W

20 % Varios 44070 W

TOTAL 264420 W

El Cuadro de Distribución de Fuerza y Alumbrado, así como los

cuadros de control de los calentadores de operación y limpieza, se ubicarán de

acuerdo al los planos que se adjuntan.

El Cuadro General de Baja Tensión, se ampliará en su ubicación actual

de forma que sea capaz de acoger los elementos indicados en el esquema

unifilar I

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Cuando el cuadro esté dividido en secciones deberán ensamblarse

mecánica y eléctricamente por el Contratista según necesidad; cuando se

empleen equipos extraíbles, se comprobará que no tienen cables

desconectados ni averías de transporte antes de instalarlos en los cuadros.

La tensión de línea nominal para toda la planta será de 400 V y

frecuencia 50 Hz.

Todos los componentes del Cuadro de Distribución de Fuerza y

Alumbrado y C.G.B.T., deberán ser adecuados para trabajar correctamente bajo

las siguientes condiciones:

Variaciones de tensión: +/- 5%

Variaciones de frecuencia: +/- 5%

Los cuadros y todos sus componentes serán capaces de soportar el

calentamiento y los esfuerzos resultantes de la corriente simétrica y del

valor de pico de la corriente asimétrica de cortocircuito. La resistencia

térmica será suficientemente grande para soportar la corriente de

cortocircuito durante 1 segundo sin que el equipo sufra ningún

desperfecto.

Los cuadros serán adecuados para soportar continuamente la intensidad

de plena carga a la tensión nominal bajo las condiciones de servicio

especificadas sin que exceda el calentamiento permisible de sus

componentes. El embarrado se dimensionará específicamente de

acuerdo con el Reglamento Electrotécnico Español.

Los equipos serán adecuados para funcionamiento continuo a plena

carga durante 26.000 horas (3 años), sin que sea necesario efectuar

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operaciones de mantenimiento que requieran desenergizar el sistema de

barras.

El Cuadro de Distribución de Fuerza deberá ser adecuado para uso

general, a prueba de roedores, para montaje sobre estructura mural,

autoportante, con el frente sin tensión y de diseño normalizado y dimensiones

estandarizadas, con vistas a futuras ampliaciones, de forma que en un futuro

sea capaz de acoger una ampliación del 25% de capacidad, tanto en potencia

como en espacio, de las protecciones indicadas.

Las etiquetas de identificación de cada circuito, serán de plástico rígido

laminado de color blanco, con letras de 15 mm de altura grabadas en negro.

Las etiquetas de designación del Cuadro, tendrán las letras de una altura de 30

mm.

Los materiales y mano de obra serán de la más alta calidad y el

acabado deberá ser, en todos los aspectos, apropiado para las condiciones de

servicio.

El ofertante deberá presentar un diseño previo con medidas y posición

de la aparamenta y equipos. Los planos definitivos deberán ser aprobados por

la Dirección de Obra antes de comenzar su montaje

Los cuadros estarán sujetos a inspección durante su fabricación y

antes de la entrega por el Contratista y/o representante autorizado del

Propietario.

El fabricante deberá suministrar al inspector toda la información que se

solicite en relación con este suministro.

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La inspección no exime en absoluto al fabricante de su responsabilidad

o garantía.

La inspección se realizará en el taller del vendedor de acuerdo con las

normas CEI-56-4 y CEI-24-B.

Los cuadros serán ensayados en fábrica de acuerdo con las Normas

aplicables.

Para el ensayo, el cuadro estará montado en fábrica mecánica y

eléctricamente en un solo conjunto.

Como mínimo los ensayos constarán de:

1. Medida de aislamiento de las barras principales.

2. Ensayo de rigidez dieléctrica de las barras principales de acuerdo

con las recomendaciones de la IEC.

3. Medida de aislamiento después del ensayo.

4. Medida de aislamiento embarrados de 230 Vca.

6. Medidas de aislamiento después del ensayo.

7. Ensayo de funcionamiento de cada uno de los circuitos.

8. Inspección visual de cada circuito.

9. El fabricante suministrará protocolo de pruebas.

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Los trabajos de tendido de cables se realizarán adoptando todas las

medidas de protección necesarias para evitar que se produzcan daños en los

cables. No será admisible en ningún caso, superar el valor de tracción máxima

indicado por el fabricante del cable, y se pondrá especial cuidado en respetar

los radios de giro mínimos indicados por el fabricante del cable así como en

proteger las entradas y salidas de tubo y canalizaciones.

Los cables se instalarán sin empalmes en todo su recorrido, no

admitiéndose la realización de empalmes intermedios, salvo aprobación

expresa de la Dirección de Obra.

En el caso de un cable que atraviese una plataforma, se deberá

proteger contra los daños mecánicos mediante un manguito, de acero

galvanizado, de longitud y diámetro adecuados y sujeto al elemento que se

atraviesa de forma fiable. Los dos extremos del tubo dispondrán de boquilla de

protección del cable.

El tendido de los cables se realizará, siguiendo el recorrido indicado en

el plano adjunto.

El cable de alimentación al Cuadro de Distribución de Fuerza y

Alumbrado, procedente desde el Cuadro General de Baja Tensión, se instalará

siguiendo el mismo recorrido realizado hasta el Cuadro de Distribución de la

planta piloto ubicada en el interior del edificio existente, desde donde se

instalará una bandeja metálica perforada con tapa, de dimensiones 200 x 35

mm, hasta el pasamuros existente y a partir de este seguirá el recorrido

indicado en el plano.

