SMF MECANICOS
MÓDULO Nº 8 PLANTA DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3 PROYECTO ACF
TEMARIO DEL MÓDULO
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GUIA Nº 8.1 PLANTA A DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3. ⇒ PLANT
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GUIA Nº 8.1 PLANTA A DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3. ⇒ PLANT
Guía Nº 8.1 PLANTA PLANT A DE SECADO DE LECHO LE CHO FLUIDIZADO # 3
MÓDULO Nº 8: PLANTA DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3. MECÁNICOS ACF
ACTA COMPROMISO FORMACIÓN Compromiso del Alumno: Yo,................................................,Rut:...................................,ROL:.........................., me comprometo a poner lo mejor de mi en la realización de las actividades de Aprendizaje señaladas en esta Guía. Mi compromiso es que dentro de los próximos ...... días, con la ayuda del Facilitador cumpliré responsablemente las actividades acá señaladas. Firma:...................................
Compromiso del Facilitador: Yo,................................................,Rut:...................................,ROL:..........................,me comprometo a apoyar y dar las facilidades para que don:............................................, pueda realizar las actividades de Aprendizaje indicadas en esta Guía. Mi compromiso es que dentro de los próximos......días, don .................................... haya podido desarrollar las distintas actividades que acá se señalan. Firma:................................... Rancagua,........,de................de..20.....
¿CUALES SON LOS CONTENIDOS QUE SE VAN A TRATAR EN LA GUÍA Nº 8.1: PLANTA DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3? • DIAGRAMA CONCEPTUAL • INTRODUCCIÓN • CONCÉPTOS BÁSICOS
• CONTENIDOS
• EJERCICIOS DE APLICACIÓN • RECORDATORIO •GLOSARIO TÉCNICO • REFERENCIAS
Descripción
del Proceso Proceso de Secado Sistema de Alimentación de Concentrado Húmedo Características del Concentrado a Tratar Reciclado de Gravilla Descarga al Sistema Recolector de Polvo Sistema de Control de la Planta Principio de Fluidización Propiedades del Lecho Fluidizado Ventajas del Lecho Fluidizado Conjunto Quemador de la Planta Detector de Llama Fallas típicas del Quemador Ventiladores y su Funcionamiento Dumper de Entrada y Curvas de Rendimiento Suministros Juntas de Expansión Seguridad
DIAGRAMA CONCEPTUAL ¿D o n d e s e o c u p an LAS PL ANTAS DE SECADO? ¿Q u ées L A PL A NTA DE SEC A DO?
Estas Plantas se ocupan principalmente en las fundiciones de cobre que inyectan concentrado seco dentro de un baño fundido (Conv. Teniente) o lo oxidan en un quemador (Flash Smelting)
Es la Planta tiene la misión de secar el concentrado húmedo que viene con un 8 a 11% de humedad, y entregarlo al proceso con un 0,2 % de humedad. PLA NTA DE SECADO DE LECHO FLUIDIZADO # 3 ¿Po r q u és e u sa LA PLA NTA DE SECADO?
Para extraer la humedad del concentrado en forma eficiente con el sistema de Secado de Lecho Fluidizado de manera limpia, segura y de alto rendimiento.
¿C óm o se o c u p a LA PLA NTA DE SECADO?
Se ocupa como una etapa preparatoria de la materia prima, que es lograr bajar la humedad del concentrado para poder transportarlo y posteriormente inyectarlo bajo el baño de los Convertidores Tenientes.
INTRODUCCIÓN • La Planta de Secado de Lecho Fluidizado # 3(PSLF 3) es similar a las Plantas de
Secado de Lecho Fluidizado #s 1 y 2 existentes en Caletones. • Al igual que las anteriores, esta PSLF fue diseñada para secar el concentrado de cobre húmedo, bajo el principio de lecho fluidizado, usando un lecho inerte de gravilla. Tiene como misión secar el concentrado que llega con un 8 a un 11% de humedad, entregándolo al proceso con un 0,2%, el que posteriormente será procesado en los Convertidores Teniente para obtener Metal Blanco. • La Planta de Secado tratará concentrados provenientes de diferentes procedencias, principalmente de los minerales El Teniente y Andina. • La capacidad de diseño de la Planta de Secado es de 132 tmph para concentrado con el contenido de humedad antes mencionado. • Esta guía ha sido preparada para que el mantenedor entienda el funcionamiento de la Planta de Secado, la causa y efecto de los cambios en los parámetros, los problemas que se presenten y así mismo se puedan tomar las acciones correctivas apropiadas, identificar y recomendar y/o realizar el mantenimiento preventivo que sea requerido. • Para apreciar totalmente la operación de esta planta, es necesario entender la descripción del proceso de secado con su sistema de control incluido y los principios relevantes de fluidización.
