MEMORIA DESCRIPTIVA INSTALACIONES INTERNAS DE GLP
PROYECTO – MULTIFAMILIAR PISCINA GLP
REV. DESCRIPCIÓN 01 Instalación Interna GLP 02 Instalación Interna GLP
REALIZADO POR Jorge Paulino Romero Jorge Paulino Romero
REVISADO POR JPR JPR
APROBADO POR FECHA JPR 30/06/17 JPR 22/11/17
Proyecto: INSTALACION DE GLP PARA CALENTAR PISCINA
MEMORIA DESCRIPTIVA 1.- INTRODUCCION El proyecto consiste en el diseño y la construcción de una Instalación Interna de GLP para calentar agua de una piscina del MULTIFAMILIAR, ubicado Los Castaños N° 430, Distrito de San Isidro, Provincia de Lima y Departamento de Lima. 2.- OBJETIVOS La presente documento determina el alcance y la descripción de las instalaciones Internas de GLP para una PISCINA dentro de un Multifamiliar. 3.- CÓDIGOS Y NORMAS Los siguientes códigos y estándares conforme a la última edición publicados por las siguientes autoridades, además de las normas vigentes en Perú, de las leyes y decretos sobre aspectos referidos a la seguridad, salud u otros, deben ser considerados para el diseño, fabricación, montaje y pruebas.
RNE Reglamento Nacional de Edificaciones-PERU/ EM-040-2009 ASTM American Society for Testing and Materials NFPA 54 Código Nacional de Gas combustible NFPA 58 Código del Gas Licuado de Petróleo NTP 321.121 Instalación de Redes Internas de GLP NTP 321.127 Ventilación en recintos internos de instalación de GLP NTP 321.128 Evacuación de los Productos de la combustión de los gases generados por artefactos a GLP
4.- ALCANCES DEL PROYECTO La instalación de la red interna de GLP de una PISCINA dentro de un Multifamiliar, ubicado Los Castaños N° 430, Distrito de San Isidro,
Provincia de Lima y
Departamento de Lima. Incluye: Una red de tuberías de distribución interna para una piscina, con las consideraciones para el dimensionamiento de tuberías, selección de materiales, accesorios y equipos de GLP.
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5.- DESARROLLO DEL DISEÑO DE INSTALACION INTERNA DE GLP El proyecto comprenderá la ejecución del tendido de redes interna para suministrar GLP. Para el presente proyecto se diseñó una red de GLP, de una instalación interna con 2 ETAPAS: regulador en la 1era ETAPA de 4 barg a 340 mbarg y un regulador en la 2da ETAPA de 340 mbarg a 32 mbarg para EL CALENTADOR DE AGUA de la piscina, la cual estará conformada de la siguiente manera: -
La regulación de 1era ETAPA (4 barg - 340 mbarg), estará a la salida de 03 balones de GLP de 45 kg. Luego válvula general de corte, estará después de 1era regulación, luego la línea será en tubería de COBRE de Ø ¾” , a la vista, hasta la otra 2da regulación. Las Redes internas será a la vista con tuberías de COBRE, para 01 puntos de consumo. Esta línea tendrá una 2da ETAPA DE REGULACION (340 mbarg – 32 mbarg), que van hacia el calentador de agua de la piscina.
6.- CONSTRUCCION E INSTALACION DE RED INTERNA Para la construcción e instalación de tuberías se tomaron en consideración las especificaciones técnicas de los materiales y accesorios indicados en la NTP. Especificaciones Técnicas para los materiales: Tuberías: Se emplearan tuberías de cobre rígido de tipo “L conforme a la NTP 342.052, O ASTM
B88 M / ASTMA B88 cuyos diámetros se presentan en el siguiente cuadro: TABLA N° 1 Diámetro Nominal (pulg)
Espesor mm.
en Presión Max. Presión de Peso Kg/tubo Trabajo (PSI) Ruptura (PSI)
½”
1.02
823
4065
2.5
¾”
1.14
642
3210
4.8
1”
1.27
553
2765
5.8
Accesorios y Uniones: Los accesorios de COBRE unidos con soldadura fuerte por capilaridad cumplirán con lo establecido en la NTP 324.522-1 con referencia en dimensiones en milímetros. Los extremos de los accesorios se unirán con las tuberías de cobre mediante soldadura por capilaridad para líneas matrices y línea montante se aplicara soldadura fuerte, las líneas individuales internas se realizaran con soldadura blanda según NTP (Norma Técnica Peruana).