Durante el periodo de construcción, todos los extremos de

conducciones que hayan de quedar abiertos se taponarán contra la entrada de

polvo y humedad. Del mismo modo, una vez tendido el cable, y hasta que se

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realice su conexión, el extremo expuesto a la intemperie deberá ser protegido

con un elemento dispuesto al efecto para evitar la penetración de humedad y

suciedad.

Los cables instalados, se corresponderán fielmente con la designación

que, para cada uno de ellos, se indica en los esquemas unifilares. En cuanto a

la longitud de los cables que se indican en el mismo se considerará

aproximada, por lo que es responsabilidad del Contratista, verificar las

longitudes, dejando un margen suficiente para su conexión, antes de realizar el

corte de los mismos.

En su recorrido a lo largo de las bandejas, los cables se identificarán

con marcadores, fijados de forma permanente, en los que se marcará, en

bajorrelieve y de forma indeleble, el tag correspondiente al cable. Estos

marcadores se situarán a intervalos máximos de 10 m y a 50 mm de los

extremos y de las entradas y salidas de las bandejas. El tipo de marcador y

elemento de fijación del mismo requerirán la aprobación de la Dirección de

Obra.

Todos estos trabajos se realizarán de acuerdo con los conceptos

habituales de la “buena práctica” en construcción y con los datos sobre

acabados y calidades que se indican en los planos, teniéndose en cuenta todo

lo indicado en los planos ya mencionados en la presente especificación.

Se entiende por conexión de una punta de cable el conjunto de

operaciones necesarias para dejar el cable debidamente conectado al equipo o

cuadro eléctrico. En estas operaciones se incluyen todas aquellas necesarias

para la sujeción correcta del cable y aseguramiento de la estanqueidad de la

entrada al equipo o cuadro.

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La conexión de los cables a los equipos se realizará por medio de

accesorios terminales adecuados.

Las conexiones roscadas deberán contener no menos de cinco hilos

completos y ajustados de rosca. Si es necesario en la conexión de

prensaestopas, tubos o accesorios a entradas de rosca diferente, se instalarán

reductores adecuados.

Cuando los cables dispongan de un conductor de tierra, este será

continuo hasta el punto de la alimentación. Si el equipo dispone de terminal de

tierra, el conductor de tierra se conectará al mismo. De no existir, dicho

terminal, el contratista tendrá que realizar una conexión adecuada. Los tornillos

de sujeción a la tapa no se consideran adecuados para este fin.

La instalación de alumbrado constará de 2 luminarias fluorescentes

2x58 W, IP65, fijadas a la estructura soporte del filtro y dos proyectores de

óptica simétrica extensiva, lámparas VSAP 100 W, IP65, fijados a la pared del

edificio existente tal y como se muestra en el plano. Dichas luminarias se

accionarán desde un interruptor de alumbrado ubicado en el interior de la

caseta perteneciente a la instalación.

Las luminarias deberán incluir en su marcado la tensión nominal,

frecuencia nominal, potencia máxima y tipo de lámparas con que pueden ser

utilizadas.

En el montaje de los equipos de alumbrado se considerarán todos los

báculos, brazos, soportes, herrajes y accesorios que para el montaje requieran

los aparatos de alumbrado.

Será responsabilidad del Contratista:

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- Asegurar la buena rigidez en los soportes y herrajes a fin de evitar

cualquier posible vibración.

- La estanqueidad de las luminarias ubicadas a la intemperie,

comprobando y asegurando su cierre.

- Para los conjuntos de alumbrado desmontados, el ensamblaje y

conexionado de las partes.

- El recorrido de los cables de alumbrado a partir de los cuadros y la

situación de las cajas de derivación.

Las puestas a tierra se establecerán con objeto de limitar la tensión que

con respecto a tierra pueden presentar en un momento dado las masas

metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el

riesgo que supone una avería en el material utilizado así como asegurar una

correcta protección contra descargas atmosféricas.

Se dispondrá un conductor principal de tierra, que será de cobre

desnudo de 50 mm2 de sección, desde el que partirán las derivaciones de este

anillo, de 35 mm2 de sección, para la puesta a tierra de todas las estructuras

metálicas, equipos, etc.… de la presente instalación. Todas las conexiones

entre conductores de cobre se realizarán mediante soldadura alumino-térmica

tipo Caldwell.

El circuito de puesta a tierra formará una línea eléctricamente continua

en la que no podrán incluirse en serie masas o elementos metálicos. Tampoco

se intercalarán seccionadores, fusibles o interruptores.

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La puesta a tierra de motores de baja tensión, paneles, etc., además de

mediante conexión directa a la red de tierra, se realizará con un cuarto

conductor en el cable de alimentación a estos equipos.

Las luminarias y tomas de corriente, se pondrán a tierra mediante un

conductor adicional integrado en el cable de alimentación a las mismas.

Las bandejas, tubos, etc., se pondrán a tierra en sus extremos.

Se harán, así mismo, los suministros y trabajos necesarios para la

conexión, en todos los puntos de puesta a tierra existentes en la base de los

pilares del edificio colindante a la planta piloto, a la red de tierras existente en

los laboratorios, creando así un nuevo anillo.

Se realizará la instalación del traceado eléctrico sobre los depósitos

indicados en las mediciones. Dichos elementos del traceado consistirán en

cable calefactor y caja de conexiones.

Para el montaje de estos elementos se seguirán las instrucciones del

fabricante de los mismos.

Todos los materiales empleados para la ejecución de los trabajos

anteriormente descritos serán controlados por la Dirección de Obra antes de su

empleo, a fin de comprobar la correspondencia de las características y de las

calidades de los mismos con las prescritas en el contrato.