ELECTROIMAN
PLANTA DE SECADO FLUO SOLIDO
TOLVA CONCENTRADO HUMEDO
FILTRO DE TOLVA
FILTROS DE MANGAS
CAMARA DEFLECTORA
ALIMENTADOR COREA Y COREA PESOMETRICA PANEL CONTROL QUEMADOR
CAMARA
SYSTEMA RECYCLADO DE GRAVILLA
VENTILADOR DESCARGA
EXPANSION
C H I M E N E A D E S C A R G A
FLUOPLACA
WINDBOX
CAMARA DE COMBUSTION
TRENES DE COMBUSTIBLE
VENTILADOR AIRE FLUIDIZACION VENTILADOR AIRE COMBUSTION
DESCRIPCI N DEL PROCESO
PROCESO DE SECADO • Esta Planta de Secado de Lecho Fluidizado, está compuesta de las siguientes partes: •a) •b) •c) •d) •e)
Sistema de Alimentación de Concentrado Húmedo. Secador de Lecho Fluidizado. Sistema de Combustión y Combustible. Reciclado de Gravilla y Sistema de Relleno. Descarga, Sistema Colector del Producto.
• a) El Sistema de Alimentación de Concentrado Húmedo está compuesto por: •Correa de Alimentación. •Electroimán. •Tolva de Alimentación de 400TM. • Alimentador Correa. •Pesómetro. •Filtro de la Tolva. • Funciones: •Proporciona Capacidad de Almacenamiento •Entrega Capacidad Constante de Producto al Secador • Alimenta Concentrado Húmedo para la Planta.
SISTEMA DE ALIMENTACIÓN DE CONCENTRADO HÚMEDO
CARACTERÍSTICAS DEL CONCENTRADO A TRATAR
• Los concentrados a tratar tienen las siguientes características, que se relacionan
directamente con el proceso de secado: • Contenido de Cu:
30,8%
• Contenido de Azufre:
31,9 %(Teniente) y 34,0 % p (Andina).
• Densidad Aparente (t/m 3) a 10% H2O:
2,2
• Densidad Aparente (t/m 3) a 0,2% H2O:
1,8
• Gravedad Específica (t/m3):
4,2
• Contenido de Humedad Nominal:
8,5 %
• Contenido de Humedad Máxima:
10 %
• b) El Secador de Lecho Fluidizado, está compuesto por: •Entrada de gases calientes •Windbox •Fluoplaca •Cámara de Expansión •Chute de Entrada •Chute de Descarga de Gravilla • c) Combustible y Sistema de Combustión, está compuesto por: •Ventilador Fluidización de Aire •Ventilador Aire de Combustión •Cámara de Combustión •Quemador •Trenes de Combustible: •Tren Gas Piloto •Tren Gas Natural •Tren Diesel •Conjunto de Bombas •Instrumentos de Campo •Panel de Control Quemador
• d) Reciclado de Gravilla y Sistema de Relleno (reposición), está compuesto de: •Elevador de Capachos •Harnero Vibratorio •Chute de Gravilla • Alimentador Vibratorio para Reposición • Funciones: •Recicla y Limpia la Gravilla del material no fluidizable del lecho •Proporciona almacenamiento de gravilla. • e) Descarga, Sistema Colector del Producto, está compuesto por: •Cámara Deflectora •Módulos del Filtro de Mangas • Aerodeslizadores •Válvulas Rotatorias •Ventilador de Descarga •Ventilador Aerodeslizadores •Chimenea de Descarga • Funciones: •Rescata el aire y almacena concentrado de cobre seco. •Limpia el aire de salida
DESCARGA SISTEMA COLECTOR
SISTEMA DE CONTROL DE LA PLANTA • El Sistema de Control de la Planta está compuesto por: •a) Control Alimentación. •b)Control Flujo de Aire Fluidizado. •c) Control Combustión.(Gas Natural, y Petróleo Diesel) •d) Control Temperatura Lecho. •e) Control Reciclado de Gravilla y/o Reposición (relleno). •f) Control Descarga y/o Captación de Producto. •g) Control de Gases de Salida. •h) Control Recolector de Producto. • a) Control Alimentación. Circuito de Control e Indicaciones:
•Controlador de Pesómetro, conectado con el motor de velocidad variable del
alimentador de correa. •Sensor de Nivel de Tolva. •Sensor Peso de Tolva. •Sensor Temperatura Alimentación. • Analizador Humedad. •Intrruptor Velocidad Alimentador de Correa.
•Interruptor Velocidad Pesómetro. •Sensor Chute. • b) Control Flujo de Aire Fluidizado. Funciones:
•Mantener un flujo de aire constante al Secador. •Flujo de aire fluidizado modula el regulador de tiro fluidizado (acción inversa). •Flujo bajo de aire detiene la combustión. •Indicador de temperatura de aire fluidizado es usado para monitorear el
consumo de combustible. • c) Control Combustión Gas Natural. Funciones:
•Monitorear la operación segura de combustión. • Aprueba flujo de aire fluidizado. • Aprueba flujo de aire de combustión. • Aprueba presión de Gas Natural / aire combustión. •Monitoreo de la llama. •Desconexión alta temperatura de lecho. •Desconexión de alta temperatura Windbox.
