doc trans y amace

Dpto. INGENIERÍA ENERGÉTICA Y FLUIDOMECÁNICA

E.T.S. de INGENIEROS INDUSTRIALES

UNIVERSIDAD DE VALLADOLID

TECNOLOGÍA DE LA COMBUSTIÓN 1

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE COMBUSTIBLES

INTRODUCCIÓN

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE LOS COMBUSTIBLES SÓLIDOS

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE DE LOS COMBUSTIBLES GASEOSOS





INTRODUCCIÓN

• Es evidente que el coste del transporte puede llegar a ser una parte importante del coste total delcombustible, motivo por el que las grandes instalaciones consumidoras de combustible se ubican en lasproximidades de las infraestructuras energéticas.

• El combustible se debe almacenar con objeto de poseer reservas suficientes que permitan elfuncionamiento normal de la instalación, ya que es difícil, que se consuma a igual ritmo que llegue yevitar las contingencias del transporte.





COMBUSTIBLES SOLIDOS

Transporte en planta

-Transporte de cintas, con las cuales se realiza el transporte en sentido horizontal, o seconsigue transportarlo a pequeñas elevaciones, pues la pendiente máxima recomendada seencuentra entre los ángulos de 18 a 20º

-Transporte por cangilones, se utilizan para elevar el carbón en un trayecto vertical, comopuede ser el llenado de los silos.

-Transporte por tornillos sinfín, se emplean para el transporte del combustible tantohorizontal como verticalmente, con la gran ventaja de poder regular el caudal decombustible.

-Transporte por tubería, Sólo se utilizan para descargas de silos y deben tener recorridoscortos y sin reducciones de sección.

-Transporte neumático, se utiliza para el carbón pulverizado, la velocidad del aire debe sersuficiente para que no se deposite el carbón que la corriente lleva en suspensión, siendonormalmente velocidades comprendidas entre 15 y 25 m/s, con una tasa de transporte de 300a 500 g/m3.





Transporte fuera de planta

• Camión

• Tren

• Barco





Almacenamiento

El almacenamiento del carbón presenta los siguientes problemas:- Pérdidas de potencia calorífica y poder coquizante.- Disminución del tamaño.- Combustión espontánea.




TECNOLOGÍA DE LA COMBUSTIÓN

REGLAMENTO INSTALACIONES PETROLÍFERAS

Real Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones PetrolíferasB.O.E. Nº 23 publicado el 27/1/1995. Corrección de errores: BOE Nº 94 de 20/4/1995 Derogado parcialmente

Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre, por el que se modifica el Reglamento de instalaciones petrolíferas,aprobado por Real Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, y las instrucciones técnicas complementarias MI-IP-03, aprobada por el Real Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-IP04, aprobada por el Real Decreto2201/1995, de 28 de diciembre B.O.E. Nº 253 publicado el 22/10/1999. Corrección de errores: BOE Nº 54 de3/3/2000

REGLAMENTACIÓN RELATIVA A INSTRUCCIONES TÉCNICAS COMPLEMENTARIAS

ITC-MI-IP-01:RefineríasReal Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones PetrolíferasB.O.E. Nº 23 publicado el 27/1/1995. Corrección de errores: BOE Nº 94 de 20/4/1995 Derogado parcialmente

ITC-MI-IP-02:Parques de almacenamiento de líquidos petrolíferosReal Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, por el que se aprueba el Reglamento de Instalaciones PetrolíferasB.O.E. Nº 23 publicado el 27/1/1995. Corrección de errores: BOE Nº 94 de 20/4/1995 Derogado parcialmente

Real Decreto 1562/1998, de 17 de julio, por el que se modifica la Instrucción Técnica Complementaria MI-IP-02"Parques de almacenamiento de líquidos petrolíferos” B.O.E. Nº 189 publicado el 8/8/1998. Corrección deerrores: BOE Nº 278 de 20/11/1998





ITC-MI-IP-03:Instalaciones petrolíferas para uso propio. Instalaciones de almacenamiento para suconsumo en la propia instalaciónReal Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, por el que se aprueba la instrucción técnicacomplementaria MI-IP03 "Instalaciones petrolíferas para uso propio” B.O.E. Nº 254 publicado el23/10/1997. Corrección de errores: BOE Nº 21 de 24/1/1998 Derogado parcialmente

Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre, por el que se modifica el Reglamento de instalacionespetrolíferas, aprobado por Real Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, y las instrucciones técnicascomplementarias MI-IP03, aprobada por el Real Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-IP04,aprobada por el Real Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre B.O.E. Nº 253 publicado el 22/10/1999.Corrección de errores: BOE Nº 54 de 3/3/2000

ITC-MI-IP-04: Instalaciones fijas para distribución al por menor de carburantes y combustiblespetrolíferos en instalaciones de venta al público. Instalaciones para suministro a vehículosReal Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre, por el que se aprueba la Instrucción técnicacomplementaria MI-IP 04 "Instalaciones fijas para distribución al por menor de carburantes ycombustibles petrolíferos en instalaciones de venta al público" B.O.E. Nº 41 publicado el 16/2/1996.Corrección de errores: BOE Nº 79 de 1/4/1996 Derogado parcialmente

Real Decreto 1523/1999, de 1 de octubre, por el que se modifica el Reglamento de instalacionespetrolíferas, aprobado por Real Decreto 2085/1994, de 20 de octubre, y las instrucciones técnicascomplementarias MI-IP03, aprobada por el Real Decreto 1427/1997, de 15 de septiembre, y MI-IP04,aprobada por el Real Decreto 2201/1995, de 28 de diciembre B.O.E. Nº 253 publicado el 22/10/1999.Corrección de errores: BOE Nº 54 de 3/3/2000





ITC-MI-IP-05:Instaladores o reparadores y empresas instaladoras o reparadoras de productos petrolíferos líquidosReal Decreto 365/2005, de 8 de abril, por el que se aprueba la Instrucción técnica complementaria MI-IP05“Instaladores o reparadores y empresas instaladoras o reparadoras de productos petrolíferos líquidos” B.O.E. Nº100 publicado el 27/4/2005.

ITC-MI-IP-06: Procedimiento para dejar fuera de servicio los tanques de almacenamiento de productos petrolíferoslíquidosReal Decreto 1416/2006, de 1 de diciembre, por el que se aprueba la Instrucción Técnica Complementaria MI-IP 06«Procedimiento para dejar fuera de servicio los tanques de almacenamiento de productos petrolíferos líquidos”B.O.E. Nº 307 publicado el 25/12/2006





COMBUSTIBLES LÍQUIDOS (transportes)

El transporte de los gasóleos y fuelóleos se realiza por- Buques tanques * Muelle de atraque- Vagones cisternas * Apartadero de ferrocarril- Tuberías * Próxima a una refinería- Camiones cisternas * Instalación fija autorizada

La descarga se hace por gravedad y grupos motobombas y la zona de descarga tanto de camiones comovagones tendrá que ser horizontal.

Los caudales de descarga serán como mínimo de:•Diez metros cúbicos por hora en instalaciones con capacidad de almacenamiento igual oinferior a cinco metros cúbicos.•Veinte metros cúbicos por hora en instalaciones con capacidad de almacenamiento entrecinco y cincuenta metros cúbicos.•Cuarenta metros cúbicos por hora en instalaciones con capacidad de almacenamientosuperiores a cincuenta metros cúbicos.•Ochenta metros cúbicos por hora en instalaciones de grandes consumidores con víaapartadero.

Los fuelóleos usan bocas de 4”Los gasóleos usan bocas de 3”





INFRAESTRUCTURA LOGISTICADEL GRUPO CLH

(Situación al 31/12/99)





Carga de tanque

Ventilación de tanque

Extracción y retorno del tanque

10 metros hasta el tanque

No se permite presurizar el tanque:10m3/h alm. < 5 m3

20m3/h 5 m3 < alm. < 50m3

40m3/h 50 m3 < alm.

Gravedad pendiente 1%Forzada

• Alm. Enterrados 50 cm por encima la boca de carga.• Pendiente 1%• Podrá verse desde la boca de carga• Cuidado donde se descarga.

25 mm Ø alm. < 3.000 l.40 mm Ø alm. > 3.000 l.