El Contratista antes de iniciar los trabajos, presentará a la Dirección de

Obra un plan de ensayos y control de obra de acuerdo con la normativa vigente.

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Todos los ensayos que sea necesario realizar serán a cargo del

Contratista y serán realizados por laboratorios homologados. Los resultados de

los ensayos deberán ser entregados a la Dirección de Obra.

Antes de la puesta en servicio del sistema eléctrico, el Contratista

realizará los ensayos adecuados para probar a la entera satisfacción de la

Dirección de Obra que todo el equipo, aparatos y cableado han sido

correctamente instalados de acuerdo con los planos y especificaciones y están

en condiciones satisfactorias de operación.

En general, además de los ensayos eléctricos propiamente dichos se

realizará una inspección visual de los equipos comprobando vibraciones,

calentamientos excesivos, defectos mecánicos de los materiales, etc.

Todas las pruebas deben ser realizadas con la presencia del supervisor

eléctrico que represente a la Dirección de Obra. Se tomará nota de todas las

pruebas e inspecciones, con datos completos de las lecturas tomadas y se

incorporarán en un protocolo de pruebas para cada equipo ensayado. Al final de

cada prueba, se entregará una copia de todos los protocolos al Supervisor

Eléctrico.

La inspección realizada en el equipo estará de acuerdo con las

prácticas de Ingeniería aceptadas, Reglamentos Eléctricos de Alta y Baja

Tensión, y más específicamente con esta especificación y las instrucciones del

fabricante.

Se dispondrá a disposición de la Dirección de Obra el personal

necesario para ayudarle en la comprobación de la buena ejecución del trabajo y

en la realización de las pruebas.

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El Contratista proveerá los equipos de prueba necesarios y será

responsable de que se encuentren ajustados y tarados, así como de la

realización de cualquier trabajo preliminar para su utilización de ensayos.

Las fechas de ensayos serán planificadas por el Contratista y

aprobadas por el Supervisor Eléctrico.

Para la realización de los ensayos que se describen posteriormente, se

dispondrán de los equipos necesarios para ello:

a) Equipo de medida universal (amperímetro, voltímetro, ohmetro,

indicador secuencia fase, higrómetro, cronómetro para tiempo arranque

motores y disparo relés, etc.).

b) La medida de resistencias de aislamiento que se describe a

continuación se realizará en el megaohmetro "Megger". La lectura de la

resistencia se tomará después de 60 segundos de aplicada la tensión y

preferiblemente durante tiempo seco. Los ensayos de tensión se

realizarán con "Megger" de 500 voltios.

c) La medida de la resistencia de las conexiones de puesta a tierra

se realizará con un "Megger" de pequeña resistencia, portátil,

adecuado para este fin.

d) La medida de temperaturas se realizará con un termómetro de

mercurio o medidor electrónico.

e) Equipo para ensayo con corriente continua de las corrientes de

fuga en los cables de media tensión.

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f) Dispositivo de ensayos de relés formado por maleta con gama

adecuada de intensidades, dos transformadores de intensidad, etc.

Asimismo, deberá comprobarse la localización exacta de luminarias,

tomas de corriente, interruptores y de todo el equipo en general referente a los

planos del proyecto.

Deberá fijarse la mejor orientación de la tapa de cajas de derivación,

según la posibilidad de su inspección y comprobar la ejecución correcta de

empalmes de cables eléctricos y conexiones de los cables a los equipos.

Se deberá, así mismo, comprobar la ejecución correcta de todos los

accesorios de sellado, las conexiones de los conductores de protección al

equipo eléctrico y la conexión de los conductores normales de puesta a tierra.

Serán objeto de comprobación también las conexiones a embarrados

de tierra de las cargas electrostáticas.

Se verificará que la puesta a tierra es correcta.

Sobre cada cubículo o celda, se comprobará que el conexionado de los

cables procedentes de campo o de otros cuadros, están realizados e

identificados de acuerdo con los planos aprobados para construcción.

Antes de dar tensión a las barras principales se deberá comprobar el

correcto funcionamiento de los siguientes elementos:

-Alineamientos de contactos en todos los contactores e interruptores.

-Se colocará el interruptor en "Posición de prueba" y se realizará los

siguientes ensayos:

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·Cerrar y disparar el interruptor accionando el conmutador.

·Disparo manual del interruptor.

·Cerrar y disparar el interruptor desde cualquier posición de control

remoto.

-Si el cuadro tiene sistema selectivo secundario con transferencia

automática, se probarán los circuitos de transferencia simulando

cualquier condición de falta o la mínima tensión.

-Operación de los demás equipos auxiliares (alarmas, etc.).

-En caso que hayan llegado equipos separados debido al transporte, se

comprobará todas las uniones de barras, terminales, conexiones, etc.

Los relés de protección deberán ajustarse de acuerdo con los valores

calculados durante el diseño de la planta.

En cualquier caso al operar con los relés, se deberán seguir

rigurosamente las recomendaciones señaladas por el fabricante.

Los dispositivos de protección de circuitos que sean ajustables, como

interruptores de caja moldeada, se tararán de acuerdo con los requerimientos

de la coordinación.

Antes de comenzar los ensayos, asegurar que los terminales de los

cables estén libres y aislados para que no puedan dañar otros instrumentos o

aparatos.

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Se preparará un protocolo de pruebas donde se irán anotando los

resultados obtenidos en cada uno de los ensayos que se realice a cada cable

desde que se tienda hasta su puesta en marcha. En dicho protocolo cada cable

estará identificado por su denominación en los documentos de la presente

especificación, se reflejará su sección, tipo de cable, número de conductores y

la longitud tirada en metros.

