Expo Unidad 3 Componentes

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA MONTAÑA INGENIERÍA AMBIENTAL COMPONENTES DE EQUIPO INDUSTRIAL UNIDAD III: TANQUES, RECIPIENTES Y CHIMENEAS TEMA: TANQUES ATMOSFÉRICOS INTEGRANTES: ELSA LORENZO FLORES ESTEFANÍA ANASTASIO DÍAS MARÍA GUADALUPE BASURTO FLORES JUAN CARLOS CLEMENTE INÉS CUAUHTÉMOC VALDEZ GONZÁLEZ ÓSCAR SEBASTIÁN GONZÁLES CRISÓSTOMO

Tanques atmosféricos ■ Los tanques atmosféricos son recipientes que se utilizan para almacenar líquidos en grandes cantidades dentro o fuera de almacenes o industrias. ■ Dentro de estos tanques la presión siempre es la misma que la presión atmosférica del lugar en donde se encuentran, son las cantidades las que llevan a que tengan determinadas formas. ■ La forma depende de cuánto líquido se guarde, la forma indicada para un tanque atmosférico es la esférica, sin embargo, por problemas de capacidad, la que más se utiliza es la cilíndrica con extremos hemisféricos.

■ Estos tanques pueden acomodarse vertical u horizontalmente dependiendo de qué convenga más para los efectos del espacio.

■ Los líquidos que se almacenan en estos tanques son de naturalezas diferentes, por lo que algunos necesitan cumplir con requerimientos específicos para que el material no se descomponga.

■ Son muy comunes en las refinerías ya que cumplen con los requerimientos específicos para almacenar líquidos de manera temporal o permanente; generalmente los líquidos que se almacenan son los productos y subproductos de las actividades de la refinería.

■ Ha sido fabricado para operar a presiones desde la atmósfera hasta presiones de 1,0 psig (de 760 mm Hg hasta 812 mm Hg) medidos en el tope del tanque, los tanques atmosféricos no podrán ser utilizados para el almacenamiento de líquidos a temperaturas iguales o mayores a su punto de ebullición.

■ Los tanques atmosféricos deben ser usados para líquidos que tienen hasta una máxima presión de vapor de 0.914 kg/cm2 abs (13psia) a nivel del mar y por cada 300 metros de elevación la máxima presión de vapor deberá ser reducida en 0.035 kg/cm2 abs (0.5 psia), entre los principales tanques atmosféricos están los de techo flotante y de techo fijo.

Pasos de diseño atmosféricos

de

tanques

■   Diseño de fondo  Inicio Depende de: •

Los cimientos usados para soportar el tanque.

•

El método que se utilizara para desalojar el producto.

•

El grado de sedimentación de solidos suspendidos.

•

La corrosión del fondo y el tamaño del tanque.

Para un fondo plano la resistencia permisible del suelo debe ser mayor a 1465 kg/ Son fabricados generalmente con placas de acero con un espesor menor al del cuerpo.

 Calculo del espesor de la placa anular. Espesor mínimo del fondo y placa anular (mm)

t= espesor de la placa de tolerancia a la corrosión del cuerpo. Tensión de la primera placa del cuerpo.

■   Ancho

radial de la placa de fondo

Donde: t= Espesor de la placa anular (mm). H= Nivel máximo de diseño (m). G= Gravedad especifica de diseño.

Tanque atmosférico de techo fijo ■ Son los tanques que pueden tener techo auto soportado o por columnas, la superficie del techo tiene la forma de un cono, el tanque opera con un espacio para los vapores, el cual cambia cuando varia el nivel de los líquidos. Es utilizado generalmente para almacenar líquidos, posee ventilaciones en su techo el cual permite la emisión de vapores y que el interior se mantenga aproximadamente igual a la presión atmosférica pero produciéndose pérdidas de respiración.

Tanque atmosférico de techo flotante ■ Estos tanques reducen las pérdidas por llenado y vaciado, lo cual se logra eliminando o manteniendo constante el espacio destinado a vapores, arriba del nivel del líquido. La pared y el techo están construidos de acero y es semejante a los tanques ya mencionados. En estos tanques el techo flota sobre el líquido eliminándose el espacio para los vapores, los tanques de pontones anulares y el techo de doble capa, son algunas variantes de este tipo de tanques.

TIPOS DE TANQUES Los principales tipos para líquidos son: ● Tanques atmosféricos con techos flotantes. ● Tanques atmosféricos con techos fijos o ligeramente variables. ● Tanques de almacenamiento para presiones moderadas (desde presión atmosférica a 300 psig). ● Almacenaje para altas presiones (desde 300 psig a 1000 psig).

Existen varios diseños para tanques de almacenamiento que contienen líquidos inflamables; sin embargo se dividen en tres categorías generales según la presión de diseño: ● Tanques atmosféricos para presiones de 0 a 0’5 psig. ● Tanques atmosféricos para bajas presiones, presiones de 0’5 a 15 psig. ● Tanques atmosféricos para presiones mayores, de 1’5 psig. en adelante.

Están los tanques o depósitos enterrados donde podemos encontrar: ● Depósitos de chapa de acero. ● Depósitos de plástico reforzado. ● Depósitos de doble pared.