Al exterior alm. > 1.500 l.Interior(*) alm. < 1.500 l.(*)ventilación exterior de 200 cm2

Dimensionada de acuerdoal caudal del equipo aalimentar

• Fija en el fondo• Flotante

• Se admiten la utilización de elementos flexibles en las conexiones entre tuberías.• Estas conexiones deberán ser accesibles de forma permanente.

Tanques > 3.000 l dispositivo anti rebose





CapacidadTipo de instalación

Superficie Enterrado

≤ 3.000 l> 3.000 l

BoquerelEstanca

EstancaEstanca

Ventilación

Tuberías para ventilación

Capacidad

Hasta 3.000 l > 3.000 l

Diámetro mínimo 25 mm 40 mm

Tipos de descargas admisibles

Cuando las tuberías se conecten a tubuladurassituadas en la boca de hombre, se realizaran mediante uniones desmontables

TANQUES DE ALMACENAMIENTO Y EQUIPOS AUXILIARES





TANQUES DE PLÁSTICO REFORZADOS CON FIBRA DE VIDRIO BAJO TERRENOS SIN CARGA

B ≥ 0,45 m Suelos estables

B ≥ 0,5 x ø m Suelos inestables

C ≥ 0,2 m

0,5 m ≤ A ≤ 2 m





TANQUES DE PLÁSTICO REFORZADOS CON FIBRA DE VIDRIO BAJO TERRENOS CON CARGA Y TRÁFICO

SIN CARGA

0,5 m ≤ A ≤ 2 m sin carga

CON CARGAS DE TRÁFICO

0,65 m ≤ A ≤ 2 m relleno - hormigón

0,90 m ≤ A ≤ 2 m relleno - asfalto





TANQUES DE ACERO DE PARED SIMPLE DE CAPACIDAD ≤ 20.000 LITROS BAJO TERRENOS SIN CARGA





TANQUE PARALEPÍPEDOS DE ACERO CAPACIDAD ≤ 5.000 L





TANQUE PARALEPÍPEDOS DE ACERO 25.000 L ≥ CAPACIDAD > 5.000 L





TANQUES DE SUPERFICIE

Los tanque de capacidad inferior a 1000 l, no precisan cubeto, bandeja de recogida del

10% del volumen del tanque.

Distancia entre cualquier parte del tanque a los límites de la propiedad no inferior 0,5 m

Los tanques se instalan con sistema de detección de fugas o tubo buzo

TANQUES ENTERRADOS

Las fundaciones del edificio no transmitirán esfuerzos al tanque

Si es necesario dispondrán de protección mecánica contra impactos exteriores

Los tanque sin doble pared estarán contenidos en cubetos

TANQUES EN FOSA

La fosa debe ser estancaTipos de fosas:• Fosa Cerrada , se considera igual que una instalación de superficie interior de un edificio.• Fosa Abierta, se considera igual que una instalación de superficie exterior de un edifico• Fosa Semiabierta, Se considera fosa abierta.• Fosa Semienterrada, 0,5 m ≤ a ≤ 1,5 m, 1 m ≤ b, c y d UNE-EN 976(2) o UNE 109.502





El cubeto será impermeable, y tendrá una inclinación del 2% hacia una arqueta de recogida y evaluación de vertidos

La capacidad del cubeto con uno sólo tanque será igual a la de ésteEl volumen del cubeto se establece suponiendo que el tanque no existe

La capacidad del cubeto con varios tanques será igual al mayor de los siguientes valores:El volumen del cubeto se establece para el tanque mayor suponiendo que el tanque mayor no existe, pero si los demás

10% de la capacidad global, considerando que no existe ningún recipiente

EXTERIOR DE EDIFICIOS

Edificios de viviendas 400 l por vivienda con bandeja de recogida 10% o 800 l con cubetoResistencia del edificio

Almacenamiento > 5.000 l recinto dedicado exclusivamente a este fin.El recinto cumplir el CTE-SI

Electrotécnico de Baja Tensión“Atención-depósito de combustible-prohibido fumar, encender fuego, acercar llamas o aparatos que

produzcan chispas”

Almacenamiento ≤ 5.000 l distancia mínima entre el tanque y la caldera Sin elementos intermedios 1 m

Tabique con RF 120 min. 0,5

La capacidad se limita para interior de edificaciones a 100 m3

INTERIOR DE EDIFICIOS





DISTANCIAS ENTRE INSTALACIONES FIJAS DE SUPERFICIE EN EL EXTERIOR DE EDIFICACIONES Y ENTRE RECIPIENTES

B. En el cuadro II, obtener el posible coeficiente de reducción en base a la capacidad total del almacenaje y aplicarlo a la distancia A.