Una vez instalados los cables y antes de completar los empalmes,

botella, terminales, etc., pero antes de efectuar la conexión a los equipos, se

harán las siguientes pruebas:

-Comprobación de la continuidad de los conductores.

-Comprobación de la continuidad de la armadura.

-Medida de la resistencia de aislamiento con un "Megger". La tensión

de prueba será 1000 V. La medida se realizará entre conductores y

entre cada conductor y la armadura con el equipo desconectado.

-Comprobar que la identificación es correcta y está realizada de

acuerdo con la especificación.

-Comprobación de los empalmes, botellas, terminales, etc.

Ensayos a realizar sobre cada cable después de conectarlo en ambos

extremos e inmediatamente antes de dar tensión:

-Comprobación de la continuidad de los conductores.

-Comprobación de la continuidad de la armadura.

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-Medida de la resistencia de aislamiento entre conductores y entre cada

conductor y la armadura con el equipo desconectado.

-Medida de la resistencia de aislamiento con el equipo eléctrico

conectado.

-Comprobar que la numeración y conexionado de los terminales

coincide con los planos aprobados.

Los cables de baja tensión se ensayarán con un "Megger" de 500 V,

siendo el valor mínimo admisible de 1,5 MΩ para cables de sección menor de

16 mm2 de sección y 1 MΩ para cables de 16 mm2, 0,4 MΩ para cable de 25

mm2 a 90 mm2 y 0,3 MΩ para 120 mm2, (valores válidos para tramos de hasta

300 metros de longitud).

Los valores permisibles mínimos de la resistencia de aislamiento para

circuitos de alumbrado serán la mitad de los valores antes indicados cuando las

luminarias y enchufes se incluyen en los ensayos.

Los ensayos de circuitos se realizarán de las formas siguientes:

-Alimentación de motores: Con el motor desconectado, medir la

resistencia de aislamiento desde el lado de la salida de los contactores

o interruptores automáticos.

-Circuitos de control de motores: Con las estaciones la maniobra y los

elementos de sobrecarga conectados, medir la resistencia de

aislamiento de fase a tierra solamente.

-Alimentaciones de alumbrado: Medir la resistencia de aislamiento con

el interruptor de alimentación abierto y conectado al cuadro. Si existe

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transformador de alumbrado asociado, el cuadro se conectará y se

hará el ensayo tanto por el lado primario como secundario.

-Circuitos de alumbrado: Medir la resistencia de aislamiento después

de que todos los portalámparas, tomas de corrientes, y armaduras

estén conectados, pero antes de poner las lámparas. Si los circuitos

alimentan un auto-transformador tipo basalto, únicamente se medirá

entre fase y tierra. Si las luminarias tiene conectado condensadores

para mejorar el factor de potencia fase a fase, pueden requerir que se

desconecten para evitar sobretensiones. Se medirá la intensidad en

cada circuito para comprobar que las cargas están equilibradas.

Contrastación de la intensidad.

-En el caso de cables bajo tubo la medición de la resistencia de

aislamiento se realizará después del tendido, una vez realizados, en su

caso, los empalmes y/o terminaciones.

-Se comprobará que la identificación de cables, cajas derivación,

luminarias, enchufes, niveles, interruptores locales corresponden con la

reflejada en planos.

-Se comprobará que la conexión a tierra es correcta de todos los

elementos de la instalación.

Los resultados de los ensayos antes descritos serán registrados en

formatos aprobados por la Dirección de Obra, que recibirá copias de los

Certificados de Ensayo, con fecha y nombre de la persona a cargo del ensayo.

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2 MEMORIA CÁLCULO

2.1 DIÁMETRO DE TUBERÍAS

El caudal que circulará por las tuberías viene determinado por la

cantidad de gas que puede ser filtrado en las candelas. En cada prueba se

empelarán simultáneamente 3 candelas.

El caudal de filtración en las vasijas viene determinado por la

superficie exterior de las candelas, dado que la velocidad de filtración es

una de las variables cuyo efecto se desea determinar en la planta.

La superficie exterior de las candelas viene determinada por las

dimensiones de las candelas. Por lo que:

S=l×p=0,283 m2

donde:

l=1,5 m

p= p ×F=0,1885 m

Al ser 3 el número máximo de candelas en operación

St=n×S=0,849 m2

Dado que la velocidad de filtración estará entre 2 y 6 ft/min, el caudal

deberá estar comprendido entre:

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Qmáx=vmáx×St=0,03×0,849=0,026 m3/s=93,53 m3/h

Qmin=vmin×St=0,0102×0,849=0,0087 m3/s=31,18 m3/h

Caudales medidos en las condiciones de operación, 265 ºC y 25

barg.

Tomando la densidad del fluido igual a la densidad del aire en las

condiciones dadas:

r=15,06 kgr/m3

Y tomando la densidad del normal del aire como

r=1,28 kgr/Nm3

Los caudales normales serán:

Qmáx=93,53×15,06÷1,28=1.100,56 Nm3/h

Qmin=31,18×15,06÷1,28=366,83 Nm3/h

El diámetro de las tuberías viene condicionado por la velocidad de

circulación mínima del fluido de forma que se asegure la no estratificación

por tamaños del sólido en la corriente gaseosa, lo que podría originar una

distorsión de los resultados de las pruebas.

Para evitar esta posible distorsión de las pruebas, tomaremos como

velocidad mínima de circulación del fluido 15 m/s.

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La sección de las tuberías deberá garantizar que, en las

condiciones más desfavorables, mínimo caudal, el fluido circule a 15 m/s.