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Válvulas de Cortes y Válvulas de Servicios Las válvulas de corte deben ser de cierre rápido de un cuarto de vuelta con tope, y deberán ser aprobadas por el manejo de GLP. La norma técnica aplicable para la válvula de servicio es la ANSI B16.33 y para el rango de presión, las válvulas de corte deben cumplir con la EN 331 o la ANSI B 16.44. En ambos tipos de válvulas también debe cumplir con norma técnica equivalente, o norma técnica internacional de reconocida aprobada por entidad competente. Las válvulas de corte deben indicar para la posición cerrada con la manija perpendicular a la tubería y para la posición abierta con la manija paralela a la tubería. Reguladores El sistema de Regulación es de 2 ETAPAS: 1era ETAPA estará ubicado después de los 03 balones de GLP de 45 kg., la línea interna debe tener una presión de trabajo de 340 mbarg que va hacia 01 calentador de agua un caudal de 1.697 m3 /h. El regulador de la segunda etapa estará ubicado antes de la llave de corte del artefacto, regulando la presión de ingreso de 340 mbarg a 32 mbarg con un caudal de 1.697 m3 /h. 7.- Diseño y dimensionamiento del sistema de tuberías Para el diseño se incluyó la ubicación y trazado del sistema de tuberías de la instalación con todos los accesorios. Las dimensiones de la tubería están en función de los siguientes valores: -
Máxima cantidad de GLP requerido por el equipo de consumo es: 1.697 m3(s)/h. Caída de presión permitida entre puntos de suministro y los equipos de consumo 5 mbarg. Velocidad permita del GLP según la NTP en Media Presión es 40 m/s. Velocidad permitida del GLP en presión Baja es 0.5 m/s. Las prevenciones técnicas para atender demandas futuras.
Cuadros de consumos La instalación esta dimensionada para conducir el caudal requerido por los equipos de consumo como se muestra en el siguiente cuadro: TABLA N° 2 CUADRO DE CONSUMOS MAXIMOS CANTIDAD 01
DESCRIPCION
CAPACIDAD TERMICA (BTU/H)
CALENTADOR DE AGUA
150 000 / 45 kw
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CAUDAL m3(s)/h. 1.697
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TOTAL
45 kw.
1.697
Ventilación En los ambientes interiores de una propiedad donde se instalen equipos a gas, la ventilación debe ser proporcional a la potencia nominal agregada o conjunta de todos los artefactos de gas instalados en cada recinto, mayor o igual 4.8 m 3 /kw. para que el espacio no sea CONFINADO. El local donde estará instalado EL CALENTADOR DE AGUA de la piscina es confinado, llevara 02 rejillas de ventilación, hacía el exterior (ver en cálculo de Ventilación). Ductos de Evacuación En la combustión de los artefactos a gas natural seco, se generan gases de la combustión que deben ser evacuados del lugar en donde esta se realiza, de lo contrario afectarían al usuario (veneno). La evacuación de los productos de la combustión de los artefa ctos TIPO “B” según NTP se debe de evacuar, porque si no va causar problema de envenenamiento a los usuarios. El calentador de agua para piscina son artefacto evacuación (tendrá una chimenea).
TIPO “B” necesita ducto de
Prueba de Hermeticidad Por norma de seguridad después de construida cada red se realiza una prueba de hermeticidad para comprobar que la soldadura realizada esta correctamente realizada, esto se detecta en plena prueba con agua jabonosa y luego será corregida inmediatamente, realizando nuevamente la prueba hasta comprobar su hermeticidad. Toda prueba de hermeticidad se realizara frente a un representante de los propietarios y un supervisor de la EMPRESA CONTRATISTA, corroborando el inicio y el final de la prueba, al final de dicha prueba se entregara una copia del Acta de la prueba de Hermeticidad, la cual debe ser firmada por ambas partes en señal de conformidad. Las líneas de hermeticidad de acuerdo a la norma NTP 111 011 ver cuadro adjunto. TABLA N° 3 Presión de operación en la Presión mínima de ensayo Tiempo mínimo de ensayo tuberías P< 13.8 kPa (p< 2 PSIG) (P< 136 mbar) 13.8 kPa< P< 34.5 kPa
34.5 kPa (5 PSIG)
15 minutos
(340 mbar) 207 kPa
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(2 psig< P < 5 psig)
(30 psig)
(136 mbar
(2.1 bar)
1 hora
Gasificación Es el proceso de llenado con gas natural las tuberías de la red interna, que estaba con aire, luego de las pruebas de hermeticidad; se requiere que dentro de las tuberías, no se generen mezclas inflamables, paran lo cual se podrán utilizar diferentes métodos, incluyendo la utilización de gases inertes en las pruebas de hermeticidad. Durante el proceso de gasificación, las mezclas extraídas del sistema de tuberías no serán liberadas a espacios confinados. La gasificación de una instalación interna se inicia desde el centro de medición, hasta los artefactos conectados, la gasificación culmina cuando la llama de los artefactos
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es uniforme, momento en el cual se garantiza que en la red de tuberías no quede mezcla de aire y gas, solo GLP. Cuando el artefacto a gas no está calibrado para el tipo de gas que se va a suministrar, se efectuara el ajuste correspondiente o conversión que garantice su correcto funcionamiento. Esta operación solo podrá ser ejecutada por personal técnico calificado del fabricante del artefacto o su representante comercial.
