rfe-1-eg_-b__-ido-1000-revb dimens y descr sist combustible líquido.pdf

PLANTA DE RESERVA FRÍA DE GENERACIÓN DE ETEN S.A

PROYECTO PROJECT

RESERVA FRÍA ETEN CONTRATISTA CONTRACTOR

TÍTULO TITLE

DIMENSIONAMIENTO Y DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Nº DE DOCUMENTO PROYECTO PROJECT DOCUMENT Nº

RFE-1-EG_-B__-IDO-1000

REV B EDITADO PARA ISSUED FOR

Para Información FECHA DATE

05/08/13

MJB

JSA

JSA

REALIZADO DONE BY

REVISADO CHECKED BY

APROBADO APPROVED BY

ESTE DOCUMENTO CONTIENE INFORMACIÓN PROPIETARIA Y NO PUEDE SER DUPLICADO, PROCESADO O CEDIDO A TERCEROS PARA UN USO DISTINTO AL DE ESTE PROYECTO Y EL OBJETO PARA EL QUE HA SIDO PREVISTO SIN LA AUTORIZACIÓN ESCRITA DE COBRA.

THIS DOCUMENT CONTAINS PROPIETARY INFORMATION AND CAN NOT BE DUPLICATED, PROCESSED OR DISCLOSED TO THIRD PARTIES FOR ANY USE OTHER THAN THIS PROJECT AND THE PURPOSE FOR WHICH IT IS INTENDED FOR WITHOUT THE WRITTEN CONSENT OF COBRA.

Dimensionamiento y Descripción del Sistema de Combustible Líquido

Rev. B

RFE-1-EG_-B__-IDO-1000 Pág/ de/of 15

Este documento contiene información propiedad de Cobra y está sujeto a las restricciones detalladas en la página de portada.

La única copia controlada de este documento es la incluida en la intranet de Cobra.

This document contains proprietary information of Cobra and is subject to the restrictions set forth on the title page. The only controlled copy of the document is located on the Cobra intranet.

CONTROL DE MODIFICACIONES/CHANGE LOG

Revisión

Revision

Fecha

Date

Modificaciones

Modifications

A 24/11/11

Edición inicial

B 05/08/13 Revisión General


Rev. B





ÍNDICE

1. OBJETO .................................................................................................................................................. 4

2. DOCUMENTACIÓN DE REFERENCIA ................................................................................................. 5

GENERAL / DISEÑO .................................................................................................................... 5 2.1.

3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA .............................................................................................................. 6

FUNCIONES PRINCIPALES ........................................................................................................ 6 3.1. DESCRIPCIÓN ............................................................................................................................. 6 3.2. DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DEL SISTEMA ............................................................................ 10 3.3.

4. DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA ................................................................................................ 12

CONSUMOS DE COMBUSTIBLE .............................................................................................. 12 4.1. CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO ...................................................................................... 13 4.2. TUBERÍAS, ACCESORIOS Y EQUIPOS ................................................................................... 14 4.3.

5. ANEXOS ............................................................................................................................................... 15


Rev. B





1. OBJETO

El presente documento tiene como objeto la descripción y dimensionamiento del sistema de

combustible líquido a instalar en la Planta de generación de Eten Perú, que operará en modo de

Reserva Fria.


Rev. B





2. DOCUMENTACIÓN DE REFERENCIA

La siguiente documentación se utilizará como referencia para lo recogido en la presente

especificación:

GENERAL / DISEÑO 2.1.

RFE-1-EG_-MDD-IDO-200 P&ID Sistema de combustible liquido

RFE-1-EGA-MHP-IDO-001 “Hoja de Datos Tanque de Combustible Líquido”

RFE-1-YM_-MRD-IDO-001 “Criterios de Diseño Mecánico”

RFE-1-YM_-MIT-IDO-002 Piping Class

GEK 28163A “Recommendations for storage of liquid fuels”

Documentación GE. Exhibit A.1 Performance data

Documentación GE. Drawing 101T9171


Rev. B





3. DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA

FUNCIONES PRINCIPALES 3.1.

Las funciones para las que se diseña el sistema de combustible líquido son las que a

continuación se indican:

Descarga / Carga de camiones de combustible líquido.

