PROPUESTA DE REDISEÑO DE UN PUENTE DE REGULACION Y MEDICION DE GAS PARA INCREMENTAR UNA RAMA DE RESERVA (STAND BY) EN LA FABRICA DE LADRILLOS VILLARROEL

DEDICATORIA i AGRADECIMIENTOS ii RESUMEN iii INDICE DE CONTENIDO iv INDICE DE FIGURAS viii INDICE DE TABLAS ix CAPITULO 1: INTRODUCCION 1 1.1 ANTECEDENTES 1 1.1.1 Planteamiento del problema 2 1.2 OBJETIVOS 2 1.2.1 Objetivo General 2 1.2.2 Objetivos Específicos 2 1.3 JUSTIFICACIÓN 3 1.3.1 Justificación Practica 3 1.3.2 Justificación Teórica 3 1.4 METODOLOGÍA 3 CAPITULO II: DESARROLLO 5 2. 1 MARCO TEORICO 5 2.1.1 Marco conceptual 5 2.1.1.2 Puentes de regulación y medición de gas 5 2.1.1.2 Válvulas de bloqueo manual 5 2.1.1.3 Tubería de acero al carbono y accesorios 5 2.1.1.4 Reguladores 5 2.1.1.5 Válvula de bloqueo (shut off) 6 2.1.1.6 Medidor rotativo 6 2.1.1.8 Manómetro 6 2.1.1.9 Corrector electrónico 7 2.1.1.10 Prueba hidráulica 7 2.1.1.11 Filtro 7 2.1.1.12 Línea de reserva (Stand By) 7 2.1.1.13 Puesta a tierra 8 2.1.1.14 Juntas Aislantes 8 2.1.2 Marco contextual 8 2.1.2.1 Normativas Aplicadas 8 2.1.2.1.1 Nacionales: 8 2.1.2.1.2 Internacionales 8 2.1.2.2 Selección de equipos y materiales según la normativa 11 2.1.2.2.1 Tuberías de Acero 11 2.1.2.2.2 Accesorios para soldar 11 2.1.2.2.3 Accesorios para roscar 11 2.1.2.2.4 Filtros Coalescentes 11 2.1.2.2.5 Bridas 12 2.1.2.2.6 Espárragos y tuercas 12 2.1.2.2.7 Válvulas de bloqueo de operación Manual 12 2.1.2.2.8 Válvula tipo esférica bloqueo manual 12 2.1.2.2.9 Válvulas reguladoras y/o monitoras 13 2.1.2.2.10 Manómetros 13 2.1.2.2.11 Juntas dieléctricas 14 2.1.2.2.12 Dispositivos de Seguridad 14 2.1.2.2.13 Tramo de medición 15 2.1.2.2.14 Corrección electrónica 15 2.1.2.2.15 Ecuaciones de Flujo 16 2.1.2.3 Tramos recomendados para Puente de regulación y medición 19 2.1.2.4 Diagnostico del Puente de regulación Actual 21 2.1.2.4.2 Estado actual del puente de regulación y medición ladrillaría Villarroel 25 2.2 INFORMACION Y DATOS OBTENIDOS 26 2.2.1 Plano de vista de lado 26 2.2.2 Selección de los equipos necesarios para la implementación del puente de regulación y medición de gas natural con rama Stand By 28 2.2.2.1 Condiciones de Operación 28 2.2.2.2 Selección de los equipos 30 2.2.2.2.1 Selección de Filtro 30 2.2.2.2.2 Válvula de purga del filtro 31 2.2.2.2.3 Válvula Aguja 31 2.2.2.2.4 Selección de Reguladores en el Puente de regulación y medición 32 2.2.2.2.5 Selección de Válvula de seguridad (Shut Off) 33 2.2.2.2.6 Válvula de Alivio 33 2.2.2.2.7 Características técnicas Medidor Dresser 3M300 34 2.2.2.2.8 Selección de manómetros 35 2.2.2.2.9 Selección de brida 36 2.2.2.2.10 Selección de espárragos y/o prisioneros 37 2.2.2.2.11 Selección de junta dieléctrica 37 2.2.3 Propuestas de diseño básico del Puente de regulación y medición de gas natural con Stand By aplicando la normativa vigente 38 2.2.3.1 Primera propuesta de diseño básico con implementación de rama Stand By 38 2.2.3.2 Segunda propuesta de diseño básico con implementación de rama Stand By 39 2.3 ANALISIS Y DISCUSION 40 CAPITULO III: CONCLUSIONES 42 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 44 ANEXOS 46 INDICE DE FIGURAS Figura 1: Esquema conexionado de