MEMORIA DE CÁLCULO 1.- OBJETIVO La presente memoria de cálculo tiene como objeto dar a conocer las consideraciones técnicas empleadas para el diseño y dimensionamiento del sistema de tuberías, ventilación y evacuación de los productos de la combustión. Asimismo para las
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ampliaciones futuras previstas; teniendo en cuenta las limitaciones en la perdida de carga y la velocidad del flujo de GLP. 2.- ALCANCE El diseño comprende una red interna de GLP de 2 ETAPAS: 1era ETAPA de regulación de 4 barg – 340 mbarg y en una 2da ETAPA de 340 mbarg – 32 mbarg. 3.- FORMULAS APLICABLES Para los cálculos de los diámetros de la red de gas natural seco se emplearon la fórmula de Renouard (media presión) y Pole (baja presión) – formulas aplicables para el diseño de tuberías, según NTP 321.212 (GLP) 3.1 Formula de Pole Ø = [(L/ΔP) * (PCT/ Coef. * K)2 ](1/5) O = Diámetro interno (cm) L= Longitud (m) ΔP = Variación de Presión (Pa)
PCT= Potencia total (Mcal/h) K = Factor de fricción Coef. = Para GLP 3.2 Formula de RENOUARD
ΔP = perdida de presión en mbar
d = G.E. = gravedad especifica L = longitud en m. Q = caudal en m3 /H D = diámetro en mm. 4.- PARAMETROS DE DISEÑO
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GLP: Gas Licuado de Petróleo Gravedad especifica = 1.26
Poder Calorífico = 22 265 Kcal/m3 (NTP)
5.- CALCULO DE CAUDAL TABLA N° 4 ITEM 01
EQUIPO CALENTADOR DE AGUA
POTENCIA
CONSUMO
NONIMAL (BTU/H)
(m3/h)
150 000 /45 kw
TOTAL
1.697
45 kw
1.697
6.- SELECCIÓN DEL REGULADOR Regulador de 1era ETAPA (FISHER) 627-7710 de 1” x 1” FNPT
.
Caudal de diseño = 1.697 m3 /h Presión de entrada = 4 barg Presión de salida = 340 mbarg Regulador de 2da ETAPA (FISHER) R422 DDF de Caudal de diseño
¾” x ¾” FNPT
= 1.697 m3 /h
Presión de entrada = 340 mbarg Presión de salida = 32 mbarg 7.- CALCULO DEL DIAMETRO Véase anexo N° 1
8.- VENTILACION Según NTP 321 127 (GLP) CALCULO DE VENTILACION SEGÚN NTP TABLA N° 5
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EQUIPOS DE PISCINA ITEM
Artefactos CALENTADOR DE AGUA
01 2
Área (m ) Altura (m) Volumen Físico (m3) Calculo del espacio Confinado Volumen necesario (m3) V= (4.8 m3/kw )x( 45 kw)
Potencia (Kw.) 45.00
Total 11.00 2.80 30.80
45.00
216
CONFINADO
Calculo de Rejilla de ventilación Área libre (cm 2) Ventilación al Exterior (6 cm 2 / kw)
560 cm2
Área ventilación superior
560 cm2
PLASTICO
Área ventilación inferior
560 cm2
PLASTICO
SEGÚN FICHA TECNICA DEL EQUIPO RECOMIENDA QUE EL AREA MINIMA DE VENTILACION Página 12 – tabla N° “D” A = 490 cm2 (ficha técnica) < A = 560 cm2 (calculo)
9.- EVACUACION DE LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTION La chimenea de Evacuación de los productos de la combustión (NTP 321.128 - GLP) Según ficha técnica el CALENTADOR DE AGUA recomienda que debe llevar ducto de Evacuación es un artefacto TIPO “B”
SELECCIÓN DEL DUCTO DE EVACUACION: Potencia del Artefacto = 45 kw. x 3.6 = 162 MJ/H Diámetro del collarín = 4 pulgadas TABLA N° 6
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FUENTE: NTP 321-128- TABLA N° A1 Chimenea, accesorios y conectores, metálicos de pared sencilla acoplados a un solo artefacto de gas TIPO B1 (por tiro natural)
SELECCIONAMOS: POTENCIA (Pot)
= 162 MJ/H
ALTURA (H)
= 6.10 m hasta 9.10 m (alturas máximas)
DIAMETRO Ø
= 127 mm = 5 pulgadas
10.- ESPECIFICACIONES TECNICAS TABLA N° 7 ITEM
MATERIAL
TIPO
TUBERIAS
COBRE
Tipo “L”
NORMA NTP 342.052 ASTM B 88
ACCESORIOS Y COBRE
SOLDABLE
NTP 342.522-1
UNIONES SOLDADURA
PLATA
FUERTE
NTP 321.121
SOLDADURA
ESTAÑO
BLANDA