Almacenamiento de combustible líquido para 10 días de operación.

Distribución de combustible líquido para los siguientes servicios:

- Alimentación a turbina de gas, disponiendo un grupo de bombeo en

configuración de 2x100% (una bomba en operación y la otra en reserva). Este

grupo de bombeo lo suministrará el fabricante de la turbina de gas (para detalle

del skid véase referencia 101T9171).

- Alimentación al generador auxiliar mediante dos bombas en configuración

2x100%.

- Los sistemas de diésel de emergencia y Protección Contra Incendios (en adelante

PCI) se alimentarán manualmente mediante tomas de descarga.

Nota: El combustible líquido es Diesel B5, de poder calorífico 42.801 KJ/Kg, según

especificación de Petroperú, véase anexo 1 del presente documento.

DESCRIPCIÓN 3.2.

3.2.1. Carga / Descarga de combustible líquido

Desde los camiones cisterna se descargará el combustible a los tanques de almacenamiento de

combustible líquido mediante las estaciones de descarga. El sistema permitirá la carga de los

camiones desde los tanques de almacenamiento.

La estación de descarga estará diseñada para descargar el combustible líquido de dos camiones

cisterna simultáneamente. Por cada camión a descargar se dispone una toma de descarga, con

conexión rápida y válvula de corte cada una de ellas, y un bombeo.


Rev. B





El operador desde el sistema de control seleccionará el modo de operación en función del

tanque que se desee llenar / vaciar.

En función de esta selección se posicionarán las válvulas motorizadas en la entrada y salida de

los tanques.

Cada estación de carga constituirá un skid, que constará de los siguientes elementos:

Estructura metálica en acero al carbono pintado.

Brazo de carga.

Brazo de recogida de Vapores con apagallamas.

Sistema de detección de posición del brazo de carga.

Sistema de puesta a tierra y sobrellenado.

Manguera de descarga.

1 Contador volumétrico.

1 Filtro – Desgasificador.

1 botonera local para preselección.

El filtro dispondrá de un indicador de presión diferencial. Los drenajes de las islas de carga se

conducirán adecuadamente a la red de drenajes oleosos de la planta.

Las bombas incorporarán manguitos antivibratorios para amortiguar las vibraciones de las

mismas y evitar que se transmitan a la tubería.

Durante la operación de la Planta de energía se diferencian dos escenarios:

- Modo Stand-by. La planta no produce energía que aportar a la red eléctrica. En

este modo de funcionamiento el tráfico de cisternas de combustible únicamente

será de tipo logístico, lo que significa una densidad de tráfico mucho menor que

durante el funcionamiento de la turbina. De esta forma, la planta de energía

constituirá una reserva para entrar en funcionamiento cuando la red eléctrica lo

requiera.


Rev. B





- Modo Producción. En este modo de funcionamiento el tráfico de cisternas de

combustible será de 2 camiones por hora y por cargadero, a razón de 20 minutos

descargando combustible y 10 minutos de tránsito, durante 12 horas al día. Los

caudales máximos horarios y diarios que se cargarán en los tanques de

combustible son los que se muestran en el apartado 4.2.2.

3.2.2. ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE

Una vez arrancada/s la/s bomba/s por orden del operador (en local) se procederá al llenado del

tanque de combustible seleccionado. La planta de energía dispondrá de 2 tanques de

combustible líquido de 7.750 m3 de capacidad cada uno. La zona de emplazamiento de los

tanques dispondrá de un cubeto de contención (diseñado según NFPA30) capaz de contener el

volumen de combustible líquido del tanque de mayores dimensiones en caso de:

Rotura.

Rebose de los tanques.

Drenaje de los tanques.

Cada tanque de combustible dispondrá de un sistema de recirculación para filtrado del

combustible.

La bomba de recirculación de cada tanque funcionará comandada por las órdenes de marcha y

paro originadas desde el sistema de control.

Los tanques dispondrán de tubuladuras de muestreo cada 3 metros de altura. Desde un colector

común se procederá a la toma de muestras mediante una bomba de accionamiento manual,

para su posterior análisis en el laboratorio.

Las características principales de cada uno de los tanques de combustible aparecen en las hojas

de datos de los mismos (véase referencia RFE-1-EGA-MHP-IDO-001).