• c) Control de Combustión Petróleo Diesel. Funciones:
•Monitorear la combustión segura. • Aprueba flujo de aire fluidizado. • Aprueba flujo de aire de combustión. • Aprueba presión Diesel. •Control relación Diesel / aire combustión. Control relación Diesel / aire pulverizado. •Monitoreo de la llama. Desconexión alta temperatura de lecho. •Desconexión alta temperatura de windbox. • d) Control Temperatura Lecho. Funciones:
•Mantiene la temperatura constante del lecho. •Temperatura del lecho modula la válvula de combustible (acción inversa). • Alta temperatura del lecho activa la alarma. •Muy alta temperatura del lecho, detiene el quemador. •Baja temperatura del lecho previene la adición de producto.
• f) Control Descarga y/o Captación de Producto. Funciones:
•Retira material del lecho no deseado. •Indicación nivel del lecho. •Bajo nivel del lecho acciona las alarmas para corrección por el operador. •Interruptor de bajo nivel de la tolva de gravilla detiene el chute de descarga
gravilla. • g) Control de Gases de Salida. Funciones:
•Mantiene baja la presión de la cámara de expansión. •La presión de la cámara de expansión modula el regulador del ventilador de tiro
inducido (acción directa). • Alta temperatura de la cámara de expansión acciona la alarma.
• h) Control Recolector de Producto. Funciones:
•Recolecta el producto seco. • Alto nivel de la Cámara Deflectora, acciona la alarma. • Alto nivel del Filtro de Mangas, acciona la alarma. • Alta carga de polvos, acciona la alarma. • Aprueba flujo de aire de los sopladores de los Aerodeslizadores. • Aprueba nivel de depósito de compensación de producto.
PRINCIPIO DE FLUIDIZACIÓN
• Un Secador de Lecho Fluidizado
típico consiste en cuatro elementos importantes: • La Cámara de Combustión en la cual se calienta el aire para el secado de concentrado de cobre. • El Windbox, dentro del cual es introducido el aire fluidizado. • La Fluoplaca, la cual soporta el lecho de gravilla y permite introducir el aire en el lecho. • La Cámara de Expansión, la cual proporciona un espacio, resguardo para el desenganche de la gravilla y el concentrado.
PRINCIPIO DE FLUIDIZACIÓN
• Cuando el aire se pasa a través de un lecho de relleno suelto de material granular,
existen cualquiera de los tres estados, dependiendo de la velocidad del aire a través del lecho: •a) A velocidades aéreas bajas, el aire se colará a través del lecho y causará un movimiento mínimo de las partículas en el lecho. •b) Cuando la velocidad del aire se aumenta, el lecho se extenderá y las partículas se volverán móviles dentro del lecho de aire, osea se fluidizarán. •c) Cuando la velocidad del aire se aumenta aún más, las partículas se embarcan y dejan el lecho, esto es llamado transporte neumático. • En los lechos estáticos, el aire pasa por la parte menos resistente formando “Ratholes”(hoyo de rata). Esta situación no ocurre en estado fluidizado, ya que cada partícula es envuelta por el aire logrando una optima superficie de contacto con el sólido. En las aplicaciones térmicas, esto tiene gran importancia, ya que la transferencia de calor se perfecciona, evitando el calor localizado. La amortiguación que produce el aire, también evita disgredación mecánica de las partículas del lecho. • El material en un estado fluidizado se comporta como un líquido, fluye en la superficie como un vertedero, ejerciendo una altura hidrostática o presión, proporcional a la altura del lecho.
• La eficiencia térmica superior de los lechos fluidizados, es atribuible a varias
características encontradas en las técnicas de la competencia. La exposición del área en donde tiene lugar la evaporación es uno de los requisitos fundamentales del diseño térmico exitoso. • Los lechos fluidizados, en virtud del aire fluidizado que atraviesa el lecho, presentan como máximo un área de movimiento constante por unidad de volumen en la cual puede ocurrir la reacción. • Todas las condiciones anteriores se producen en un lecho fluidizado, ya que las partículas están mezclándose en constante movimiento. Esta condición crea una transferencia de calor casi instantánea. Además, cada partícula en el lecho se rodea de aire, produciéndose condiciones ideales para que la reacción tenga lugar. • Disipador de Calor - Efecto Volante. La masa de gravilla del lecho, en un sistema fluidizado proporciona una ventaja única sobre los otros sistemas, debido a la provisión de un disipador de calor de la gravilla a temperatura de secado. Con este gran depósito de calor, la variación en la tasa de alimentación y el agua contenida son estabilizadas para prevenir un cambio brusco de temperatura. Este concepto es importante demostrando que los lechos fluidizados están idealmente preparados para procesos en donde debe esperarse variaciones en la alimentación no consideradas en las condiciones de diseño.
• De la misma forma, cuando los lechos fluidizados se detienen y toda la energía y la
alimentación se detiene, el disipador de calor del lecho estático retendrá el calor por un periodo de tiempo considerable. Esto permite que el sistema pueda apagarse o reiniciarse con un pequeño o sin tiempo de precalentamiento. • Se ha utilizado el intercambiador de calor y las propiedades de fluidización hidrostáticas en el diseño de todas las plantas de secado Pyrothem.
