Filosofia de Operacion Filtros Cascara de Nuez

NEW GAS AND OIL S.A. ESTACIÓN APIAY / SURIA Filtros de Cáscara de Nuez

ECP-564215-FC-01-0

FILOSOFIA DE CONTROL

Página 1 de 30

MAR 23 de 2010

FILOSOFIA DE CONTROL FILTROS CÁSCARA DE NUEZ OP_564215

0 EMITIDO PARA COMENTARIOS ECP A EMITIDO PARA COMENTARIOS INTERNOS REV DESCRIPCION ÁREAS DE DISTRIBUCIÓN PROC. CIVIL MECAN ELECT. INSTRUM.

CONTROL

23-03-10 15-12-09 FECHA DIST.POR JFV

JFV GBR JFV GBR ELABORÓ REVISÓ ARCHIVO MAGNÉTICO ECP-564215-FC-01-0

NGO APROBÓ


ECP-564215-FC-01-0


Página 2 de 30

MAR 23 de 2010

Contenido 1

INTRODUCCIÓN _____________________________________________________3

2

DEFINICIONES ______________________________________________________4

3

OPERACIÓN GENERAL DE LOS FILTROS DE CÁSCARA DE NUEZ __________5 3.1 SECUENCIAS Y ETAPAS DE OPERACIÓN DE LOS FILTROS _____________ 5 3.2 Reglas Generales para la Operación individual del FILTRO _______________ 8 3.3 Operación de las Bombas_____________________________________________ 13

4

SECUENCIA DETALLADA DE CONTROL DE CADA FILTRO________________14 4.1 Estado de stand by: __________________________________________________ 14 4.2 Estado EN SERVICIO: ________________________________________________ 14 4.3 Retrolavado del Lecho Filtrante:_______________________________________ 14 4.3.1 Etapa Uno. Filtración ______________________________________________________ 15 4.3.2 Etapa Dos. CSP___________________________________________________________ 16 4.3.3 Etapa Tres. Aislamiento ____________________________________________________ 17 4.3.4 Etapa Cuatro. Fluidización I ____________________________________________________ 19 4.3.4 Etapa Cinco. Descarga _____________________________________________________ 20 4.3.6 Etapa Siete. Asentamiento___________________________________________________ 22 4.3.7 Etapa Ocho. Normalización _________________________________________________ 23

5

TABLA DE LA SECUENCIA DE VÁLVULAS POR FILTRO __________________24

6

MODO DE OPERACIÓN DEL CONJUNTO DE FILTROS ____________________25

7

BOMBAS DE ALIMENTACIÓN DE LOS FILTROS _________________________27

8

BOMBAS DE FLUIDIZACIÓN__________________________________________28

9 ESTADOS Y MODOS OPERATORIOS EN LOS CUALES EL FILTRO NO NECESITA ALIMENTACIÓN DE AGUA Y GENERA UN BIT DE PARADA PARA LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN DEL FILTRO. __________________________________30


ECP-564215-FC-01-0


Página 3 de 30

MAR 23 de 2010

1 INTRODUCCIÓN En este documento se explica los detalles de operación del Sistema de Filtración de Aguas Residuales Automatizado para las Estaciones de Apiay y Suria. El sistema de filtración consta de cuatro (4) unidades a presión del tipo flujo descendente (Down-flow) con capacidad de 50,000 BWPD, en el caso de Apiay, y tres (3) unidades a presión del tipo flujo descendente (Down-Flow), con capacidad de 60,000 BWPD, en el caso de Suria. El medio filtrante consiste de un lecho de “Cáscara de Nuez”, material adecuado para retener el crudo y las partículas sólidas presentes en el agua de producción. El agua ingresa al Filtro de “Cáscara de Nuez” a una presión entre 50 y 60 psi. A medida que se acumula el crudo y las partículas sólidas en el lecho filtrante, aumenta la caída de presión a través del mismo. Al proceso de regeneración del lecho se le llama retrolavado el cual se hace cada determinado tiempo (programado por el operador) de cualquier forma por seguridad estructural del equipo (no por práctica operativa) cuando se alcanza un valor de caída de presión de máximo de 10 psid (20 psi es el máximo diferencial por diseño estructural), el cual inicia un ciclo de retrolavado automáticamente. Las etapas del ciclo de retrolavado se ejecutan de acuerdo a los tiempos establecidos a través de un controlador. El ciclo de retrolavado se realiza también por decisión del operador desde la HMI. El agua para realizar el retrolavado es la misma agua de proceso a tratar, la limpieza se efectúa invirtiendo el flujo a través de la unidad para remover y desplazar las trazas de crudo acumuladas, esta acción inversa (junto a la inercia generada por la presión a válvula cerrada de la bomba de alimentación) expande el medio filtrante, limpiándolo por acción hidráulica y fricción entre partículas.