Por tanto:

Qmin=vmin×Stubería=vmin×F2÷4

Por lo que

F=27,11 mm=1,03 “

2.2 VASIJA DE FILTROS

2.2.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA

El diámetro de la vasija de filtros viene condicionado por la

disposición de las candelas, ya que esta debe ser tal que todas las

candelas se vean afectadas por igual por los efectos de paredes

colindantes, de esta forma se evita la aparición de posibles caminos

preferentes.

Dado el diámetro de las candelas anteriormente citado, el

diámetro de la vasija que permite la disposición más homogénea de las

candelas es de 450 mm (int.), tal y como se muestra en los planos

adjuntos.

2.2.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA

Desde la parte superior de la vasija se sitúan las candelas a una

distancia de 595 mm.

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El cuerpo cilíndrico deberá tener una longitud tal que cubra

completamente la altura de las candelas y deje un espacio de al menos

475 mm para evitar que parte de las partículas ya filtradas y que se

haya despegado de las candelas, quedando situadas en el fondo de la

vasija, vuelvan al fluido de filtración. Por tanto el cuerpo cilíndrico

tendrá una longitud total de 2570 mm.

El cuerpo troncocónico tendrá un ángulo de 77º con la horizontal

en su base, para evitar que parte del sólido pueda quedar estancado en

él, y terminará en una boca de 105 mm. Lo que significa que la altura

del tronco cono será de 747 mm.

El peso total de la vasija será por tanto:

Tronco Cilíndrico m= V × r

V= Vext-Vint

Vint= p×Øint2×L/4=0,42 m3

Vext= p×Øext2×L/4=0,44 m3

Tronco Cónico m= V × r

V= Vext-Vint

Vint=2/3×p×(Øint22×L2/4-Øint1

2×L1/4)=0,11 m3

Vext=2/3×p×( Øext2×L2/4-Øext12×L1/4)=0,12 m3

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Dada que la densidad del acero es 8000 kgr/m3, tenemos que el

peso de la vasija será

mT= 245,42kg

2.2.3 CALORIFUGADO

Dadas las condiciones de operación a alta temperatura, para

evitar pérdidas, se instalará en la vasija un calorifugado de 200 mm de

espesor.

Para evitar posible quemaduras por contactos accidentales la

temperatura superficial del calorifugado no será superior a 40 ºC.

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2.3 VASIJA DE LIMPIEZA

2.3.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA

El volumen de la vasija de limpieza será tal que pueda guardar

en el 80 % de su volumen el sólido filtrado en 8 horas de operación

continua con el máximo caudal de sólidos y gas.

Por tanto, dado que el caudal máximo de gas es de 1000

Nm3/h, y la concentración máxima de sólidos es de 20 grs/Nm3,

entonces, el caudal másico máximo de sólido será:

m= Q × Cs=1000×20=20.000 grs/h

Por lo que si se trabaja durante 8 horas, entonces:

M=m×h=160 kg

Como la densidad aparente del sólido es de 700 kg/m3, el

volumen que ocupará el sólido será 0,229 m3, por lo que si éste ha de

representar el 80 % del de la vasija, el volumen total de la misma

deberá ser de 0,286 m3.

El diámetro de la vasija de de limpieza viene condicionado por

la altura máxima posible de la vasija, de forma que la altura total de la

planta piloto no supere la altura del edificio L-5.

Dado que la altura de la vasija de filtros es de 3,63 m, la

tubería de conexión entre la vasija de limpieza y la vasija de filtros es

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de 0,7 m, y que la altura libre de la grúa pluma debe ser de 2,5 m para

poder facilitar las operaciones de carga y descarga.

Dejando 1,2 m para facilitar la descarga de sólido debajo de la

vasija de limpieza, la altura total de la vasija de limpieza es de 2,35 m.

Como la conexión a la vasija de filtros es de 0,45 m la altura de la

vasija de limpieza es de 1,9 m.

Por tanto el diámetro de la vasija deberá ser de

Ø=(4×V/(h×p ))0,5=0,457 m

2.3.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA

La vasija estará formada por un cuerpo cilíndrico que termina en

un cuerpo troncocónico con un ángulo de 77º con la horizontal en su

base, para evitar que parte del sólido pueda quedar estancado en el

interior de la vasija. Al final de la vasija habrá una boca ciega de 375

mm. La longitud del cuerpo cilíndrico es de 1400 m, y la del cono 500

mm.

El peso total de la vasija será por tanto:

Tronco Cilíndrico m= V × r

V= Vext-Vint

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Vint= p×Øint2×L/4=0,231 m3

Vext= p×Øext2×L/44=0,243 m3

Tronco Cónico m= V × r

V= Vext-Vint

Vint=2/3×p×(Øint22×L2/4-Øint1

2×L1/4)=0,0699 m3

Vext=2/3×p×( Øext2×L2/4-Øext12×L1/4)=0, 07431 m3

Dada que la densidad del acero es 8000 kgr/m3, tenemos que el

peso de la vasija será

mT= 132,44kg

En este caso añadiremos el peso total de sólido antes de vaciar

la vasija, 160 kgs, por lo que la masa total será:

mT= 292,44kg

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2.3.3 CALORIFUGADO

Dadas las condiciones de operación a alta temperatura, para

evitar pérdidas, se instalará en la vasija un calorifugado de 200 mm de

espesor.

Para evitar posible quemaduras por contactos accidentales la

temperatura superficial del calorifugado no será superior a 40 ºC.