Rev. B





Las distancias de seguridad de los tanques de combustible cumplirán con las distancias mínimas

que establece NFPA-30, y serán como mínimo las siguientes:

- Distancia entre tanques de combustible: 8 m.

- Distancia mínima entre tanque y límite de propiedad: 20 m.

Mediante un colector se descargará el combustible líquido de los camiones al tanque de

almacenamiento que se desee. Así mismo, mediante otro colector independiente se realizará la

carga de los camiones. Ambos colectores dispondrán de válvulas de corte y venteos en los

punto altos. La especificación de tubería del Sistema Combustible se muestra en la referencia

RFE-1-YM_-MIT-IDO-002 Piping Class.

3.2.3. DISTRIBUCIÓN DE COMBUSTIBLE

Desde los tanques de almacenamiento de combustible líquido, mediante un colector, el sistema

suministrará combustible a los siguientes servicios:

Alimentación a turbina, disponiendo de un grupo de bombeo en configuración de 2x100%

(una bomba en operación y la otra en reserva) que será parte del alcance del suministrador

de la TG, para detalle del skid véase la referencia GE- 101T9171.

Alimentación a Generador Auxiliar.

Este colector dispondrá de una válvula de corte, conexión para drenaje y un filtro dúplex para

protección de las bombas con transmisor de presión diferencial.

Cada bomba integra en la tubería de aspiración válvula de corte, manómetro y una conexión

para drenaje.

3.2.4. INSTRUMENTACIÓN DEL SISTEMA

Estación de descarga A:

- Indicador de presión diferencial filtro aspiración de bomba de descarga de camión A.

- Manómetro descarga de bomba de descarga de camión A


Rev. B





- Transmisor de presión descarga de bomba de descarga de camión A.

- Transmisor de caudal descarga de bomba de descarga de camión A.

Estación de descarga B:

- Indicador de presión diferencial filtro aspiración de bomba de descarga de camión B.

- Manómetro descarga de bomba de descarga de camión B.

- Transmisor de presión descarga de bomba de descarga de camión B.

- Transmisor de presión descarga de bomba de descarga de camión B.

Tanque de Almacenamiento de Combustible Líquido:

- Dos (2) transmisores de nivel redundantes de cada tanque de combustible líquido.

- Indicador de nivel de tanque de combustible líquido.

DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DEL SISTEMA 3.3.

3.3.1. DESCARGA DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Las bombas de descarga de camiones funcionarán comandadas por las órdenes de marcha y

paro originadas desde la botonera local. Las bombas funcionarán con los siguientes

enclavamientos:

Permiso de arranque de bomba:

- No Alto Nivel en el tanque de combustible líquido.

Disparo de proceso de bomba:

- Muy Alto Nivel en el tanque de combustible líquido


Rev. B





3.3.2. DISTRIBUCIÓN DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Las bombas de distribución de combustible funcionarán comandadas por el sistema de control,

teniendo los siguientes enclavamientos:

Permiso de arranque de bomba:

- No Bajo Nivel en el tanque de almacenamiento de combustible líquido.

Disparo de proceso de bomba:

- Muy Bajo Nivel en el tanque de almacenamiento de combustible líquido.

3.3.3. ALARMAS DEL SISTEMA DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO

Las siguientes alarmas de proceso se generarán en el sistema de control alertando sobre

anomalías del sistema:

Descarga de Combustible Líquido:

- Baja presión en descarga de bomba de descarga de camión A.

- Baja presión en descarga de bomba de descarga de camión B.

Almacenamiento de Combustible Líquido:

- Muy alto nivel tanque de combustible líquido.

- Alto nivel tanque de combustible líquido.

- Bajo nivel tanque de combustible líquido.

- Muy bajo nivel tanque de combustible líquido.

Distribución de Combustible Líquido:

- Baja presión en tubería de alimentación de combustible turbina.

- Alta presión en filtro entrada colector bombas alimentación a turbina.


Rev. B





4. DIMENSIONAMIENTO DEL SISTEMA

CONSUMOS DE COMBUSTIBLE 4.1.