Ramas de regulación para presion de entrada menor a 10 bar 19 Figura 2: Esquema de Ramas de regulación para presion de entrada mayor a 10 bar 20 Figura 3: Ubicación Geográfica de la Ladrillaría Villarroel 25 Figura 4: Puente de regulación y medición de gas actual 26 Figura 5: Plano de vista de lado del puente de Regulación y medición 27 Figura 6: Primera propuesta de diseño 38 Figura 7: Segunda Propuesta de Diseño 39 INDICE DE TABLAS Tabla 1: Registro Fotográfico del puente de regulación y medición actual 22 Tabla 2: Equipos instalados 27 Tabla 3: Condiciones de Operación 28 Tabla 4: Seteado de equipos 29 Tabla 5: Especificaciones Filtro 30 Tabla 6: Especificaciones Válvula de Purga 31 Tabla 7: Especificaciones Válvula aguja 31 Tabla 8: Especificaciones Regulador de Presion 32 Tabla 9: Especificaciones Válvula de Seguridad (Shut off) 33 Tabla 10: Especificaciones Válvula de Alivio 33 Tabla 11: Especificaciones Medidor de Gas 35 Tabla 12: Especificaciones de Manómetros 36 Tabla 13: Especificaciones Bridas 37 Tabla 12: Lista de Materiales 40

La fábrica de ladrillos Villarroel utiliza un puente de regulación y medición de gas para alimentar su nuevo Horno industrial. El puente actual solo tiene una rama de suministro, lo que significa que, si se produce una falla en el suministro principal, la fábrica debe detenerse, lo cual ocasionaría pérdidas económicas considerables y perdidas en producción. Se ha realizado un diagnóstico del puente de regulación actual, el cual se registró una falta de mantenimiento, en el cual se identificó que no estaría funcionando la válvula de seguridad Shut off, el regulador activo no estaría funcionando debido a que su máxima presion de diseño seria de 40 Psi y la presion de trabajo es superior siendo de 58 Psi. El objetivo de esta monografía es proponer un rediseño del puente de regulación y medición de gas para incrementar una rama de reserva (stand by). El rediseño propuesto consiste en instalar una segunda rama de suministro (Stand By). El diseño propuesto tiene la ventaja de aumentar la confiabilidad del suministro de gas a la fábrica de ladrillo, permite que la fabrica continue operando en caso de falla en el suministro principal y también reduce el riesgo de tener pérdidas económicas por fallas en el sistema de medición. Se hizo un estudio de las normativas en las cuales se seleccionó cada equipo que formaría parte del puente de regulación y medición de gas, estos son: válvulas de bloqueo manual, filtro tipo canastillo, válvula de seguridad Shut off, regulador monitor, regulador activo, manómetros, medidor rotativo, micro corrector y válvula de alivio. Se propuso dos diseños básicos las cuales se consideró un diseño con menos equipos y bajo presupuesto, derivando una rama stand by con solo una válvula shut off y un regulador. Mientras que el segundo diseño ya no se consideró el costo, sino todos los equipos necesarios que debería tener una rama Stand By. Se consulto los catálogos de cada equipo eligiendo así la que mas se adecue a las condiciones de entrada y salida del gas natural. Así también se elaboró los respectivos planos del diseño donde se mostraría todo lo referente al diseño