2.4 VASIJA DE SÓLIDOS

2.4.1 DIÁMETRO DE LA VASIJA

El volumen de la vasija de sólidos será tal que pueda

almacenar en el 80 % de su volumen el sólido que será filtrado en 12

horas de operación continua con el máximo caudal de sólidos y gas, un

33 % más de que la planta puede operar en éstas condiciones, de

forma que en condiciones normales de operación se pueda trabajar

más de un día sin necesidad de recargar la planta, por otro lado se

mantendrá el mismo diámetro que la vasija de filtros por facilidad de

fabricación, por lo que:

Por tanto el diámetro de la vasija deberá ser de

h=(4×V/(Ø2×p))=2,62 m

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2.4.2 DIMENSIONES DE LA VASIJA

La vasija estará formada por un cuerpo cilíndrico que termina en

un cuerpo troncocónico con un ángulo de 77º con la horizontal en su

base, para evitar que parte del sólido pueda quedar estancado en el

interior de la vasija. La longitud del cuerpo cilíndrico es de 2100 mm, y

la del cono 420 mm.

El peso total de la vasija será por tanto:

Tronco Cilíndrico m= V × r

V= Vext-Vint

Vint= p×Øint2×L/4=0,35 m3

Vext= p×Øext2×L/44=0,37 m3

Tronco Cónico m= V × r

V= Vext-Vint

Vint=2/3×p×(Øint22×L2/4-Øint1

2×L1/4)=0,106 m3

Vext=2/3×p×( Øext2×L2/4-Øext12×L1/4)=0, 1141 m3

Dada que la densidad del acero es 8000 kgr/m3, tenemos que el

peso de la vasija será

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mT= 216,08 kg

En este caso añadiremos el peso total de sólido antes de vaciar

la vasija, 260 kgs, por lo que la masa total será:

mT= 451,08 kg

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2.4.3 CALORIFUGADO

Dadas las condiciones de operación a alta temperatura, para

evitar pérdidas, se instalará en la vasija un calorifugado de 200 mm de

espesor.

Para evitar posible quemaduras por contactos accidentales la

temperatura superficial del calorifugado no será superior a 40 ºC.

2.5 DEPÓSITO DE NITRÓGENO

2.5.1 DIMENSIONES DEL DEPÓSITO

Las dimensiones del depósito de nitrógeno será suficiente para

poder realizar hasta dos sesiones de limpieza.

Tendrá unas dimensiones de 0,95 m de diámetro y 2,2 m de

altura, lo que le da un volumen de 3,6 m3.

El volumen necesario para las sesiones de diseño es uno de

los parámetros a determinar en la planta piloto, por lo que dado que el

caudal de limpieza inicial será de 40 Nm3/h, con este volumen se

pueden obtener más de 4000 pulsos de 1 s, más que los necesarios

para realizar las pruebas.

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2.5.2 CALORIFUGADO

Dadas las condiciones de operación a alta temperatura, para

evitar pérdidas, se instalará en la vasija un calorifugado de 200 mm de

espesor.

Para evitar posible quemaduras por contactos accidentales la

temperatura superficial del calorifugado no será superior a 40 ºC.

2.6 POTENCIA DE LOS CALENTADORES

2.6.1 CALENTADOR DE OPERACIÓN

Los calentadores de operación se diseñarán para el caso más

desfavorable, es decir:

Caudal de entrada 1000 Nm3/h

Temperatura de entrada 80 º C

Temperatura de salida 265 ºC

Presión 25 bara

En estas condiciones tenemos que

Cp(25 bar, 265 ºC) 1,046 Kj/(kgr×K)

raire(25 bar, 265 ºC) 15,06 kg/m3

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raire(0 ºC, 1 bar) 1,28 kg/m3

Por lo que

G=1000/3600×1,28×1,046×(265-80)= 68,08 kW

Por ello se usarán dos calentadores eléctricos en serie de 36

kW cada uno.

2.6.2 CALENTADOR DE LIMPIEZA

Los calentadores de limpieza se diseñarán para el caso más

desfavorable, es decir:

Caudal de entrada 40 Nm3/h

Temperatura de entrada 25 º C

Temperatura de salida 265 ºC

Presión 25 bara

En estas condiciones tenemos que

Cp(25 bar, 265 ºC) 1,11 Kj/(kgr×K)

rN2(0 ºC, 1 bar) 1,23 kg/m3

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Por lo que

G=40/3600×1,23×1,11×(265-25)= 3,65 kW

Por ello se usarán dos calentadores eléctricos en serie de 3

kW cada uno.

2.7 ESTRUCTURA

La estructura deberá soportar los pesos de los equipos

anteriormente calculados:

Vasija de sólidos

Vasija de Limpieza

Vasija de Filtros

Además de las distintas cargas por el tránsito de la carga y

personas, resultando en la estructura que se refleja en los planos.

Habrá que tener en cuenta que en una de las esquinas de la

estructura se instalará una grúa pluma para ayudar al manejo de

equipos y cargas.

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3 ANEXO

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Figura nº 1. Esquema General de Plantas de Ciclo Combinado

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Figura nº 2 Elemento Filtrante Cerámico, Candela.

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Figura nº 3. Forma Filtración de las Candelas.

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Figura nº 4 Esquema General de la Planta Piloto de Filtración de Gases a Alta

Presión y Alta Temperatura.