A continuación se muestra el cálculo del consumo de combustible en la turbina de gas y el

generador auxiliar:

TURBINA DE GAS (datos extraídos de la referencia GE Exhibit A.1 Performance data)

- Output-net: 218593 KW

- Heat Rate – net: 10243 KJ/KWh

GENERADOR AUXILIAR (datos motor W 20V34DF, extraídos de la oferta de Wartsila,

revisión A)

- Output-net: 8225 KW

- Heat Rate – net: 8809 KJ/KWh

Conocidos los datos mostrados anteriormente se calcula el caudal de combustible requerido

mediante el poder calorífico del Diésel B5, 42801 KJ/Kg.

í

. .10243 218593

4280152313

. .8809 8225

428011693

Con lo cual el caudal másico total de combustible que demanda la turbina de gas y el generador

auxiliar es de 54006 kg/h.


Rev. B





CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO 4.2.

Se dimensiona el sistema para una autonomía de la planta de 10 días, lo que resulta en una

capacidad de almacenamiento de

52313 16931

851,724 í 10 í 15220

Según la analítica del combustible que se muestra en el anexo 1 del presente documento, la

gravedad API a 15,6°C del diésel B5 es de 34,3, lo que equivale a una densidad de 851,7 Kg/m3.

La capacidad útil de almacenamiento de la planta será de 15.500 m3, a razón de 7.750 m3 por

cada tanque de almacenamiento.

4.2.1. DIMENSIONAMIENTO DE LOS TANQUES DE COMBUSTIBLE

El diámetro interior de cada uno de los tanques de combustible es de 22 metros. Para una

capacidad unitaria de 7.750 m3 se requiere pues una altura útil de:

ú7750

1120,39

Una vez obtenida la altura útil se procede al cálculo de la ola que puede producirse en el interior

del tanque ante un escenario de sismo. El método base para el análisis de la altura de la ola es

debido a Housner (1957) incluido en TID 2024. Dynamic Pressure on Fluid Containers. La altura

de la ola ha sido calculada bajo las hipótesis de sismo consideradas en el proyecto (aceleración

0,4 g de acuerdo a la norma peruana E.030 Diseño Sismorresistente). Para consultar el cálculo

de la altura de la ola, véase el anexo 2 del presente documento.

∆ 0,35


Rev. B





A esta altura se le suman 0,8 metros, que corresponde a la altura adicional generada por las

tubuladuras de aspiración y rebose. Con todo lo anterior, la altura mínima del tanque será de:

ú ∆ 20,39 0,35 0,8 21,54

Así pues, la altura total de cada uno de los tanques de combustible será de 22 metros, véase

referencia RFE-1-EGA-MHP-IDO-001 “Hoja de Datos Tanque de Combustible Líquido”.

4.2.2. ESTACIÓN DESCARGA DE COMBUSTIBLE

Para el dimensionamiento de la estación de carga / descarga de camiones de combustible se ha

estimado lo siguiente:

Volumen contenido por camión: 30.000 litros.

Tiempo entre entrada/salida del camión incluyendo tiempo de carga o descarga: 30 minutos.

(20 min de descarga + 10 min de tránsito).

Tiempo de disponibilidad de descargas: 12 horas al día de lunes a viernes (se estima que el

fin de semana no se trabaja).

Con ello, el caudal unitario de las bombas de descarga será de 90 m3/h, el caudal total

descargado en una hora (ambos skids) será de 120 m3/h y el caudal diario de 1440 m3/día.

TUBERÍAS, ACCESORIOS Y EQUIPOS 4.3.

Todas las tuberías, accesorios y equipos que conformarán el sistema combustible se diseñarán

de acuerdo a los requerimientos que se especifican en la referencia RFE-1-YM_-MRD-IDO-001

Criterios de Diseño Mecánico.


