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  1. 1. You are using demo versionPlease purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨ “ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO” “ISTRUMENTACION INDUSTRIAL” DIAGRAMA DE INSTRUMENTOS DE UNA PLANTA INDUSTRIAL DE ETANOL PROFESOR: DR. MARCO HARO INTEGRANTES: • JENNY YEROVI • JAIRO SANTOS • MANUEL MENDEZ • GEOVANY TIERRA • BYRON OSORIO You are using demo versionPlease purchase full version from www.technocomsolutions.com RIOBAMBA – ECUADOR 2010
  2. 2. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨TEMA:DIAGRAMA DE INSTRUMENTOS DE UNA PLANTA INDUSTRIAL DE ETANOLJUSTIFICACION: • El propósito de la elaboración del informe sobre diagramas de instrumentos de una planta industrial de etanol es ir puliendo y dominar los conocimientos antes ya adquiridos en la asignatura de Instrumentación Industrial, además irnos relacionando con los distintos procesos industriales en donde tendremos que desenvolvernos como profesionales • Otro beneficio es que con la elaboración del trabajo iremos adquiriendo ciertas destrezas para tener una identificación rápida y precisa de los instrumentos que constituyen la Planta Industrial de Etanol investigada y también de cualquier otra industria.OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL: • Reconocer e identificar todos y cada uno de los instrumentos que forman parte de los procesos en una planta industrial en nuestro caso para la elaboración del etanol. OBJETIVOS ESPECIFICOS: • Saber como van montados o ubicados los instrumentos de medida en el diagrama de Control de una Planta Industrial. • Conocer que tipo de instrumentos constituyen la planta y cual es su función en los procesos de la misma. • Aprender a estructurar un diagrama de procesos, tuberías e instrumentos de una planta completa o parte de la misma.MARCO TEORICOEl metanol es el principal componente del destilado en seco de la madera. Es uno de los disolventesmás universales y encuentra aplicación, tanto en el campo industrial como en diversos productos deuso doméstico. Dentro de los productos are lo pueden contener se encuentra el denominado “alcohol You que using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  3. 3. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨de quemar” constituido por alcoholes metílico y etílico, solvente en barnices, tintura de zapatos,limpiavidrios, líquido anticongelante, solvente para lacas etc. Además, los combustibles sólidosenvasados también contienen metanol.La mayor parte de los métodos usados en la determinación de metanol se basan en su oxidación aformaldehído y la posterior determinación de éste últimoUSOS:El Metanol, alcohol metílico, se puede utilizar como:-Anticongelante en el agua de radiadores para carro; ya que su punto de solidificación es de -97ºC.-Como combustible.-Reactivo químico en la elaboración de sales orgánicas-Como desnaturalizante del Etanol, y disolvente de otras sustancias como la tinta, tintes y aldehídos- Combustible de bombonas de camping-gas.- Resinas y adhesivos.- El metanol puede ser también añadido al etanol para hacer que éste no sea apto para el consumo (elmetanol es altamente tóxico al consumo humano).DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  4. 4. You are using demo versionPlease purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨ You are using demo versionPlease purchase full version from www.technocomsolutions.com
  5. 5. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨DIAGRAMA DE INSTRUMENTACION You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  6. 6. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨DESCRIPCIÓN DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA:La planta está orientada específicamente a la producción de Metanol. Todo el proceso consistebásicamente en la reformación del gas natural, seguida por la síntesis y purificación del Metanol.La materia prima, el gas natural, así como el agua filtrada y potable, y la electricidad y otrasnecesidades vapor y agua desmineralizada son producidas por la misma planta.El proceso de formación de Metanol (ver figura de diagrama de instrumentos) comprendeprincipalmente las siguientes etapas:• Recepción y distribución del gas natural.• Hidrodesulfuracion.• Reformación.• Compresión• Síntesis del Metanol.