MEMORIA DE CALCULO DE VALVULA PRESIÓN VACIO.xlsx

ACTIVO INTEGRAL

POZA RICA ALTAMIRA

DESCRIPCIÓN:

OBRA:

CLIENTE:

LOCALIZACIÓN:

CONTRATO:

"REHABILITACIÓN, SUSTITUCIÓN Y/O CONSTRUCCIÓN DE INFRAESTR PRODUCCIÓN DEL ACTIVO INTEGRAL POZA RICA-A

INYECCIÓN DE AGUA CONGÉNITA PARA RECUPERACION SECUNDAR “Y”.

PEMEX EXPLORACIÓN Y PRODUCCIÓN.

MUNICIPIO DE PAPANTLA, ESTADO DE VERACRUZ.

424109839

ELABORÓ: A.G.T.

MEMORIA DE CÁLCULO DE VÁLVULA PRESIÓN - VACÍO REVISÓ: APROBÓ: TAG: REVISIÓN A.G.T. A.B.A. VS-301 0

ÍNDICE SECCIÓN 1.0

Alcance..………………………………………………………

2.0 Bases de cálculo…………………………………………………………

3.0 Información Mínima Requerida………………………………………… 4.0 Calculos para dimensionamiento de Válvula Presión - Va 5.0 Determinación de los puntos de ajuste de las válvulas.………… 6.0 Selección del diámetro de la Válvula de Presión Vacío…… 7.0 Documentos de Referencia…………………………………….. 8.0 Anexo A…………………………………………………………..

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1.0 Alcance

Estos cálculos se realizan para determinar el diámetro y las características de la presión - vacío del Tanque de almacenamiento de agua congenita TV-01 con c de 5,000 barriles en el municipio de PAPANTLA, estado de VERACRUZ.

2.0 Bases de cálculo

Los criterios y cálculo para el dimensionamiento de la válvula de presión vacío e realizados de acuerdo con el API 2000 6ª. Ed. "Venting Atmospheric and Low-P Storage Tanks" y con la norma NRF-113- PEMEX-2007 "Diseño de tanques Atm

Para el dimensionamiento de la válvula de relevo se tomaron en cuenta las con criticas de la operación normal: los flujos de ingreso y desalojo del fluido, los req normales de venteo asi como los requerimientos por expansión térmica que est función de los puntos de inflamación (flash point) y ebullición (boiling point) del f almacenado.

3.0 Información Mínima Requerida Información Obtenida

Producto Temperatura de Ebullición Temperatura de Inflamación Flujo de Recibido de Líquido Flujo de Descarga de Líquido Diametro de Tanque Capacidad del Tanque Presión de Operación Presión de Diseño Presión Máxima de Diseño Espesor de Techo o cupula Altura del ángulo de coronamiento Espesor del ángulo de coronamiento

(rl) (dl)

Datos del Proceso Agua Congénita Unidades °C °C BPD BPD mm Datos del Tanque Bls in H2O in H2O mm mm mm

Ángulo de la cupula Espesor del envolvente Flujo de Presión (Expulsión) Flujo de Vacío (Admisión) Set-point de Presión Sobrepresión permitida Ajuste de Vacío Sobrepresión permitida de Vacío

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° mm Datos de las válvulas SCFH SCFH in H2O % in H2O %

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4.0 Cálculos para el dimensionamiento de Válvula Presión - Vacío

Llenado del Tanque a).- Recibo de liquído expulsión de flujo de aire (Outbreathing)

De acuerdo con el API 2000 6ª. Ed. En la Tabla 1A Requerimientos Normales d Recibo de líquido expulsión de flujo de aire (Outbreathing) RL = rl x Ob Outbreathing (Ob) =

6

RL =

4,250.00

pies³/hr

Descarga del Tanque b).- Descarga de líquido admisión de flujo de aire (Inbreathing)

De acuerdo con el API 2000 6ª. Ed. En la Tabla 1A Requerimientos Normales d Descarga de líquido admisión de flujo de aire (Inbreathing) DL = dl x Ib Inbreathing (Ib) =

5.6

DL =

1,166.67

pies³/hr

Tabla 1A Requerimientos Normales de Venteo, API 2000 6ª. Ed.

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Llenado del Tanque c).- Por cambio térmico (Outbreathing) De acuerdo con el API 2000 6ª. Ed. En la Tabla 2A Requerimientos de Venteo T Venteo térmico (Vt)= 2,000 pies³/hr de aire d).- Venteo Total de descarga de líquido expulsión de flujo de aire (Outbreathing)

Venteo Total de Recibo = DL + Vt VTR= 6,250.00

pies³/hr de aire

Descarga del Tanque e).- Por cambio térmico (Inbreathing) De acuerdo con el API 2000 6ª. Ed. En la Tabla 2A Requerimientos de Venteo T Venteo térmico (Vt)= 4,000 pies³/hr de aire f).- Venteo Total de descarga de liquído expulsión de flujo de aire (Outbreathing)

Venteo Total de Descarga= DL + Vt VTD= 5,166.67

pies³/hr de aire

Despues de estimar los venteos de relevo por presión y por vacío, el mayor de estos gastos se considera como gastos de diseño para la selección del diámetro de las válvulas adecuadas. g).- La capacidad de venteo requerida es de:

Tabla 2A Requerimientos de Venteo Térmico, API 2000 6ª. Ed.