N

GAS DE LIMPIEZA

INYECCION

DE CENIZA

MONITORIZACION DE PARTICULAS

CALENTADOR

ALMACENAMIENTO DE GAS

COMPRESOR

GAS LIMPIO

CENIZAS

MUESTREO DE CENIZA

AIRE

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Figura nº 5. Diagrama General de los Equipos

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Autor José Enrique Myro Borrero Tutor Francisco Javier Gutiérrez Ortiz 125

Figura nº 6. Diagrama General de Sistema de Compresión

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Diseño de una Planta Piloto de Filtración de Gases a 25 bar y 265 ºC

Autor José Enrique Myro Borrero Tutor Francisco Javier Gutiérrez Ortiz 126

Figura nº 7. Diagrama General de Eliminación de Humedad

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Diseño de una Planta Piloto de Filtración de Gases a 25 bar y 265 ºC

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Diseño de una Planta Piloto de Filtración de Gases a 25 bar y 265 ºC

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4 PRESUPUESTO

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Diseño de una Planta Piloto de Filtración de Gases a 25 bar y 265 ºC

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CAPÍTULO 1: ESTRUCTURA VASIJAS

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

3495 Kg Acero laminado A-42 b en estructura para

vigas, pilares y cartelas de refuerzo,

incluyendo elaboración, montaje, uniones

soldadas en obra y pintura, incluso parte

proporcional de despuntes.

1,53 188730

4 Ud Placa de anclaje del tipo P-1, de 15 mm de

espesor y dimensiones 0,4 m x 0,4 m con

4 pernos de expansión M-16 tipo HILTI o

similar, tuercas, arandelas y placas de

retención según planos, incluyendo

elaboración, montaje con plantilla, uniones

soldadas en obra y pintura

!Error

de

sintaxis,

,

0

2 Ud Placa de anclaje del tipo P-2, de 10 mm de

espesor y dimensiones 0,2 m x 0,25 m con

4 pernos de expansión M-12 tipo HILTI o

similar, tuercas, arandelas y placas de

retención según planos, incluyendo

elaboración, montaje con plantilla, uniones

soldadas en obra y pintura

!Error

de

sintaxis,

,

0

44,8 mL Barandilla fomrada por perfiles metálicos

tubulares, incluyendo elaboración, ontaje,

uniones soldadas en obra y pintura,

incluyendo parte proporcional de

despuntes

!Error

de

sintaxis,

,

0

27 m2 Rejilla metálica galvanizada tipo tramex 30

x 30 x 30 x 3 con malla inferior de

seguridad incluido cortes totalmente

!Error

de

sintaxis,

0

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instalada ,

1 Ud Prueba antes de entrar en servicio 1600 1600

1 Ud Ingeniería de detalle, vista a obra, toma de

datos, elaboración de datos de obra

mecánica y de obra civil, generación de

planos y entrega de 3 copias

!Error

de

sintaxis,

,

0

TOTAL CAPÍTULO 1

190330 €

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CAPÍTULO 2: ESTRUCTURA TECHO COMPRESOR

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

645 Kg Acero laminado A-42 b en estructura para

vigas, pilares y cartelas de refuerzo,

incluyendo elaboración, montaje, uniones

soldadas en obra y pintura, incluso parte

proporcional de despuntes.

1,53 34830

6 Ud Placa de anclaje del tipo P-2, de 10 mm

de espesor y dimensiones 0,2 m x 0,2 m

con 4 pernos de expansión M-12 tipo

HILTI o similar, tuercas, arandelas y

placas de retención según planos,

incluyendo elaboración, montaje con

plantilla, uniones soldadas en obra y

pintura

!Error

de

sintaxis,

,

0

!Error

de

sintaxis,

,

m2 Forjado formado por chapa simple

grecada galvanizada y prelacada por

ambas caras e=0.7 mm

!Error

de

sintaxis,

,

0

1 Ud Prueba antes de entrar en servicio 800 800

1 Ud Ingeniería de detalle, vista a obra, toma

de datos, elaboración de datos de obra

mecánica y de obra civil, generación de

planos y entrega de 3 copias

637,34 671

TOTAL CAPÍTULO 2

36301 €

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CAPÍTULO 3: COMPRESOR

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Compresor INGERSOLL-RAND SSRMU

132 o similar de baja presión.

29265 29265

1 Ud Depósito acumulador-amortiguador VAC

1000/12 de INGERSOLL-RAND o similar

1165 1165

1 Ud Secador TS 180 de INGERSOLL-RAND o

similar

5809 5809

1 Ud Booster N1400GW INGERSOLL-RAND o

similar de alta presión

27450 27450

1 Ud Filtro 706 o de INGERSOLL-RAND o similar 612 612

1 Ud Depósito VAC-1000/30 de INGERSOLL-

RAND o similar

4000 4000

1 Ud Sistema de control IRI de INGERSOLL-

RAND o similar con purgador, válvula de

caudal, válvula de presión, y caudalímetro

rotámetro

1346 1346

TOTAL CAPÍTULO 3

69647 €

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CAPÍTULO 4: CALENTADORES

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

2 Ud Recalentador de paso tipo RXP-G ESP 36

kW 3-400 V de Industrias Eléctricas Soler

S.A. o similar con grado de protección

IP43, presión de diseño 35 bar,

temperatura de diseño 300º C, elementos

de INOX AISI 316L, Brida DIN2635 DN125

PN40 de material C22.8, tubo de 5” de

material A-106 Gr B, dimensiones según

plano.

2878,85 5926

1 Ud Armario de control a tiristores modelo

ACT25Z-RK000 de Industrias Eléctricas

Soler S.A. osimilar. Con sondas Pt100 y

Termopar tipo K

!Error

de

sintaxis,

,

0

1 Ud Recalentador de paso tipo RXP-G ESP 6

kW 3-400 V de Industrias Eléctricas Soler

S.A. o similar con grado de protección

IP43, presión de diseño 35 bar,

temperatura de diseño 325º C, elementos

de Incoloy 800, Brida DIN2635 DN80 PN40

de material C22.8, tubo de 3” de material

A-106 Gr B, dimensiones según plano,

aislamiento de lana de roca incluido.

