H335555-3000-E-MC-012 - Estudio de Dda y Q

CORPORACIÓN NACIONAL DEL COBRE DE CHILE VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS

INGENIERÍA BÁSICA PROYECTO EXPLOTACIÓN MINA MINISTRO HALES

CONTRATO N° 4500961500

MEMORIA DE CÁLCULO ESTUDIO DE CARGA Y DEMANDA REACTIVOS

N09DM07-F1-HATCH-MMH-MDCEL02-3000-012

P

04/03/10

INGENIERÍA DE DETALLE

AS

AA

FT

LC

B

03/02/10

APROBACIÓN DEL CLIENTE

AS

AA

FT

LC

A

23/12/09

COORDINACIÓN INTERNA

PB

AA

FT

LC

REV N°

FECHA

EMITIDO PARA

POR

REVISADO POR

APROBADO POR

APROBADO POR

HATCH

CODELCO

N° DE PROYECTO: H335555

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H335555-3000-E-MC-012

REV. P

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MEMORIA DE CÁLCULO ESTUDIO DE CARGA Y DEMANDA REACTIVOS

N09DM07-F1-HATCH-MMH-MDCEL02-3000-012

APROBACIONES

HATCH PREPARADO POR

Andrés Sánchez

REVISADO

POR

Antonio Arellano

APROBADO POR

Ricardo Galdames

APROBADO POR

Freddy Troncoso

APROBADO POR

Juan Carlos Sarquís

VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS REVISADO

POR

FIRMAS

FECHA

FIRMAS

FECHA

Carlos Baeza

APROBADO POR

Santiago Núñez

APROBADO POR

Luis Cortés Maldonado

APROBADO POR

Daniel Morales

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CODELCO CHILE, VICEPRESIDENCIA CORPORATIVA DE PROYECTOS

NOMBRE CLIENTE: NOMBRE DEL PROYECTO:

PROYECTO EXPLOTACIÓN MINA MINISTRO HALES

UBICACIÓN DEL PROYECTO:

CALAMA

FASE DEL PROYECTO:

INGENIERÍA BÁSICA

N° PROYECTO:

H335555

DISCIPLINA:

ELECTRICA

TÍTULO DOCUMENTO:

ESTUDIO DE CARGA Y DEMANDA REACTIVOS

N° DOCUMENTO HATCH:

H335555-3000-E-MC-012

04/03/10 03/02/10 23/12/09 FECHA A.ARELLANO REVISADO POR

INGENIERÍA DE DETALLE APROBACIÓN DEL CLIENTE COORDINACIÓN INTERNA EMITIDO PARA

FECHA

F.TRONCOSO APROBADO POR

A.SÁNCHEZ A.SÁNCHEZ P.BARAHONA POR

FECHA

L.CORTES CLIENTE

P B A REV. N°

FECHA

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Tabla de Contenidos 1. Introducción ........................................................................................................................................... 5 1.1

Alcance .......................................................................................................................................... 6

2. Objetivo .................................................................................................................................................. 6 2.1

Objetivos específicos...................................................................................................................... 6

3. Bases de Cálculo ..................................................................................................................................... 7 3.1 3.2

Metodología ................................................................................................................................... 7 3.1.1 Fórmulas y Parámetros ........................................................................................................ 7 Hipótesis de Cálculo....................................................................................................................... 8

4. Información disponible ........................................................................................................................... 9 5. Resumen de cálculos y resultados ........................................................................................................... 9 6. Conclusiones ......................................................................................................................................... 10 Lista de Anexos Anexo A Hoja de cálculo “Reactivos”. Anexo B “Factores característicos de la carga” Anexo C “Motores de referencia” Anexo D “Referencias”

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1.