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5.0 Determinación de los puntos de ajuste de las válvulas.

En base a lo establecido en la sección 8.5.4.1 de la NRF-113-PEMEX-2007, la p diseño se calcula en base a la siguiente ecuación.

P

30,800 A tan   8t h D2

donde : P A θ D

th

Presión interna de diseño Área que resiste la fuerza Ángulo entre el techo y el plano horizontal Diámetro del tanque Epesor de la placa del techo

De los planos mecánicos de Tanque TV-01 se tiene que: θ

=

th 

D r

4

grados

31.67 15.84

0.1875 ft ft

3 1 6

= =

in

El área A que resiste la fuerza compresiva del techo se calcula según el arreglo compresión, el cual debe ser uno de los indicados en la Figura 8.23 de la NRF-1 Según se observa en el detalle "A" del plano mecánico.

Los valores de wc y wh se calculan a partir de las siguientes fórmulas (todas la son en milimetros): wc  0.6 Rc t c

wh  0.3

R2 t 2

wh  0.3

R2 t 2

Ó

300

mm, lo que resulte menor.

donde: Rc Wc Wh tc th R2

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Radio interior del tanque Máxima longitud participante de la envolvente Máximo longitud participante del techo Espesor de la envolvente Espesor del techo Rc / senθ

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Para realizar los cálculos del área total que resiste la fuerza compresiva, esta p descomponerse en 3 sub-áreas: área transversal del ángulo de coronamiento y de la envolvente.

A  Atecho  Atrans  Aenv Área del techo Wh =

151.43

mm

Como

151.43

MENOR

Atecho=

W h * th =

721.20

Entonces se queda mm²

Área transversal del ángulo de coronamiento

Del arreglo general de placas del casco (plano mecánico) se tiene que el ángu es un ángulo de long. 50.80 mm con un espesor de su sección perpendicular a la envolvente del tanque es igual a: Atrans=

241.94

mm²

Área del la envolvente Del arreglo general de placas del casco (plano mecanico) se tiene que el anillo envolvente es de un espesor de 3/16 el espesor del ángulo de coronamiento es de sin embargo su altura es de solo 50.80 del anillo para el cálculo de wc por ser más representativo:

Wc =

79.99

mm

y el área del envolvente es igual a Aenv =

380.96

mm²

El área total resultante es de: Atotal =

1,344.09

mm²

2.08

Por lo que sustituyendo todos los valores en la ecuación para el cálculo de la pr tiene:

P P=

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30,800 A tan   8t h 2 D

1.504

in H2O

0.87

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Verificando las limitaciones de la sección 8.5.4.2 que indica que la presión máxi no debe superar Pmax Pmax 

0.245W  8t D2

Donde W es el peso total en libras de la envolvente y que viene indicado en la l del plano H-100 donde el peso total es

Pmax =

17.60

in H2O

Por lo que la presión de diseño es a la presión máxima de diseño

10.17 0.87 10.17

Deacuerdo como se indica en la sección 8.1.1.1 de la NRF-172-PEMEX-2007 p la presión de calibración de la válvula debe ser en función del peso y espesor o que es 4.7625 mm. Y se busca la presión ejercida por el techo c

Donde la presión de calibración obtenida por la tabla es de

A sí mismo se indica en la sección 8.5.4.2 de la NRF-113-PEMEX-2007 para tan ángulo superior al minimo y una pendiente del techo pequeña, como es el caso ajustar a una presión menor que Pmax de válvulas de presión- vacío VS-301 sobre presión permitida del 80%, para el caso de relevo alcanzar una presión n

10

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oz/in². que es la resistencia máxima del tanque TV-01.

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6.0 Selección del diametro de la Válvula de Presión Vacío (VS-301)

Con la información de la presión de ajuste y el gasto de relevo se debe seleccio presión vacío que cumpla con estas condiciones como mínimo. A petición de PE 4 pulgadas de diámetro de acuerdo con la siguiente tabla del prove

Nota: El proveedor de la válvulas deberá verificar y asegurar que la capaci la misma sean los correctos para el adecuado servicio del tanque de alma

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7.0 Documentos de Referencia API 2000 6ª. Ed. "Venting Atmospheric and Low-Presure Storage Tanks"

NRF-113- PEMEX-2007 "Diseño de tanques Atmosféricos". NRF-172-PEMEX-2007 "Válvulas de alivio de presión vacío para tanques de al

8.0 Anexo A

Winsize Version 4.05F L&J Technologies, Inc. a).- Modelo de la válvula selecionada

b).- Información proporcionada por programa

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c).- Gráfica de diámetro por presión proporcionada por programa

d).- Gráfica de diámetro por vacío proporcionada por programa

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POZA RICA -

ALTAMIRA

UCIÓN Y/O CONSTRUCCIÓN DE INFRAESTRUCTURA EN INSTALACIONES DE CCIÓN DEL ACTIVO INTEGRAL POZA RICA-ALTAMIRA III".