2060 2060

1 Ud Armario de control a tiristores modelo

ACTD20ZEK009 de Industrias Eléctricas

Soler S.A. o similar. Con sondas Pt100 y

Termopar tipo K

2748 2748

TOTAL CAPÍTULO 4

10734 €

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CAPÍTULO 5: DOSIFICADOR

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Equipo dosificador gravimétrico, con

agitador rotativo y válvula alveolar

consistente en tolva cilíndrica de reopción

con capacidad aproximada para 100 l,

sistema agitador antibóveda, tapa superior,

puerta lateral de inspección, cuatro patas

soporte al suelo y moto reductor. Sin fin

dosificador horizontal, conjunto motor-

reductor-sin fin con sistema de desmontaje

rápido para limpieza, cuadro eléctrico de

maniobra con variador de frecuencia y moto

reductor de 0,37 kW. Equipo de pesaje con

microprocesador MICRO-DISCONT para

control de la dosificación, células de carga y

caja sumadora. Estructura de acero soporte.

17993 17993

TOTAL CAPÍTULO 5

17993 €

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CAPÍTULO 6: VASIJAS Y DEPÓSITOS

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Depósito para candelas construidos en dos

partes de acero inoxidable AISI 316 de

dimensiones según plano..

17360 17360

1 Ud Depósito para recogida de sólidos de acero

inoxidable AISI 316 de dimensiones según

plano

7800 7800

1 Ud Depósito para dosificación de sólidos de

acero inoxidable AISI 316 de dimensiones

según plano

9100 9100

1 Ud Depósito para acumulación de nitrógeno de

acero inoxidable AISI 316 de dimensiones

según plano

17500 17500

TOTAL CAPÍTULO 6

51760 €

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CAPÍTULO 7: INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Instalación eléctrica de conexión para

alimentación de 265 kW a planta piloto,

incluido conductor sobre bandeja y bajo

tubo, protecciones diferenciales y magnetos

térmicas. Conexión al CBT general.

13452 13452

TOTAL CAPÍTULO 7

13452 €

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CAPÍTULO 8: GRÚA PLUMA

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Grúa pluma tipo mural con capacidad de

carga de 1.000 kg y longitud de brazo de

4m.

9610 9610

TOTAL CAPÍTULO 8

9610 €

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CAPÍTULO 9: TRACEADO ELÉCTRICO

Ud nº Uds Concepto Parcial Total

1 Ud Ingeniería, Diseño, Suministro e

Instalación material más ensayos, incluido

suministro e instalación de cuadro

eléctrico de control y operación .

24152,36 24188

TOTAL CAPÍTULO 9

24188 €

TOTAL

424015 €

El presupuesto total asciende a la cantidad de doscientos veintinueve mil

cuatrocientos cuarenta y siete euros con setenta y seis céntimos (229.447,79 €)

Sevilla, Septiembre 2.006

Fdo. José Enrique Myro Borrero

nº 2587

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5 PLANOS

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1.- SITUACIÓN GENERAL

2.- IMPLANTACIÓN

3.- ALZADO

4.- ESTRUCTURA PÓRTICOS

5.- ESTRUCTURA PLANTAS

6.- ESTRUCTURA DETALLES

7.- ESCTRUCTURA ESCALERA

8.- ESTRUCTURA PERSPECTIVA

9.- ESTRUCTURA TECHO COMPRESOR PLANTAS

10.- ESTRUCTURA TECHO COMPRESOR ALZADOS

11.- CALENTADORES DE OPERACIÓN

12.- CALENTADORES DE LIMPIEZA

13.- DEPÓSITO DE SÓLIDOS ALZADOS A Y B

14.- DEPÓSITO DE SÓLIDOS ALZADOS C Y PLANTA

15.- VASIJA DE FILTROS ALZADO B

16.- VASIJA DE FILTROS ALZADO C

17.- VASIJA DE FILTROS ALZADOS A

18.- VASIJA DE FILTROS PLANTA

19.- VASIJA DE FILTROS CONEXIONES DE CANDELAS I

20.- VASIJA DE FILTROS CONEXIONES DE CANDELAS II

21.- VASIJA DE FILTROS CONEXIONES DE CANDELAS III

22.- DEPÓSITO DE LIMPIEZA ALZADOS A Y B

23.- DEPÓSITO DE LIMPIEZA ALZADO C Y PLANTA

24.-DEPÓSITO DE NITRÓGENO ALZADO B

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Autor José Enrique Myro Borrero Tutor Francisco Javier Gutiérrez Ortiz 142

25.- DEPÓSITO DE NITRÓGENO ALZADO A

26.- DEPÓSITO DE NITRÓGENO ALZADO C

27.- DEPÓSITO DE NITRÓGENO PLANTA

28.- DEPÓSITO DE NITRÓGENO DETALLES

29.- P & I

30.- ESQUEMA UNIFILAR CONEXIÓN GENERAL

31.- ESQUEMA UNIFILAR CONEXIÓN PLANTA PILOTO

32.- LEYENDA

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6 HOJAS DE CARACTERÍSTICAS

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Autor José Enrique Myro Borrero Tutor Francisco Javier Gutiérrez Ortiz 144

1. COMPRESOR

2. BOOSTER

3. SECADOR

4. VASIJA DE SÓLIDOS

5. CALENTADOR DE OPERACIÓN

6. CALENTADOR DE LIMPIEZA

7. VASIJA DE FILTROS

8. VASIJA DE LIMPIEZA

9. VASIJA DE NITRÓGENO

10. TUBERÍAS

11. GRÚA PLUMA