D. Las distancias así obtenidas no podrán ser inferiores a 1m, excepto las distancias entre instalaciones que puedan contener líquidos y el tipo 9 y 10 del cuadro I que no podrán ser inferiores a 2 m en combustibles clase C.

A. En el cuadro I, obtener la distancia a considerar.

C. Aplicar los criterios del cuadro III, a la distancia resultante en B.





1 Unidad de proceso2 Estación de bombeo3.1 Tanque almacenamiento clase B3.2 Tanque almacenamiento clase C y D4.1 Estación de carga clase B4.2 Estación de carga clase C y D5 Balsas separadoras6. Hornos, calderas, incineradores.7. Edificios administrativos y sociales, laboratorios, talleres, almacenes y otros edificios independientes8 Estaciones de bombeo de agua contra incendios9 Límites de propiedad exteriores en las que puedan edificarse y vías de comunicación públicas10 Locales y establecimientos de publica concurrencia





NIVELES DE PROTECCIÓN

Nivel 0. Protección obligatoria.Nivel 1. Elementos separadores resistentes al fuego, sistemas fijos de extinción de incendios de accionamiento manual y/o personal adiestrado, aplicados a las instalaciones que puedan ser dañadas por el fuego.Nivel 2. Sistemas fijos de accionamiento automático aplicados a las instalaciones.





Almacenamiento

Las existencias mínimas de combustible en las industrias•Centrales termoeléctricas

-Abastecimiento por tubería, las necesidades para funcionamiento durante quinientashoras de trabajo a plena carga.-Los demás casos, las necesidades para funcionamiento durante setecientas cincuentahoras de trabajo a plena carga.

•Demás industrias-Las necesidades para funcionar durante un mes de trabajo a plena carga.

Depósitos de almacenamiento•Capacidad nominal: Es la que figura en los planos o documentos que definen el tanque,representa una cifra redondeada en metros cúbicos.•Capacidad total o geométrica: Es la que resulta de calcular el volumen geométrico del tanquetomando sus dimensiones reales de construcción.•Capacidad útil: Es la que se usa en la práctica al realizar las operaciones de llenado o vaciadodel tanque.•Capacidad librada: Es la que resulta de la aplicación de las tablas de calibración calculadaspara cada tanque, relacionando el volumen real en litros con la altura del nivel, en centimetros,del líquido contenido.





COMBUSTIBLES GASEOSOS (transportes)El transporte del gas natural puede efectuarse desde la zona de producción hasta la región de consumo, detres maneras:

- Gaseoductos.

- Bajo la forma licuada ( Gas licuado -GNL), en buques criogénicos.

- Bajo la forma de compuestos derivados de líquidos o sólidos.





Distribución geográfica de las factorías Repsol-Butano





• El gas alimentado a la planta de licuefacción viene de los campos de producción, primero se le purificapara evitar que se congelen las impurezas. Este proceso permite obtener casi 100 por 100 metano.

• El proceso de licuefacción consiste en el enfriamiento del gas purificado mediante el uso de refrigerantes,hasta -161ºC a la presión atmosférica.

• Al licuar el gas, su volumen es reducido por un factor de 600, lo que quiere decir que el GNL a latemperatura de -161ºC, utiliza 1/600 del espacio requerido por una cantidad comparable de gas atemperatura ambiente y presión atmosférica.





Almacenamientos subterráneos:El proceso utilizado en los almacenamientos subterráneos, consiste en el uso de cavernas y yacimientos de sal agotados, petróleo y hasta gas natural, así como de las aguas subterráneas situadas a gran profundidad.

Almacenamiento criogénico de gas natural licuado:Este proceso se utiliza raras veces debido a su alto costo energético.

Independientemente de la modalidad utilizada para el almacenamiento, es importante resaltar que el producto debe encontrarse en las proximidades de los grandes centros de consumo, ya que esta medida contribuye a regularizar su suministro y dar cobertura a las necesidades técnicas y económicas.