• DestilaciónRecepción y distribución del gas naturalEs suministrado, pasa a través del tambor separador de entrada de gas natural para eliminar elcontenido de pesados. El contenido de este tambor se distribuye al área de servicios para alimentar lascalderas auxiliares, los quemadores del reformador como gas natural combustible y al área dedeshidrodesulfuracion para ser acondicionado como gas natural del proceso.HidrodesulfuracionEsta etapa elimina los compuestos de azufre en la forma de sulfuro de hidrogeno, sulfuro carbonilo ymercaptanos antes de que entre al horno reformador para evitar el envenenamiento del catalizador decobre de la etapa de síntesis. El máximo contenido de azufre a la entrada del catalizador debe ser de0,1 ppm.La sección de hidrodesulfuracion consta del hidrogenador y los absorbedores de azufre.ReformaciónEl gas desulfurado pasa al saturador de gas natural donde entra en contacto con el condensado deagua del proceso proveniente de la zona de recuperación de calor. En este equipo se evapora elcondensado empleando el calor utilizado por el gas reformado. La mezcla gas vapor sale del saturadorcon 20% del vapor requerido en la reformación, el 80% restante es suministrado desde el cabezal devapor de media presión.La mezcla del gas natural-vapor es calentado en el precalentador de vapor de gas natural ubicado en lazona de convección. En estas condiciones entra al reformador.El reformador es un horno aislado térmicamente con 195 quemadores distribuidos en el techo para elsuministro de calor. El combustible para are using demo version aire en exceso para lograr You los quemadores es gas natural ycombustión completa. Dentro del reformador hay 700 tubos llenos de catalizador en base a oxido de Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  7. 7. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨níquel. La reacción global es endotérmica.Las condiciones de equilibrio dependen de las condiciones del proceso, tales como: temperatura dereacción, presión y relación vapor/carbono. Las condiciones que favorecen el proceso son: Altatemperatura, baja presión, alta reacción vapor/carbono y alta actividad del catalizador.El gas de salida se denomina gas reformado, por lo que se conoce a esta etapa como la sección de altatemperatura del proceso.Seguidamente al gas se le aplican cambios de temperatura antes de entrar a la sección de compresión.CompresiónEn esta sección el gas donde entra el gas se eleva la presión a través de un compresor centrífugo. Latemperatura del gas de salida es de 96 grado centígrados.Síntesis del MetanolLa salida de la sección de compresión pasa a través del precalentador nº 1 el cual tiene dos salida:Una se usa como gas de enfriamiento rápido para controlar la temperatura de los lechos catalíticos yotra como la alimentación del gas fresco al convertidor de Metanol. El gas sufre cambios detemperatura y presión y pasa al separador de Metanol y su salida se conoce como Metanol crudo, laque pasa a otro separador para eliminar los gases disueltos en el y luego enviarlo a los tanque dealmacenamiento.DestilaciónEl Metanol crudo contiene aproximadamente 80% de Metanol, 18% de agua e impurezas tales comoalcohol pesado, parafina, dimetil éter, cetonas, formiato de metilo, acido ascético que son producidossimultáneamente con el Metanol. Es por ello que se requiere la purificación del producto pordestilaciónDESCRIPCIÓN DEL PROYECTO:El proyecto se enmarca dentro del proceso de la succión del aire del medio ambiente el cual esllevado a un reformador, en el que una serie de instrumentos de controles monitorizan una seriede variables, entre ellas el caudal (siendo este el elemento en estudio para el presente proyecto)controle las revoluciones de la turbina que inyecta el caudal de aire al reformador.Este proceso requiere de una medición constante de caudal de aire, por lo tanto, la técnica demedición es un proceso importante ya que los valores tomados se procesaran para el control de laturbina, en este sentido el sensor de caudal debe tener el mejor ambiente posible para unacorrecta medición.Lo más importante para la medición es que, además de tener un sensor confiable es que el flujosea lo más laminar posible evitando oscilaciones (en lo posible) dentro del tubo de Venturi, que esdonde la medición es tomado. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  8. 8. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨DESCRIPCIÓN DEL DIAGRAMA DE INSTRUMENTOS En el caso especifico del sistema de succión de aire el lazo de control esta ligado la medición que realizan los instrumentos con sus respectivas numeraciones PT(transmisor de presión), FT(Transmisor de flujo) y TE(Sensor de temperatura-Termocupla) de la cual la principal medida es el flujo mientras que las otras dos es para compensación. Esas tres señales entran al DCS (sistema de control distribuido) donde son procesadas e incorporadas a cálculos para controlar la velocidad de la turbina(en rpm) por lo que el control se realiza a nivel de software empleando elementos como actuadores, esto es, el PI, TI, TICA, FDS que forman parte del diagrama de instrumentos La señal del PT (presión), FT (flujo), TE (temperatura) es ingresado al (DCS) para procesa las variables donde el FC212 tiene como entrada una señal rampa condiciona da por los valores de