Introducción CODELCO-CHILE, por medio de la Vicepresidencia Corporativa de Proyectos (VCP), ha seleccionado a Hatch para realizar el estudio de ingeniería básica del proyecto “Explotación Mina Ministro Hales". Este proyecto considera las instalaciones de una Planta de Chancado de mineral ROM y transporte de mineral grueso, una Planta Concentradora, una nueva Planta de Tostación de Concentrado y modificaciones en la fundición de concentrados de Chuquicamata, que incluye entre otras, la incorporación de concentrado y calcina MMH al Área Recepción Carga, la instalación de un quinto Convertidor Peirce-Smith, manejo de gases fugitivos de CT2HELE y quinto CPS, manejo de gases de Hornos de Refino Anódico y manejo de polvos metalúrgicos. Todo lo anterior, con el objetivo de procesar los minerales provenientes de la futura Mina Ministro Hales la cual se ubicará entre Calama y Chuquicamata. El modelo de recursos geológicos MMH Central (Julio 2006), tiene una estimación de 1.021 Mt con una ley de 0,99 %CuT, 514 ppm de As, 14 ppm de Ag, 66 ppm de Mo y 43 ppm de Sb. Se tiene considerado explotar aproximadamente el 20-30% de estos recursos en una mina a rajo abierto, a un ritmo de 50.000 tpd de mineral. El Proyecto en su conjunto ha sido dividido en dos grandes áreas, a desarrollar por Hatch. La primera área corresponde a la Concentradora, la cual comienza en el chancado primario y termina en la descarga de concentrado de cobre húmedo en un domo de almacenamiento de 20.000 t de capacidad. La segunda área corresponde a la Planta de Tostación más modificaciones a la Fundición y Refinería (FURE) existentes, la cual comienza en el domo de concentrado y termina en las descargas de polvos, gases primarios y fugitivos, despacho de residuos arsenicales hacia botadero Montecristo, despacho de ácido sulfúrico y salida de barro anódico seco. Las instalaciones que se considerarán en el área de Concentradora son: planta de chancado primario, transporte de mineral grueso, stock pile de gruesos, planta de molienda, planta chancado pebbles, planta de flotación y remolienda, área de espesamiento y planta de filtros de concentrado y área de espesamiento y conducción de relaves. Las instalaciones consideradas para la Planta de Tostación son: Domo de almacenamiento de concentrado, correas tubulares, silos y tolvas de traspaso, estanques de ácido y estación de carguío a camiones. La planta de tostación y sus anexos (planta de ácido y planta de tratamiento de efluentes) no son parte de este alcance Las instalaciones para la Fundición y Refinería de Chuquicamata son: Domo de almacenamiento de concentrado, correas tubulares y tolvas de traspaso en el Área Preparación Carga, nuevo Convertidor Peirce-Smith, campanas primarias y secundarias de gases para CT2 y convertidores CPS, manejo y limpieza de gases de Hornos de Refino Anódico, manejo y transporte de polvos metalúrgicos para el CT2, el nuevo CPS y el Horno Flash, más un nuevo espesador y filtros de placas para barro anódico.

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1.1

Alcance La presente memoria de cálculo contempla la estimación de carga y demanda para las áreas de Reactivos correspondientes a:

2.

•

Lechada de Cal (anillo de distribución) - 3216

•

Colector 1 - 3216

•

Colector 2 - 3223

•

Espumante – 3315

•

Reactivo de prueba – 3315

•

Floculante - 3373

Objetivo El alcance del presente estudio consiste en estimar la demanda máxima y media de carga eléctrica para la operación del área de Reactivos de la Planta Concentradora de cobre del proyecto Explotación Mina Ministro Hales.

2.1

Objetivos específicos •

Estimar para la concentradora lo siguiente:




Potencia Instalada




Demanda Máxima




Demanda Media

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3.

Bases de Cálculo

3.1

Metodología El cálculo de la demanda máxima y media se efectuó sobre una hoja de cálculo desarrollada en el software Excel, en base a la potencia eléctrica de placa de los equipos proyectados para el proyecto MMH y a los factores característicos de la carga asociados a operación. El listado de motores eléctricos y equipos mecánicos con requerimiento eléctrico fue extraído del sistema Bentley Data Manager de fecha 11-12-09, posterior a la emisión del listado de equipos mecánicos en revisión D. Los factores característicos de la carga asociados al equipamiento con requerimiento eléctrico en baja tensión fueron estimados de acuerdo a valores empíricos aceptados por la industria y entregado por las disciplinas de procesos y mecánica (ver anexo B). Los valores de rendimiento y factores de potencia fueron extraídos de información vendor para motores NEMA de eficiencia Premium (ver anexo C).

