Optimización del cálculo de áreas de venteo: la protección contra explosiones Parte II

Por: Fike Iberica  15/07/2010
Palabras clave: Aislamiento De Explosiones, Protección De Explosiones

    En un momento dado (relámpago) se inicia una deflagración en el interior del equipo causada por una fuente de ignición. Como consecuencia de esta ignición se genera una reacción de combustión, la presión aumenta de manera instantánea, pero en este caso al llegar a la Pstat (presión de apertura del panel de venteo) se empieza a liberar la explosión. Sin embargo, la presión sigue aumentando hasta una presión denominada como Pred (presión reducida o presión máxima de alivio). Esta Pred no debe ser superior a la Pes (presión de diseño del equipo o resistencia mecánica). De esta manera la presión en el interior del equipo nunca llegará a los valores de Pmax, por lo que la explosión no se evitará, pero sus efectos sí podrán ser controlados. Explosión venteada. Optimización de áreas de venteo en función de la carga de producto El Anexo A del estándar alemán VDI (Verein Deutscher Ingenieure) 3673 permite reducir y optimizar las áreas de venteo siempre que el sistema de carga de producto del equipo venteado cumpla con unas condiciones de transporte determinadas. Las investigaciones realizadas con los diferentes tipos de carga en silos, demostraron que las presiones reducidas fueron inferiores a aquellas que se encontraban con otros sistemas de carga convencionales (inyección de producto mediante boquillas dispersoras). La razón de ello residía en que este tipo de cargas provocaban nubes de producto en el interior del equipo de menor turbulencia y concentración, por lo que las tasas de combustión eran inferiores, al igual que también lo era la violencia de la explosión. A continuación se presentan las fórmulas de cálculo, así como el rango de aplicación, para cada tipo de carga de producto: Llenado mediante transporte neumático con carga axial de producto Para recipientes con altura L ≤ 10 m A = X (1+ Y · log (L/De)) en m2 Para recipientes con altura L > 10 m A = 0.1· L · X · (1 + Y · log (L/De)) en m2 Con X = (1/Dz · (8.6 · log Pred max -6) -5.5 · log Pred max + 3.7) · 0.011 Kst · Df Y = 1.0715 Pred max -1.27 Las ecuaciones son válidas para: - Descarga axial superior a través de una única tubería con un diámetro Df sin obstrucciones (no se consideran los instrumentos de medida en tubería) - Volúmenes del recipiente entre 5 m3 y 10.000 m3 - Velocidades en tubería de carga VL ≤ 40 m/s - Caudal volumétrico ≤ 2500 m3/h - Diámetro de la tubería de carga ≤ 0.3 m - Pstat ≤ 0.1 bar - 0.1 bar ≤ Pred ≤ 2 bar - Pmax ≤ 9 bar - 50 bar · m / s ≤ Kst ≤ 300 bar · m / s - Dz = ((4·V) / Π)1/3 Llenado mediante transporte neumático con carga tangencial de producto A = X (1+ Y ·log (L/De)) en m2 X = (1/Dz (8.6 / k · log (Pred max) – (Kst / 44) – 0.513) (– 5.5 / k) · log (Pred max) + Kst / 69 + 0.191) · 0.011 · Kst · DF Y = 0.166 · e (Kst / 129) · Pred max (-1.27/ k) Con k = 1, para 0.1 ≤ bar Pred max ≤ 1 bar Con k = 2, para 1 ≤ bar Pred max ≤ 1.7 bar Las ecuaciones son válidas para: - Descarga tangencial a través de una tubería de diámetro DF ≤ 0.2 m - En equipos/silos cilíndricos sin baffles ni obstrucciones (no se consideran los instrumentos de medida en tubería) - Volúmenes del recipiente entre 6 m3 y 120 m3 - L/De (1 ≤ L/De ≤ 5) - Velocidades en tubería de carga VL ≤ 30 m/s - Caudal volumétrico ≤ 2500 m3/h - Pstat ≤ 0.1 bar - 0.1 bar ≤ Pred max ≤ 1.7 bar - Pmax ≤ 9 bar - 100 bar · m / s ≤ Kst ≤ 220 bar · m / s Llenado por caída libre de producto (válvulas rotativas, tornillos helicoidales) Pueden utilizarse las ecuaciones utilizadas en ‘Llenado mediante transporte neumático con carga axial de producto’ siempre que el caudal másico esté limitado a 8.000 kg/h.

Palabras clave: Aislamiento De Explosiones, Protección De Explosiones