1 Depósito exterior acero. 3 Hormigón pretensadoal carbono 4 Fondo depósito acero-níquel2 Aislamiento de perlita 5 Solera de hormigón y aislante





GASES LICUADOS DEL PETRÓLEO (G.L.P.)Las instalaciones del almacenamiento de G.L.P. comprenden los dispositivos y accesoriosencargados de recibir, almacenar, distribuir y controlar, desde el vehículo suministrador hasta losaparatos de consumo.

Este apartado sólo hará referencia a las instalaciones exteriores por la capacidad dealmacenamiento y su complejidad.





1) Boca de carga o válvulade llenado, con doble cierre.

2) Válvula de seguridad deexceso de presión situada enla parte superior y tarada a20 kg/cm2.

3) Indicador de nivelmagnético.

4) Manómetro.

5) Válvula de salida de GLPen fase líquida con un cierreautomático por exceso deflujo.

6) Indicador de nivelmáximo.

7) Dispositivo de salida deGLP en fase gaseosa.

8) Borna de toma tierra.

9) Drenaje.





Instalación de GLP con depósito aéreo





Dimensionado de la capacidad de almacenamientoPara el tamaño de los depósitos fijos, se elige el mayor entre dos condiciones esenciales:

•Autonomía de la instalación.•Capacidad de vaporización.

autonomia de la instalacionEs el tiempo mínimo que debe transcurrir entre dos cargas sucesivas de los depósitos queforman la instalación, en la época de mayor consumo, normalmente 15 días.

Un depósito de GLP no se puede llenar más del 85% del volumen total, y, por otra parte, no se debe vaciar más del 20% por lo que el volumen útil que se debe considerar es el 65% de su volumen total.





Capacidad de vaporización para GLP de cualquier recipiente depende fundamentalmente del calorabsorbido a través de sus paredes, ya que el GLP líquido para vaporizarse necesita aporte de calor. Lacapacidad de vaporización de cada depósito es un dato que facilita el fabricante por medio de gráficos ytablas.





TRANSPORTEEl transporte de Gases licuados se realiza en camiones o vagones cisternas





El transporte de gas natural se realiza mediante conducciones que se denominan gaseoductos, para determinar los diámetros de las tuberías, que forman el gaseoducto, se deben conocer los siguientes datos:

•Las características del gas distribuido.•Densidad ficticia del gas•El caudal o consumo de gas.•La longitud equivalente de la instalación.•La pérdida de carga admitida.

La naturaleza del material empleado en las tuberías deben cumplir lo determinado en las instrucciones técnicas complementarias (ITC), que clasifican las canalizaciones según la presión del gas.

Presión alta B: Mayores de 16 barPresión Alta A: Entre 4 y 16 barPresión media B: Entre 0,4 y 4 barPresión media A: Entre 0,05 y o,4 barPresión baja: Menor de 0,05 bar





Las fórmulas que dan las pérdidas de carga y que utilizaremos generalmente para el manejo de los gasesusuales varían con la presión del gas en cuestión, son debidas a Renouard y son válidas si se cumplen lascondiciones siguientes.1º El cociente Q/D sea menor de 150, siendo Q el caudal transportado en m3/h (a 15º C y presión

atmosférica) y D el diámetro interior real de la tubería en mm.2º El llamado número de Reynolds dado por Re = k x (Q/D) sea igual o inferior a 2 106, Donde k es 16.000para un gas de la primera familia, 22.300 para gas metano y gas natural, 24.300 para aire, 72.000 para elpropano.

Para presión MEDIAS y ALTAS (de 0,05 a más de 4 bar)P2

A - P2B = 48,6 x ds x LE x (Q1,82/D4,82)

Para presión BAJAS (hasta 0,05)PA - PB = 232.000 x ds x LE x (Q1,82/D4,82)

Para un número de Reynolds grande, del orden de 2 106 a 108 como es el caso de las grandesarterias de transporte de gas natural, se puede utilizar la fórmula de la PANHANDLE

P2A - P2

B = 22.100 x ds x L x (Q1,96/D4,96)

doc trans y amace

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