FRA212 y FCL 212-2 donde estas determinan la cantidad de aire al reformador. El FSH selecciona el FCl con valor más alto para compararlo con la rampa y establece un setpoint (SV). El FC212 compara la salida de FLG212 con el setpoint y salida va al lazo de re alimentación para controlar el flujo de aire de combustión al F201, manipulando las rpm de la tur bina (K-202T). Código, Estándares y normas utilizados: • Normas ISA. • Normas ASME • Normas ISO 9000CONCEPTOS DE INSTRUMENTOS Y ACCESORIOS:Interruptores de flujoEl flujo de líquidos en tuberías desempeña un papel importante en la industria y el comercio. En lamayoría de los casos es esencial saber si hay o no flujo en una tubería, y actuar en consecuencia. Se hadesarrollado una línea completa de interruptores para flujo líquido en una amplia variedad de usos yliteralmente centenares de aplicaciones, que comprenden:• Aire acondicionado• Sistemas de suministro de agua caliente• Sistemas de bombeo• Equipos de enfriamiento de agua• Servicio para rociadores contra incendio• Sistemas de tratamiento de agua Alarma de flujo para el sistemaLa Alarma de Flujo está diseñada para detectar la falta de flujo de la bomba al túnel, y activar un You are using demo versionmecanismo de alerta instalado por el cliente. Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  9. 9. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨ La Alarma de Flujo consta de: a. Sensor / indicador de flujo que está instalado sobre el panel de la bomba El sensor / indicador de flujo incluye: 1. Puertos de entrada y salida 2. Un soporte de montaje 3. Tubo de flujo b. Caja de control montada cerca del panel de la bomba.Instrumento calibrador de una variableInstrumento neumático de una variable, sin contacto, que utiliza aire presurizado para inspeccionar eldiámetro interior de agujeros.Instrumento Transmisor de flujoEl transmisor da una señal proporcional al flujo que está midiendo y de acuerdo a las especificacionestécnicas indicara en el display ese flujo. Los rangos de ajuste de alarmas alta o baja se ajustan a gustode acuerdo al control o alarma que se deba implementar.Válvula de tres víasEsta es la primera de las válvulas que cambia la orientación de la corriente del fluido. En esta válvulacomo su nombre; lo indica, hay tres bocas de conexión o "puertas", la primera por donde entra lapresión desde la bomba, la segunda que se comunica con el cilindro hidráulico y la tercera que es laconexión hacia el tanque o retornoInterruptor diferencial de caudalUn interruptor diferencial de caudal es un dispositivo electromecánico que se coloca en lasinstalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas demanejo en los aparatos.Controlador de caudalControl neumático de caudal usando controles neumáticos, accesorios para el acondicionamiento delvapor y equipos de drenaje de condensado.Trasmisores de presiónConsiste en una cámara llena de un fluido de transferencia cerrada en uno de sus extremos por unsensor de presión y separada del proceso en su otro extremo por medio de una membrana (de plásticoo acero inoxidable). La presión deforma la membrana y se transfiere del fluido al sensor de presión.Válvulas de caudalEstas válvulas influyen sobre la cantidad de circulación de aire comprimido; el caudal se regula enambos sentidos de flujo.Válvulas de globoUna válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapónque sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en latubería.Medidores de flujo You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  10. 10. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨Tiene como objetivo principal estudiar el efecto, funcionamiento y las aplicaciones tecnológicas dealgunos aparatos medidores de flujo el misma para medir el gasto de un fluido, es decir la cantidad deflujo por unidad de tiempo.VenturiUn tubo de Venturi es un dispositivo inicialmente diseñado para medir la velocidad de un fluidoaprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de unfluido obligándole a atravesar un tubo estrecho en forma de cono.TurbinaÉstas son máquinas de fluido, a través de las cuales pasa un fluido en forma continua y este le entregasu energía a través de un rodete con paletas o álabes.Compensador de caudal Influye para que el control de flujo no se realice con la precisión deseada es el aumento detemperatura en el aceite hidráulico, ya que como sabemos, esto afecta directamente en su viscosidad.Elemento Primario de TemperaturaEstos están en contacto con la variable y utilizan o absorben energía del medio controlado para dar alsistema de medición una ubicación en respuesta a la variación de la variable controlada. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  11. 11. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACION INDUSTRIAL¨Producción del metanol You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  12. 12. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL¨INDICE DE INSTRUMENTOSINSTRUMENTO DESCRIPCION INSTRUMENTO DESCRIPCION Salida del plano Instrumento calibrador de una variable, simple directo montado en campo. Entrada del plano Transmisor de flujo Instrumento de una sola variable accesible al operador montado en campo y se encuentra en el bucle 212 y es el segundo de su tipo. Instrumento sin clasificación, con Control lógico Válvula de tres vías programable Interruptor diferencial de Válvula Check caudal, compartido con más de una variable, localizado en un lugar accesible al operador, Montado en tablero y se encuentra en el bucle 212. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  13. 13. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL¨ Alarma Indicadora para Alimentación de Gas Control de Caudal de una sola variable compartido con más de montado en campo una variable, localizado en un lugar accesible al operador, Montado en tablero y se encuentra en el bucle 212. Indicador de densidad Control de viscosidad montado en campo con Montado en campo con control lógico control lógico programable. programable. Transmisor de Presión, Alimentación de Gas Control compartido con Control compartido con más de una variable, más de una variable, localizado en un lugar localizado en un lugar accesible al operador, accesible al operador, Montado en tablero y se Montado en tablero y encuentra en el bucle se encuentra en el numero 227. bucle 212 y es el primero de su clase. Transmisor de Presión, Relé de caudal Control Control compartido con compartido Montado en más de una variable, tablero, y se encuentra localizado en un lugar en el bucle 212. accesible al operador, Montado en tablero y se encuentra en el tablero 243. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  14. 14. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL¨ Transmisor de Presión, Alimentación de Gas de una sola variable de una sola variable montada en campo en montado en campo en el bucle 227. el bucle 202. Transmisor de flujo, de Alimentación de Gas una sola variable, Control compartido con Instrumento directo más de una variable, montado en campo y se localizado en un lugar encuentra en el bucle accesible al operador, 212 y además es el Montado en tablero, y primero de su tipo. se encuentra en el bucle 212 y es el segundo de su tipo. Elemento Primario de Temperatura, de una sola variable, montado en campo en el bucle Clutch . trasmisor 243. Válvula de Caudal, Alarma de alta de una sola variable, temperatura. montado en campo. Instrumento compartido con más de una variable accesible al operador y se encuentra en el bucle 212 siendo el primero de su tipo. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  15. 15. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL¨ Bomba. Válvula de globo Medidor de Flujo, de una sola variable, Venturi montado en campo Alarma de alta Alarma de alta temperatura. temperatura. Instrumento compartido Instrumento compartido con más de una variable con más de una accesible al operador y variable accesible al se encuentra en el bucle operador y se 212 y es el segundo de encuentra en el bucle su tipo. 212 y es el tercero de su tipo. Controlador de Alto Caudal Control compartido con más de una variable, localizado en un lugar accesible al operador, y se encuentra en el bucle 212 siendo primero Turbina de su tipo. Controlador de Alto Caudal Control compartido con más de una variable, localizado en un lugar accesible al operador, y se encuentra en el bucle 212 siendo el segundo de su tipo. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com
  16. 16. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com ¨ INSTRUMENTACIONINDUSTRIAL¨CONCLUSIONES: • Al culminar el trabajo obtuvimos conocimiento de la ubicación de los instrumentos de medida en el diagrama de Control de una Planta Industrial. • Conocimos también los tipos de instrumentos y la función de los mismos dentro de la instalación de la Planta. • Aprendimos como estructurar un diagrama de procesos, tuberías e instrumentos correspondientes a Industrias.RECOMENDACIONES: • Tener un conocimiento suficiente previo acerca de la instrumentación industrial, para poder manejar la gama de instrumentos existentes y realizar su identificación en diagramas de instrumentos. • Tener en cuenta en los bucles y tableros de control la identificación de los instrumentos que son del mismo tipo ya que al ser idénticos se podría realizar alguna mala maniobra o interpretación. • Tener muy en cuenta los accesorios de seguridad ya que no se los puede omitir en estos diagramas porque son de vital importancia. You are using demo version Please purchase full version from www.technocomsolutions.com

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