3.1.1

Fórmulas y Parámetros Se han considerado las siguientes expresiones: Estimación de demanda máxima

D max =

(D max kW

2

+ D max kVAR 2

)

 kWinst i  D max kW = ∑  ⋅ Fd i  ηi i   Dmax

: Demanda máxima de la planta en kVA

Dmax kW

: Demanda máxima de la planta en kW

kWinsti

: Potencia instalada en kW del equipo i

f.p. i

: Factor de potencia del equipo i

ηi

: Rendimiento del equipo i

Fd i

: Factor de demanda del equipo i (Relación entre la carga máxima promedio durante un período de tiempo dado y la potencia instalada equipo i).

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Estimación de demanda media

Dmed =

(DmedkW

2

+ DmedkVAR 2

)

 kWinst i  DmedkW = ∑  ⋅ Fd i ⋅ Fci  ηi i  

3.2

Dmed

: Demanda media de la planta en kVA

Dmed kW

: Demanda media de la planta en kW

Fci

: Factor de carga del equipo i (Relación entre la demanda media registrada y la demanda máxima del equipo).

Hipótesis de Cálculo •

Se han considerado cargas por concepto de servicios auxiliares en salas eléctricas y alumbrado, por cada área de proceso.

•

Se considera un factor de diversidad 1 (uno) entre las distintas áreas, para el cálculo de demanda máxima.

•

Se considera un factor de disponibilidad 1 (uno) entre las distintas áreas, para el cálculo de demanda media (Caso más conservador desde el punto de vista eléctrico).

•

Los equipos STAND BY, no se consideran en el cálculo de la demanda máxima y media.

•

Las cargas por concepto de Floculante, son alimentadas desde el CCM en media tensión H335555-3370-CCM-001, debido a que se encuentran alejadas del área de Reactivos y cercana al área de Relaves.

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4.

Información disponible Para el desarrollo de la presente memoria de cálculo se contó con la siguiente información:

5.

•

Listado de Motores, “50(M)/70(E) Motor List” extraído del sistema Bentley Data Manager el día 11-12-09.

•

Equipo mecánico con requerimiento eléctrico, “50(M)/70(E) Equipment Requirements” extraído del sistema Bentley Data Manager el día 11-12-09.

•

Listado de Equipos Mecánicos H335555-0000-M-EL-001/ N09DM07-F1-HATCH-MMHLSTME02-0000-001.

Power

Resumen de cálculos y resultados El resumen de cálculos se detalla a continuación: Los reactivos son alimentados desde la sala eléctrica H335555-3000-SEL-002, donde se incluyen las siguientes áreas: •

Lechada de Cal (sólo anillo de distribución) - 3216

•

Colector 1 - 3216

•

Colector 2 - 3223

•

Espumante – 3315

•

Reactivo de prueba – 3315

Sala

Centro de control

Eléctrica

de Motores

kW

kvar

kVA

kW

kvar

kVA

kW

kvar

H335555-3000-CCM-001

242

127

273

209

111

237

148

79

167

H335555-3000-CCM-003 Subtotal Sala Eléctrica

209 451

120 247

241 514

128 336

76 187

148 385

105 252

62 141

122 289

Total Demanda Área

451

247

514

336

187

385

252

141

289

H335555-3000-SEL-002

Potencia Instalada

Demanda Máxima

Demanda Media

N09DM07-F1-HATCH-MMH-MDCEL02-3000-012 © Hatch 2010/03

kVA

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En particular la planta de floculante es alimentado desde la sala eléctrica H335555-3370-SEL001, y contempla 150 kVA de potencia instalada.

Sala

Centro de control

Eléctrica

de Motores

H335555-3370-SEL-001 H335555-3000-SEU-004

6.

Potencia Instalada

Dem anda Máxim a

Dem anda Media

kW

kvar

kVA

kW

kvar

kVA

kW

kvar

kVA

128

80

151

77

49

91

58

37

69

Conclusiones •

La potencia instalada en el área Reactivos corresponde a 0.5 MVA.