DESCARGA
• Si el aire es soplado en el fondo de la
cámara o windbox, pueden existir tres posibles condiciones. CAMARA DE EXPANSION
• Cama Estática. • Lecho Fluidizado. • Arrastre. LECHO DE GRAVILLA FLUOPLACA
AIRE FLUIDIZADO
WINDBOX
CAMA ESTÁTICA
DESCARGA DE AIRE
• Para flujos de aire bajos, existe un lecho
condensado fijo en el cual el aire encuentra el camino de menor resistencia, encausando usualmente o irregularmente la canalización a través del lecho estático.
CAMA ESTATICA
BAJO FLUJO DE AIRE
LECHO FLUIDIZADO
DESCARG DE AIRE + POLVO
• Para flujos de aire altos, existe un lecho
fluidizado en el cual el aire cruza en forma pareja a través del lecho y todas las partículas se mueven dentro de él y la cubierta superior del lecho está horizontal.
LECHO FLUIDIZADO
FLUJO AIRE FLUIDIZADO
ARRASTRE
• Para flujos de aire más altos, el arrastre
neumático tiene lugar, debido a que todas las partículas son arrastradas y enviadas en conjunto con los gases de descarga. No existen distintas superficies del lecho.
SIN LECHO
PROPIEDADES DEL LECHO FLUIDIZADO • El lecho fluidizado se comporta como un fluido, tiene una superficie horizontal,
ejerce una fuerza hidrostática y permite que el material granular sólido fluya por encima y bajo los separadores y lo vierte a través de los orificios. • Esta propiedad se usa para medir la profundidad del lecho, mezclando y segregando los materiales, permitiendo la inmersión de los intercambiadores de calor dentro del lecho fluidizado cuando es necesario.
Disponibilidad de Flujos Similar a Lechos
PROPIEDADES DEL LECHO FLUIDIZADO
LR = ALTO LH LL
LR = BAJO PL
PH
PRESION INFERIOR VARIA CON LA PROFUNDIDAD DEL LECHO AIRE
Tiempo de relación Presión / Nivel / Residencia
AIRE
PROPIEDADES DEL LECHO FLUIDIZADO
ZONA LECHO ESTATICO
P R E S I O N
ZONA LECHO FLUIDIZADO
VELOCIDAD DISEÑO FLUIDIZACION
VELOCIDAD MINIMA DE FLUIDIZACION
VELOCIDAD AIRE
VENTAJAS DEL LECHO FLUIDIZADO
• Todas las partículas están en contacto con el aire de fluidización lo que mantiene las
mejores condiciones posibles para la transferencia de calor y por consiguiente asegurando el secado completo del material alimentado. • No existen partes en movimiento, lo cual significa requerimientos mínimos de
mantención. • Lechos bien agitados y mezclados que aseguran la ausencia de cargas de frío o
calor, así facilitando temperatura consistente y exacta medición de nivel. • Esto promueve el secado constante y facilita el control. • Se consigue una alta productividad.
LA FLUOPLACA
FLUOPLACA INCLINADA NIVEL LECHO GRAVILLA
DESCARGA GRAVILLA RECICLADA SALIDA AIRE FRIO ENTRADA AIRE FRIO
• La fluoplaca inclinada facilita la remoción de material del lecho, incluyendo material
extraño (trozos). • Los casquetes de bajo perfil aseguran una fluidización apropiada al fondo del lecho. • La parte superior e inferior de la fluoplaca recubierta con material refractario doble, proporciona resistencia estructural y estabilidad térmica.
CONJUNTO QUEMADOR DE LA PLANTA
DETECTOR DE LLAMA 7061A (UV DETECTOR)
DETECTOR DE LLAMA 7061A (UV DETECTOR)
• Este detector de llama ultravioleta advierte la presencia de una llama en la cámara de
combustión. Está montado por fuera de la cámara de combustión. Este montaje se realiza por medio de flanges de unión, para finalmente, insertar un visor en un tubo en la cámara de combustión. • Este sistema sensible a la luz ultravioleta, detecta la presencia de la llama por el interior de la cañería. • Cuando estamos en presencia de una llama, el tubo UV (C 7061), capta la radiación ultravioleta emitida. • El tubo produce una señal que es emitida a un amplificador en el control de protección de llama. La señal amplificadora envía la señal de la llama dentro del control propio del sistema de operación. • Es necesario el tubo sensor UV debido a que cuando la llama se apaga, envía una señal al sistema centralizado PLC que corta el combustible que alimenta el quemador. • Este enclavamiento evita finalmente, que entre petróleo o gas natural a la cámara de combustión, eliminando así la posibilidad de una explosión por encendido brusco del combustible.