NTP 321.121
VALVULAS
BOLA
ROSCADA
ANSI B 16.33 ANSI B 16.44
MEDIDOR
SEGÚN FABRICANTE
DIAFRAGMA
ANSI-B 109 CEN-EN 1359
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REGULADORES
SEGÚN FABRICANTE
FISHER
USA
11.- JUSTIFICACION TECNICA 11.1
SISTEMA DE SEGURIDAD Y CONTROL Los balones de GLP vendrá provisto una válvula de cierre manual. En la línea de GLP después de los balones de GLP tendrán, manómetro de presión y válvulas de alivio de presión, para su control.
11.2
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA INCENDIO
Se dispondrá de lo siguiente: - Extintores portátiles de polvo químico seco de 12 kgs. tipo ABC, colocados en un lugar visible y de fácil acceso. En la zona donde están los balones. - En la zona del COMBUSTIBLE NO FUMAR”
tanque
deberá pintarse la frase
“Gas
12.- SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Las tuberías, accesorios y válvulas de GLP. NO LLEVARA conexión de línea a tierra para las descargas electrostáticas. Porque el sistema de encendido del calentador de agua es de un chispero de bajo voltaje (24 -29 voltios) según ficha técnica (pag. 20) del equipo a instalar (ADJUNTO FICHA). Además en el cambio de los balones (45kg.) de GLP se realizara manualmente 13.- IMPACTO EN EL AMBIENTE El Gas Licuado de Petróleo (GLP) es el combustible que mejor conjuga versatilidad (en cuanto a su capacidad de seguro manejo tanto en estado líquido como gaseoso), eficiencia (en cuanto a su facilidad de utilización y suministro de peso o volumen) y compatibilidad ambiental (dado la ausencia de gases tóxicos y ozono reductores, tanto en su propia composición como en los productos de su combustión ).
El Gas (GLP) es considerado como una energía ecológica que no contamina el medio ambiente ni produce corrosión en tuberías, ni artefactos.
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El GLP a utilizar es un producto no tóxico y además los gases quemados producto de su combustión están limpios y exentos de azufre por lo que no se produciría contaminación ambiental. Los gases de combustión son, ORIGINADOS en esta etapa, por el gas + aire y los productos de combustión son: agua (gaseoso) + anhídrido carbónico (CO2); es cuando la combustión es COMPLETA. Si es incompleta EXISTE monóxido de carbono (CO)
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ANEXOS
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ANEXO N° 1 CALCULO DE RED INTERNA
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ANEXO N° 2 ESPECIFICACIONES TECNICAS DEL COMBUSTIBLE
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ESPECIFICACIONES FĺSICO QUĺMICA DE GLP : Gas Licuado de Petróleo (GLP) Presión de vapor a 20° C (68°F)
:
105
psig
Presión de vapor a 100° C (212°F)
:
164
psig
Gravedad específica del líquido (prom.)
:
0.540
Presión de operación en tubería de transferencia y tanque : Presión tubería matriz de distribución (montaje)
: 15 a 35 psig
Presión máxima en tanque
:
Temperatura máxima Tolerancia por corrosión
80.00 psig 208 psig :
:
Presión hidrostática de prueba de tuberías
Ambiente 30° C
1.5 mm. :
120
psig
Velocidad de GLP en media presión
:
40 m/seg.
Velocidad de GLP en baja presión
:
0.5 m/seg.
Poder Calorífico: (PCS) Gravedad Específica del gas
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:
22 265 kcal/m3
:
1.62
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ANEXO N° 3 FICHAS TECNICAS DE LOS ARTEFACTOS Y MATERIALES
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ANEXO N° 4 PLANOS DE DISTRIBUCION E ISOMETRICO
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