•

La demanda máxima en el área Reactivos corresponde a 0.4 MVA, con un factor de potencia de 0.87.

•

La demanda media en el área Reactivos corresponde a 0.3 MVA, con un factor de potencia de 0.87.

•

La carga de la planta Floculante se encuentra incluida en el documento “Memoria de cálculo – Estudio de Carga y demanda Flotación” N° H335555-3300-E-MC-001.

N09DM07-F1-HATCH-MMH-MDCEL02-3000-012 © Hatch 2010/03

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Anexo A Hoja de cálculo “Reactivos”. (4 páginas)

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CALCULO DE CARGA ELECTRICA CLIENTE: PROYECTO N°

CODELCO CHILE PROYECTO DE EXPLOTACIÓN MINA MINISTRO HALES H335555

TAG N°

Descripción

H335555-3216-AGT-003-M

MOTOR ELECTRICO - AGITADOR - ESTANQUE LECHADA DE CAL 1 MOTOR ELECTRICO - AGITADOR - ESTANQUE LECHADA DE CAL 2 MOTOR ELECTRICO - AGITADOR - ESTANQUE ALMACENAMIENTO COLECTOR 1

H335555-3216-BBA-002-M

MOTOR ELECTRICO - BOMBA DE PISO - DERRAMES

H335555-3216-BBA-003-M H335555-3216-BBA-004-M

MOTOR ELECTRICO - BOMBA DE PISO - PREPARACION MOTOR ELECTRICO - BOMBA DE PISO - DERRAMES AREA COLECTOR 1

H335555-3216-BBA-005-M

MOTOR ELECTRICO - BOMBA DE PISO - DISTRIBUCION

H335555-3216-BDF-001-M

Rev Por Fecha Factor

Factor

Com inst.

Potencia

Tensión

Datos del motor equivalente FP

Eficiencia

Demanda

Carga

kw

V

°/1

°/1

°/1

°/1

Potencia Instalada kW

kvar

Demanda Máxima kVA

kW

kvar

Demanda Media kVA

kW

kvar

kVA

sala MCC

electrica

Funcionamiento

Tipo Partidor

P PB 4-Mar-10

Nota

22

575

0.83

0.94

0.90

0.85

22

15

27

21

14

26

18

12

22

H335555-3000-CCM-003

H335555-3000-SEL-002

CONTINUOUS

FVNR

CCM Emergencia

22

575

0.83

0.94

0.90

0.85

22

15

27

21

14

26

18

12

22

H335555-3000-CCM-003

H335555-3000-SEL-002

CONTINUOUS

FVNR

CCM Emergencia

7.5

575

0.83

0.92

0.90

0.85

7

5

9

7

5

9

6

4

7

H335555-3000-CCM-001

H335555-3000-SEL-002

CONTINUOUS

FVNR

15

575

0.85

0.93

0.90

0.60

15

9

18

14

9

17

9

5

10

H335555-3000-CCM-003

H335555-3000-SEL-002

INTERMITTENT

FVNR

7.5

575

0.83

0.92

0.90

0.60

7

5

9

7

5

9

4

3

5

H335555-3000-CCM-001

H335555-3000-SEL-002

INTERMITTENT

FVNR

7.5

575

0.83

0.92

0.90

0.60

0

0

0

0

0

0

0

0

0

H335555-3000-CCM-001

H335555-3000-SEL-002

INTERMITTENT

FVNR

7.5

575

0.83

0.92

0.90

0.60

7

5

9

7

5

9

4

3

5

H335555-3000-CCM-001

H335555-3000-SEL-002

MOTOR ELECTRICO - BOMBA DOSIFICADORA - COLECTOR 1

0.0022

220

0.82

0.87

0.90

0.80

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

H335555-3000-TDF-004

H335555-3000-SEL-002

INTERMITTENT

FVNR

H335555-3216-BDF-002-M

MOTOR ELECTRICO - BOMBA DOSIFICADORA - COLECTOR 1

0.0022

220

0.82

0.87

0.90

0.80

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

H335555-3000-TDF-004

H335555-3000-SEL-002

STANDBY

FVNR

Potencia