FALLAS TÍPICAS DE QUEMADOR NA 6796 • El regulador de la presión del gas está provisto con un interruptor de Seguridad de
Sobre Presión de Salida (OPSO). Este interruptor es activado cuando el lado de baja presión del regulador, excede el valor ajustado. Esto puede causarse por un cambio súbito de presión en el lado alto. • Cuando se observa que no hay flujo de gas a pesar que el suministro de gas es suficiente, se debe comprobar si el OPSO ha sido activado. • Para verificar el OPSO, se aisla el suministro de GAS, destornilla la tapa al fondo del regulador y tira el émbolo hacia abajo. Se debe tomar precaución extrema cuando se realice esto, ya que el gas escapará cuando la tapa sea removida. El punto de acción del interruptor del OPSO puede ajustarse por el tornillo de ajuste. • El Panel de Control del Quemador debe estar cerrado en todo momento para prevenir el ingreso de polvo. • Durante el mantenimiento deben usarse las protecciones necesarias. Debido a la posible vibración, la comprobación ocasional de todas las conexiones debe llevarse a cabo. • En todos los casos, cuando la inspección mecánica no indica falla en el equipo, un técnico instrumentista deberá probar las conexiones eléctricas tanto en el terreno como en el BCP.
• Comprobaciones regulares del sistema son necesarias y una calibración de los
instrumentos en terreno se debe realizar regularmente. La celda de UV debe reemplazarse cada 12 meses. • Deben conservarse las mirillas de vidrio limpias en todo momento. Las inspecciones regulares de la llama deben llevarse a cabo por el personal de operación. • Cualquier irregularidad de la forma de la llama debe informarse, ya que puede deberse por quemador carbonizado o inyector de combustible obstruido. • Para la información detallada con respecto a los repuestos o instrumentos individuales, ver la sección de los artículos de propiedad en el “Manual de Operación y Mantención”.
VENTILADORES
• La Planta de Lecho Fluidizado, cuenta en su diseño con una serie de ventiladores y / o sopladores
que cumplen las diferentes funciones en el sistema. • Ventilador de Aire de Fluidización, 220 – VEN – 070. / 1033 HP /13200 Vols /41.0Amp / 1490rpm • Ventilador de Aire de Combustión, 220 – VEN – 072. / 536 HP / 4000 Vols / 71.4Amp / 994rpm • Ventilador de Aire de Tiro Inducido, 220 – VEN – 040. / 400 KW / 575 Volts / 92.8Amp / 1485rpm 220 – VEN – 001. / 15 HP / 575 Volts / 13.5Amp / 2935rpm • Ventilador del Filtro de la Tolva, • Soplador de los Aerodeslizadores, 220 – VEN – 025 –1 / 50 HP / 575 Volts / 48.8Amp / 1475rpm • Soplador de los Aerodeslizadores, 220 – VEN – 025 –2. / 50 HP / 575 Volts / 48.8Amp / 1475rpm • Como el nombre de cada uno de ellos lo indica, éstos tienen la función de fluidizar el lecho de
gravilla, proporcionar el aire de combustión al quemador, extraer el aire interior del sistema, pasando por el filtro de mangas, fluidizar las tolvas y facilitar el transporte de los aerodeslizadores. • En las láminas siguientes se explica el funcionamiento y las partes y componentes de un
ventilador típico para conocimiento para los mantenedores y operadores.
TERMINOLOGÍA VENTILADORES CARCAZA CURVA ENTRADA AIRE
FLANGE DE UNIÓN DUMPER DE ENTRADA
PUERTA DE INSPECCIÓN FLANGE DE UNIÓN
CAJA DE ENTRADA REFUERZOS ESTUCTURALES
SALIDA AIRE
FLANGE DE ASIENTO DIFUSOR DE SALIDA
PEDESTAL PILLOW-BLOCK
FLANGE DE UNION RODAMIENTO PILLOW-BLOCK
FUNCIONAMIENTO DE UN VENTILADOR • Se reconoce que todos los ventiladores y extractores pueden algunas veces funcionar en una región de “desenganche” (bombeo o vibraciones) o de inestabilidad. • Esa región de funcionamiento inestable se sitúa a la izquierda del peack de presión. El
área de punta de flujo en la curva del ventilador puede variar dependiendo del modelo de ventilador y del comportamiento del sistema. • El funcionamiento en el área de bombeo se caracteriza por pulsaciones del flujo de gas y de la presión. Estas pulsaciones usualmente pueden apreciarse al oído. • El funcionamiento en estas condiciones de alto estrangulamiento durante largos periodos de tiempo puede conducir a: • Daño mecánico de la cubierta del ventilador, de los conductos de conexión o incluso del rotor. • Pulsación de la presión del sistema e inestabilidad. • Calentamiento excesivo. • Fuerza de empuje elevada resultando en sobrecalentamiento y falla prematura del cojinete fijo. • Se recomienda considerar una de las alternativas siguientes para eliminar la posibilidad de frecuentes problemas de funcionamiento. • Transmisión a velocidad variable o motor de dos velocidades (reducir la velocidad para obtener menor volumen). • Purga a la atmósfera de una cierta cantidad de aire secundario.