Rev. B





5. ANEXOS

ANEXO 1: Analítica Diésel B5

ANEXO 2: Cálculo Altura de la Ola


Rev. B

RFE-1-EG_-B__-IDO-1000 ANEXOS




ANEXO 1:

ANALÍTICA COMBUSTIBLE DIÉSEL B5

PETRÓLEOS DEL PERÚ ‐ PETROPERÚ S.A.LABORATORIO DE REFINERÍA TALARA

MÍNIMO MÁXIMO

APARIENCIA Visual Claro y Brillante

Color ASTM ‐ D‐6045‐04 2,0 3,0

VOLATILIDAD

Gravedad API a 15,6 ºC API D‐1298‐99(2005) 34,3

Destilación a 760 mm Hg ‐ D‐86‐09e1

Punto Inicial de ebullición ºC 153,0

10% V recuperado ºC 208,0

50% V recuperado ºC 294,0

90% V recuperado ºC 355,0 282 360

Punto final de ebullición ºC 375,0

Recuperado % V 98,5

Residuo % V 1,0

Pérdida % V 0,5

Punto de Inflamación, Pensky Martens ºC D‐93‐10 56,0 52 ‐‐‐‐

FLUIDEZ

Viscosidad Cinemática a 40ºC cSt D‐445‐06 4,00 1,7 4,1

Punto de Escurrimiento ºC D‐97‐06 ‐6 ‐‐‐‐ +4

COMBUSTIÓN

Indice de Cetano ‐ D‐4737‐04 48,8 40

COMPOSICIÓN

INFORME DE ENSAYO

PRODUCTO: DIESEL B5 PETROPERÚ

CALIDAD TÍPICA ‐ MARZO 2011

ESPECIFICACIONES

PETROPERUENSAYO UNIDADMÉTODO

ASTM u OTRORESULTADOS

Clara y Brillante

Reportar

Cenizas %masa D‐482‐03 0,005 ‐‐‐‐ 0,01

Residuo carbón: Ramsbottom, 10% fondos %masa D‐524‐04 0,06 ‐‐‐‐ 0,35

Saturados %V UOP 501‐02 76

Olefinas %V UOP 501‐02 2

Aromaticos %V UOP 501‐02 22

CORROSIVIDAD

Corrosión lámina de cobre, 3h 50ºC Nº D‐130‐04e1 1 ‐‐‐‐ 3

Azufre Total %masa D‐4294‐10 0,219 ‐‐‐‐ 0,500

CONTAMINANTES

Agua y Sedimentos % V D‐1796‐04 0,00 ‐‐‐‐ 0,05

METALES (*)

Niquel mg/kg RAYOS X 0,00

Vanadio mg/kg RAYOS X 0,17

Sodio mg/kg RAYOS X 0,40

Calcio mg/kg RAYOS X 0,00

Fósforo mg/kg RAYOS X 1,10

Plomo mg/kg RAYOS X 0,10

Potasio mg/kg RAYOS X 0,50

Poder calorífico Bruto KJ/Kg D‐4868 45624,12

Poder calorífico Neto KJ/Kg D‐4868 42801,32

ESTABILIDAD A LA OXIDACIÓN

Estabilidad a la oxidación, método acelerado mg/100 mL D‐2274‐03a 1,5 Reportar

PREPARADO POR:

NOMBRE: Delmar Julca Roldan

FUNCIÓN: Supervisor Laboratorio

FIRMA: ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐

APROBADO POR:

NOMBRE: Gregorio Quiroz Salvador

FUNCIÓN: Jefe Laboratorio ‐ Refineria Talara

FIRMA: ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐

OBSERVACIONES:

(*): Valores referenciales determinados por Fluorescencia de Rayos X. El contenido de metales, saturados, olefinas y aromaticos en el

diesel B5 no son especificaciones Petroperu.


Rev. B

RFE-1-EG_-B__-IDO-1000 ANEXOS




ANEXO 2:

CÁLCULO ALTURA DE LA OLA

Volumen útil 7750 m3 H util 20.39 m

acc 0.4575 m/s^2H 20.39 mr 11 m

fc 0.204 Hz 4.909 Periodo

Se requiere del espectro de respuesta aplicable y el amortiguamiento

Acc 0.38 m/s^2 0.038501557 adimensionalg 9.81 m/s^2r 11 m

hs 0.35 m

Dimensiones finalesD 22 mH min 21.54 m

Altura total= 22.00 metros

TANQUE DE COMBUSTIBLE LÍQUIDO

1.‐ Cálculo de la frecuencia

2.‐ Cálculo de la aceleración

3.‐ Cálculo de la altura de la ola

rfe-1-eg_-b__-ido-1000-revb dimens y descr sist combustible líquido.pdf

Documents