GÉNITA PARA RECUPERACION SECUNDARIA CENTRAL DE DISTRIBUCIÓN “Y”.

ORACIÓN Y PRODUCCIÓN.

ANTLA, ESTADO DE VERACRUZ.

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 1 DE 11

ÍNDICE PÁGINA

………………………………………………….

3

………………………………………………………..

3

erida…………………………………………

3

miento de Válvula Presión - Va

4

os de ajuste de las válvulas.…………

6

la Válvula de Presión Vacío……

9

a……………………………………..

10

………………………………………..

10

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 2 DE 11

nar el diámetro y las características de la válvula de miento de agua congenita TV-01 con capacidad PANTLA, estado de VERACRUZ.

amiento de la válvula de presión vacío están 6ª. Ed. "Venting Atmospheric and Low-Presure - PEMEX-2007 "Diseño de tanques Atmosfericos".

de relevo se tomaron en cuenta las condiciones s de ingreso y desalojo del fluido, los requerimientos imientos por expansión térmica que estan en ash point) y ebullición (boiling point) del fluido

Datos del Proceso Agua Congénita Valores 170 32.22 17,000.00 5,000.00 7,464.00

Unidades °F °F BPh BPh ft

Valores

gal

84,000 Atm 1 10.17 3/16 2 3/16

338 90 708 208 31.67

Datos del Tanque 2,000.00 Atm 1.5 17.60 4.7625 50.8 4.7625

oz/in² oz/in² in in in

4 4.7625

° mm

4 3/16

Datos de las válvulas 6,250 5,167 1.4 80 1 30

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 3 DE 11

de Válvula Presión - Vacío

a Tabla 1A Requerimientos Normales de Venteo

a Tabla 1A Requerimientos Normales de Venteo

e Venteo, API 2000 6ª. Ed.

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 4 DE 11

a Tabla 2A Requerimientos de Venteo Térmico

ulsión de flujo de aire (Outbreathing)

a Tabla 2A Requerimientos de Venteo Térmico

ulsión de flujo de aire (Outbreathing)

por vacío, el mayor de estos gastos el diámetro de las válvulas adecuadas. 6,250.00

Térmico, API 2000 6ª. Ed.

pies³/hr de aire

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DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 5 DE 11

8.5.4.1 de la NRF-113-PEMEX-2007, la presión de

in H2O in² °(grados) ft in

0.07 4.76 7,464.00 3,732.00

seno mm mm mm

va del techo se calcula según el arreglo del anillo de indicados en la Figura 8.23 de la NRF-113-PEMEX.2007.

artir de las siguientes fórmulas (todas las dimensiones

0.07

tangente

mm, lo que resulte menor.

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 6 DE 11

que resiste la fuerza compresiva, esta puede ansversal del ángulo de coronamiento y área

Entonces se queda

151.43

mm

o (plano mecánico) se tiene que el ángulo de coronamiento mm con un espesor de 4.76 mm de 3/16". El área de e del tanque es igual a:

(plano mecanico) se tiene que el anillo superior de la pulgadas 4.76 mm mientras 3/16 pulgadas 4.76 mm se considera el espesor del anillo para el cálculo

in²

s en la ecuación para el cálculo de la presión de diseño se

oz/in²

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 7 DE 11

n 8.5.4.2 que indica que la presión máxima de diseño

envolvente y que viene indicado en la lista de materiales 29,902.00 kg.

65,922.55

lbs.

oz/in² oz/in² oz/in²

es adecuada por ser la menor

n 8.1.1.1 de la NRF-172-PEMEX-2007 para determinar ebe ser en función del peso y espesor o calibre del techo busca la presión ejercida por el techo como se indica en la tabla:

1.408

in H2O

.2 de la NRF-113-PEMEX-2007 para tanques que tienen un nte del techo pequeña, como es el caso, el venteo se debe por lo que la presión de ajuste de las válvulas será de 1 in H2O y una l caso de relevo alcanzar una presión no mayor a

a máxima del tanque TV-01.

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DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 8 DE 11

ste y el gasto de relevo se debe seleccionar un válvula de diciones como mínimo. A petición de PEP, se establece acuerdo con la siguiente tabla del proveedor .

erá verificar y asegurar que la capacidad y ajustes de decuado servicio del tanque de almacenamiento.

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 9 DE 11

Low-Presure Storage Tanks"

vio de presión vacío para tanques de almacenamiento"

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 10 DE 11

PRESIÓN - VACÍO REVISIÓN 0

DOCUMENTO MC-A-003 FECHA: 15 DE SEPTIEMBRE 2012 HOJA: 11 DE 11

0.578021 0.7 0.4046147

6905 17121 2900 1928 1048 29902