(de manera que el ventilador manipule el volumen normal de aire, incluso cuando el volumen normal del sistema ya haya sido reducido). • Reciclar una parte del flujo de gas hacia la admisión del ventilador. • La altura es un factor importante en el funcionamiento de un ventilador porque produce efectos en la densidad del aire. Mientras mayor altura se necesita menos energía eléctrica. La desventaja de la altura es mayor temperatura de funcionamiento por menor disipación de calor. • Es importante tener presente que en un ventilador al abrir el dumper de entrada del aire, aumenta el flujo de soplado, aumentando el amperaje del motor (torque) y diminuye la presión interior del sistema. • El dumper de salida de la planta, instalado en la descarga del ventilador, no influye en el amperaje del motor, se instalan solamente con el propósito de aislar el ventilador para realizar mantención, sobre todo cuando se trabaja con gases nocivos. • Cuando el dumper de entrada tiene menos de un 20% cerrado, conviene seguir operando con el dumper de descarga, ya que el de entrada se torna inoperable. • NOTA:
Cuando a un ventilador se le realiza balanceo in situ, este debe realizarse con el Dumper abierto, para conseguir un funcionamiento lo más similar al funcionamiento normal del ventilador.
DUMPER DE ENTRADA
CURVAS DE RENDIMIENTO SEGÚN LA ABERTURA DEL DUMPER
CURVA DEL VENTILADOR DE FLUIDIZACIÓN
ÁREA DE BOMBEO
PRECAUCIÓN: EL VENTILADOR NO OPERA A LA IZQUIERDA DEL MÁXIMO DE PRESIÓN DE LA CURVA, EXCEPTO PARA LA PARTIDA.
CURVA DEL VENTILADOR DE FLUIDIZACIÓN 220 – VEN - 070 VENTILADOR DE FLUIDIZACIÓN EN EL PUNTO DE DISEÑO • Volumen de aire: 131.631 (m3/HR) • Presión estática: 15 (KPA) • Densidad: 0.96 (Kg./m3) • Temperatura: 30 (°C) • Altura: 1.560 (m) • Velocidad: 1.490 (RPM) • Potencia Requerida: 712.7 (KW) • Eficiencia estática: 72.6 (%) • Velocidad de salida: 46.1 (m/s) • Abertura Dumper: N/A (%) • Área de abertura: 0,074 (m2)
VENTILADOR DE FLUIDIZACIÓN
ROTOR DEL VENTILADOR DE FLUIDIZACIÓN
SUMINISTROS • Para el funcionamiento de esta Planta de Secado de Lecho Fluidizado se necesitan una serie
de suministros que se indican a continuación: • Suministro de Nitrógeno. Se ocupa en el sistema como un elemento de protección, para evitar
la posibilidad de combustión o incendios en los recintos confinados de la Planta, como puede ser el mismo concentrado seco , mangas, airlide, etc. Principalmente se usa en el sistema de limpieza de mangas (Pulse jet). • Suministro de aire desde la Planta de Aire. Aire para instrumentos del sistema, y aires que se
necesitan e la zona del quemador y del secador. • Agua Industrial. Agua emergencia del sistema, y agua de consumo industrial en los distintos
puntos de la Planta. Ver lámina siguiente.
JUNTAS DE EXPANSIÓN DE LA PLANTA
SECADOR 3 TOTALIZADORES POR DÍA
SEGURIDAD • Generalidades. • Al intervenir una Planta de Lecho Fluidizado, el operario deberá aplicar métodos de trabajo
seguros, y respetar todas todas las normas, instrucciones instrucciones y disposiciones de la Empresa Empresa en materia de seguridad. • El mantenimiento y el servicio, deberán ser realizados con el equipo “bloqueado” según las normas de de la Empresa, o sea con los suministros cortados y despresurizad despresurizados os las alimentaciones de concentrado bloqueadas y el suministro eléctrico desconectado. • Las intervenciones tanto de operación como de mantención y/o reparación que se le realicen a la Planta y sus componentes, solo deberán realizarlas personas debidamente entrenadas, capacitadas y autorizadas para ello. • Nunca desconectar los dispositivos de protección de operación segura del equipo. Tampoco desarmar o ajustar los dispositivos, las cubiertas de protección o los aislamientos de los equipos de la Planta. • Las conexiones eléctricas deberán cumplir con las disposiciones locales. • Las instalaciones eléctricas y motores de la Planta deberán contar con la instalación a masa (tierra) y protegidos contra cortocircuitos por medio de fusibles.