RIESGOS EN TANQUES  La causa principal de casi todos los accidentes destructivos en tanques que contienen materiales inflamables, es el incendio. Consecuentemente, los riesgos principales que tratan de eliminarse, son aquellos que causan fuego.  Otra causa de accidentes de tanques es lo que se llama falsa operación; que consiste en abrir válvulas equivocadas, derrames, uso impropio de técnicas de limpieza y reparación del tanque.

Otros de los riesgos a los que están sometidos son: ● Colapso de la estructura portante de bancada y caída de un depósito arrastrando a otros en efecto dominó. ● Caída de rayos. ● Operaciones de carga y descarga sin conexión de la pica a tierra, en líquidos combustibles/inflamables. ● Operaciones de corte/soldadura a depósito lleno o vacío (gases). ● Lavado de depósitos con agua u otros materiales que puedan producir reacciones exotérmicas en los restos de líquidos almacenados.

R

C E

P I

E I

T N

S E

Un recipiente a presión ■ Es un recipiente cerrado, diseñado para soportar gases o líquidos a una

presión

sustancialmente

diferente de la presión ambiental, ya

sea

por

presión

interna

presión

o

externa,

independientemente de su forma y dimensiones.

Cuando

el

diseño

interno de un contenedor excede 15 psig, este será conocido como un recipiente a presión.

■ Por su servicio (uso). Se dividen en; recipientes proceso y recipientes almacenamiento.

de de

 Los recipientes de almacenamiento se usan como depósitos para contener una reserva suficiente de algún producto para su uso posterior y/o comercialización.  Los recipientes de proceso se utilizan como intercambiadores de calor, reactores, torres fraccionadora, torres de destilación, entre otros.

■ Por su forma. Se clasifican en; cilíndricos o esféricos.

 Los cilíndricos pueden ser horizontales o verticales, y pueden contar con o sin chaquetas para incrementar o decrecer la temperatura de los fluidos según el caso.  Los recipientes esféricos se utilizan generalmente como tanques de almacenamiento y se recomiendan para almacenar grandes volúmenes a bajas presiones.

■ Recipientes Horizontales. Son

aquellos

montados

en

recipientes silletas

en

posición horizontal, conocidos comúnmente como salchichas, se utilizan como acumuladores ya sea de flujo de vapor y/o sustancias que provengan de equipos especiales.

■ Recipientes Verticales. Los

más

reactores,

usados las

Normalmente

son

torres, los

los etc.

recipientes

verticales están soportados por medio de la patas de ángulo o tubo, faldones cónicos o rectos y por soportes integrados en el cuerpo del recipiente.

■ Recipientes Esféricos. Se usan para almacenamiento de grandes

volúmenes

de

fluidos

principalmente, gas natural, butano, isobutileno, hidrógeno, amoníaco y otros

productos

petroquímicos,

Se

utilizan generalmente como tanques de

almacenamiento,

y

se

recomiendan para almacenar grandes volúmenes a presiones moderadas.

M I CH

S A E EN

Es un sistema usado para evacuar gases calientes y humo de calderas, calentadores, estufas, hornos, fogones u hogares a la atmósfera. Las chimeneas industriales tienen el propósito de conducir al ambiente los gases generados en algún proceso industrial.

chimeneas industriales Altura por encima de cubiertas inclinadas o tejados ■ En el caso de que estemos planteando la altura de una chimenea industrial que sobrepaso la altura de una nave industrial, fábrica, centro logístico, almacén, etc. cuya cubierta o tejado sea de tipo inclinado, la estructura para emisión de gases deberá superar la cumbrera suponiendo que tiene una pendiente de al menos 20º. ■ Por motivos de seguridad, lo que sí está claro es que se evitarán alturas de chimenea que excedan el doble de la altura del edificio.

Tipos de chimeneas Las chimeneas que están asociada a la actividad y producción de empresas, industriales fábricas o laboratorios están clasificadas en dos tipos: •

Grupo A

•

Grupo B

Otra clasificación podría ser según los materiales de fabricación, ya sean: •

Chimeneas de ladrillo

•

Chimeneas industriales metálicas

Además, existen otras construcciones similares que, por la particularidad de la altura, también precisan de sistemas anticaída de protección colectiva.  Torres de Intercambio  Torres de Prilado  Torres de Comunicación  Torres de Control  Núcleos de Edificios  Faros

Esquema básico de una chimenea industrial

Materiales de construcción

Son tres los materiales que más se han utilizado para la construcción de chimeneas industriales: ladrillo, acero, y concreto reforzado.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO Dimensionamiento

y

proporciones Generalmente las chimeneas son de forma tronco-cónica. Los diámetros exteriores pueden variar linealmente a lo largo de la chimenea para proporcionar una construcción más fácil, sin pérdida significativa en la economía.

Bibliografías  http://www.repositorio.usac.edu.gt/753/1/08_3674_C.pdf  http://mayores.uji.es/blogs/antropvinaros/2012/03/16/chimeneas-industr iales-de-ladrillo /  https://www.proalt.es/chimeneas-industriales-altura-minima/  https:// es.slideshare.net/siceaingenieria/codigo-asme-seccion-viii-division-1-a  https://www.tpi.cl/chimeneas/  http:// olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/mat_ mec/m5/Recipientes%20a%20presion.pdf  https://prezi.com/i7eofrkag9_a/tanques-atmosfericos-y-recipientes-a-p resion /