SEGURIDAD
• No se deberán ejercer ejercer fuerzas externas externas sobre la tuberías tuberías y ductos de entrada y salida
de la Planta. • Tener cuidado que las presiones y temperaturas no sobrepasen nunca la condición de diseño de la Planta. En la instalación se deben considerar elementos de seguridad como protección de estos eventos. • El equipo deberá ser instalado bajo techo, ya que necesita condiciones de de operación, especificadas. El área de servicio alrededor de la Planta deberá ser amplia y mantenerse despejada. • Algunas partes de la Planta pueden estar a elevadas temperaturas, no tocarlas cuando el equipo está operando. • Antes de desconectar una cañería de suministro, asegurarse que el sistema está despresurizado y aislado. • No cambiar por ningún motivo los diámetros de la tubería e instalar siempre en los sistemas los repuestos originales de fábrica. • Las personas que realizan trabajos en equipos móviles, especialmente los ventiladores, deben estar entrenadas en el mantenimiento de estos equipos en forma especial.
SEGURIDAD • Comprobar periódicamente que: • a) Toda Toda la tubería y sujeciones de la Planta, estén en buenas condiciones. • b) No hay filtraciones en cañerías, bridas y válvulas. • c) Las válvulas de seguridad y otros dispositivos de seguridad no estén obstruidos por
suciedad o pintura. • d) Verificar frecuentemente el estado de las válvulas, espesores de cañerías y ductos, juntas de unión etc. • La instalación de secado de concentrado de cobre utiliza un sistema de combustión para generar el calor del proceso de secado, la operación y mantención del mismo debe ser bajo las normas establecidas. • La Planta ha sido diseñada con alta prioridad en el aspecto seguridad, incluyendo un sistema automático de seguridad de cierre del quemador con los enclavamientos alambrados para detener el quemador en caso de condición insegura. • El Secador completo y el sistema de Filtros, se purgan con aire al menos cinco veces el volumen antes que el quemador empiece su secuencia de encender. encender. • Las máquinas rotatorias, los ventiladores, los transportadores por correas, alimentadores vibratorios y válvulas rotatorias, también están incorporados en la Planta, y deben tomarse las precauciones para evitar los accidentes durante la operación y el mantenimiento. Existen barreras de protección en todos los elementos rotatorios para proteger al personal.
SEGURIDAD • Los silenciadores y/o aislamiento acústico se instalan para reducir los niveles de ruido a
menos de 85 dB. Las partes con temperatura del Secador son térmicamente aisladas por el interior con recubrimientos refractarios, y revestimientos especiales o enfriamiento con boquillas de aire por el exterior. En las partes que estos sistemas no son prácticos y exista el peligro de acceso de personas, serán protegidas por barreras de protección (barandas) para restringir el acceso. • Debido al alto contenido de sulfuros en el concentrado que se está secando, se debe tener extremo cuidado con la operación de la Planta. • La Planta está equipada con una cantidad de sensores de temperatura ubicados a lo largo de la ruta del material que está siendo secado, para indicar cualquier condición anormal. • El sistema no sólo indica y previene al operador sobre las altas temperaturas, sino que también indica las diferencias de temperatura entre los distintos puntos, así como el porcentaje en los puntos críticos del sistema. • El secador de lecho fluidizado para el concentrado de cobre consiste en una serie de secciones confinadas que pueden requerir la entrada del personal con el propósito de operación y/o mantenimiento. Se listan estas secciones que deben aplicar similares medidas de seguridad: -WINDBOX DEL SECADOR. -CÁMARA DE COMBUSTIÓN. CÁMARA DE EXPANSIÓN DEL SECADOR. -CÁMARA DEFLECTORA. -MÓDULOS DEL FILTRO DE MANGAS.
SEGURIDAD USO DE NITRÓGENO PARA LA LIMPIEZA DE MANGAS • Las plantas de tratamientos de gases y material particulado que incorporan filtros de mangas
con sistema de limpieza tipo Pulse Jet, utilizan aire comprimido para la limpieza a contra flujo de las mangas filtrantes. • El uso de aire comprimido obedece a razones de costo y más aún a la fácil disponibilidad tanto en la Planta como en el mercado de obtener compresores que generen aire bajo un requerimiento específico. • Ninguna norma establece el uso o no de otro gas distinto al aire comprimido, por supuesto teniendo en cuenta que para efectos de limpieza debe ser un gas que no ataque química o mecánicamente a las mangas filtrantes. • Técnicamente, el Nitrógeno es un gas inerte y químicamente adecuado para ser utilizado en un sistema Pulse-Jet. • Lo único objetable del Nitrógeno es que pueda ser aspirado por seres humanos en cantidades que puedan afectar la salud del trabajador. • Cabe destacar que esta situación se podría producir en condiciones de mantenimiento del secador o del filtro de mangas que no son las recomendadas. • Vale decir que para que esto ocurra, el operador o mantenedor debería ingresar al interior del filtro por el lado incorrecto y sin esperar para el ingreso un tiempo prudente. • Se ha indicado insistentemente que la forma correcta de ingresar a un secador o al filtro es por las puertas de inspección de estos.
SEGURIDAD • También existen Procedimientos de Seguridad Divisionales que deben ser respetados. • Sin embargo, y solo con el propósito de prevenir ante una situación no controlada, donde
efectivamente el mantenedor ingrese por la puerta de inspección, nuestras sugerencias y recomendaciones son las siguientes: • Una vez que la Planta esté fuera de servicio, y si por alguna razón se deban realizar intervenciones de mantención se debe proceder según lo siguiente: • 1.- Coordinar con Operaciones el trabajo a ejecutar y la forma de la intervención. • 2.- Si se trabaja en el interior en cualquier parte de la Planta, coordinar con operaciones antes de detener la Planta con el objeto de extraer el concentrado que se encuentra en su interior. • Nota. Si el proyecto no dejó instalada la carretilla para aislar el Nitrógeno del sistema, esta debe ser instalada a la brevedad en esta red después del acumulador. • 3.- En los distintos sectores de la Planta, esperar 15 a 20 minutos y luego abrir las puertas de inspección o acceso. • 4.- Utilizar un medidor de oxígeno para medir la concentración al interior de la instalación, si los niveles de O2 son aceptables se puede ingresar al interior. • 5.- Toda operación al interior de la Planta debe ser realizada con los implementos de seguridad adecuados y que están estipulados en el reglamento interno de Codelco.
EJERCICIOS DE APLICACIÓN 1.- V o F A)____La Planta de Lecho Fluidizado tiene la misión de secar el concentrado húmedo que viene con un 8 a 11% de humedad, y entregarlo al proceso con un 0,2 % de humedad. B)____El Sistema de Alimentación de Concentrado Húmedo está compuesto por: •Correa de Alimentación. •Electroimán. •Tolva de Alimentación de 400TM. • Alimentador Correa. •Pesómetro. •Filtro de la Tolva. C)____ El Secador está compuesto por: La Cámara de Combustión, El Windbox, La Fluoplaca, La Cámara de Expansión, Las Bombas PD y La Tolva Intermadia de 500 TM. D)____El Detector de Llama, es para evitar que se quemen las mangas.
2.- Indique y explique cuales son las ventajas de l lecho fluidizado en un Secador de concentrado de cobre. 3.- Desarrollo A)
¿Como se procede para evitar que un ventilador o extractor funcione en la región de inestabilidad (desenganche o bombeo)?
B)
Describa las etapas y coordinaciones principales que ejecuta un mantenedor cuando interviene en alguna actividad de reparación en una Planta de Lecho Fluidizado.
RECORDATORIO • Recuerde que la altura es un factor importante en el funcionamiento de un ventilador
porque produce efectos en la densidad del aire. Mientras mayor altura se necesita menos energía eléctrica. La desventaja de la altura es mayor temperatura de funcionamiento por menor disipación de calor. • Recuerde que un Secador de Lecho Fluidizado típico consiste en cuatro elementos
importantes: • La Cámara de Combustión en la cual se calienta el aire para el secado de concentrado de cobre. • El Windbox, dentro del cual es introducido el aire fluidizado. • La Fluoplaca, la cual soporta el lecho de gravilla y permite introducir el aire caliente en el lecho. • La Cámara de Expansión, la cual proporciona un espacio, resguardo para el desenganche de la gravilla y el aire. • Recuerde que el tubo sensor UV es necesario, debido a que cuando la llama se
apaga, éste envía una señal al sistema centralizado PLC que corta el combustible que alimenta el quemador. Este enclavamiento evita finalmente, que entre petróleo o gas natural a la cámara de combustión, eliminando así la posibilidad de una explosión por encendido brusco del combustible.
GLOSARIO TÉCNICO
• Planta de Secado de Lecho Fluidizado: Es un secador que tiene la misión de extraer la
humedad del concentrado recibido con un promedio de 8% de humedad y entregarlo al proceso con un 0,2%. Esto lo realiza por medio de gravilla fluidizada con aire caliente. • Trenes de Combustible: Conjuntos de cañerías (piping) y accesorios (fiting) que
conforman la red de suministros al quemador. • Windbox: Parte inferior del secador con protección interior refractaria, en el cual conecta
la cámara de combustión y por el otro costado se introduce el aire de fl uidización. • Placa Orificio: Placa instalada entre bridas de un tren de cañería cuya perforación
interior calibrada sirve de referencia para medir flujos. • Detector de llama: Elemento especial diseñado para detectar la llama ultravioleta del
quemador y entrega la información al PLC con el propósito que se corten los suministros si se apaga el quemador evitando posibles explosiones.
GLOSARIO TÉCNICO
• Polvo: Pequeñas partículas sólidas que se originan por rompimiento o desgaste de
partículas de mayor tamaño en procesos industriales. • Humos: Pequeñas partículas sólidas que se forman a partir de la condensación de
vapores de un material sólido. • Gases: Fluido sin forma que tiende a ocupar un espacio completo, uniforme a presión
y temperatura comunes. • Presión estática: Es la presión potencial que ejerce un fluido en reposo en todas las
direcciones. Para un fluido en movimiento se mide en la dirección normal del flujo. En una red de ductos se manifiesta producto de la fricción que ejerce el fluido. La presión estática puede ser positiva o negativa dependiendo si el sistema trabaja bajo succión o no. La presión estática se mide en mm de columna de agua, en pulgadas de columna de agua, o bien en pascales.