ECP-564215-FC-01-0


Página 4 de 30

MAR 23 de 2010

En la primera parte de este documento se explican algunos conceptos y definiciones claves para entender el funcionamiento y el proceso de las secuencias implementadas. La parte central se dedica a explicar los pormenores de las secuencias, haciendo énfasis en las condiciones y características de cada uno de los estados y etapas que se ejecutan cuando están en funcionamiento.

2 DEFINICIONES Filtro Cáscara de Nuez: Es el conjunto de elementos formado por un tanque de alta presión, dos (2) válvulas neumáticas de entrada (con switch de posición), cuatro (4) de salida (con switch de posición) y una válvula solenoide de ½” (sin switch de posición) para refrigeración del sello de la Bomba de fluidización, una (1) Bomba de Fluidización, una (1) Bomba de Alimentación del Filtro (Bomba suministrada por el cliente, se requiere instalación de bomba por filtro) y la instrumentación compuesta por un transmisor de presión de aire de instrumentos (PT), un Transmisor indicador de presión manométrica de entrada de agua (PIT) y un transmisor indicador de presión diferencial entre la entrada y la salida de agua filtrada (PDIT). Estados de una Secuencia: Condición posible del Filtro de cáscara de nuez. Se entra o se sale de un estado por comando del operador o por condiciones de proceso. No hay un tiempo límite para cada Estado. Los estados son excluyentes entre sí (no es posible que un Filtro este en dos estados al mismo tiempo). En cada Estado se deben ejecutar una serie de comandos y operaciones para que se considere que el estado es exitoso. El control debe proveer de los medios para que el operador sepa con seguridad el estado de los elementos y equipos en campo.


ECP-564215-FC-01-0


Página 5 de 30

MAR 23 de 2010

Ciclo: son periodos de tiempos en que se realizan una serie de secuencias programadas en el controlador y que se repiten periódicamente. Para el caso del Filtro de cáscara de nuez existen dos (2) ciclos: •

Filtración

•

Retrolavado

Etapas de un ciclo: Al interior de los ciclos, hay divisiones definidas de operación. Estas etapas son divisiones (o subciclos) dentro de un mismo ciclo. Las etapas son controladas por tiempo predefinido, pero que el operador puede modificar en cualquier instante. En cada etapa se deben ejecutar una serie de comandos y operaciones para que se considere que el ciclo es exitoso. El control en todos los medios para que el operador sepa con seguridad el tiempo transcurrido en una determinada etapa, el estado de los elementos y equipos en campo, etc. Cuando una etapa se concluye el sistema continúa automáticamente con la siguiente etapa válida para la operación.

3 OPERACIÓN GENERAL DE LOS FILTROS DE CÁSCARA DE NUEZ 3.1

SECUENCIAS Y ETAPAS DE OPERACIÓN DE LOS FILTROS

El ciclo de funcionamiento de los filtros de cáscara de nuez tiene dos semiciclos de funcionamiento que son: 1. Filtración: función principal del sistema y que consiste en remover el contenido de sólidos y aceite remanente mediante filtros con lecho de “Cascarilla de nuez”.


ECP-564215-FC-01-0


Página 6 de 30

MAR 23 de 2010

2. Retrolavado: ciclo de limpieza del lecho que se efectúa invirtiendo el flujo a través de la unidad para remover y desplazar las trazas de crudo acumuladas, esta acción inversa expande el medio filtrante, limpiándolo por acción hidráulica y fricción entre partículas, compuesta a su vez por las siguientes etapas en su respectivo orden:

•

CSP

•

Aislamiento

•

Fluidización I

•

Descarga

•

Fluidización II

•

Asentamiento

•

Normalización

La duración del ciclo de filtración es de aproximadamente 11:30 horas y la de retrolavado es de aproximadamente 30 minutos (Tiempo determinado por la carga de entrada al filtro y que se ajustará en campo durante la puesta a punto), lo que indica que un ciclo completo durara cerca de 12 hrs., al cabo del cual se repetirá automáticamente. Señales por cada filtro:

•

Entradas digitales: 12 ( 24vdc)

•

Salidas digitales: 7 (24 vac)

•


ECP-564215-FC-01-0


Página 7 de 30

MAR 23 de 2010

Entradas análogas: 2 (4-20 mA con protocolo Hart), presión de entrada al filtro, Presión diferencial (In-Out). Y una señal análoga 4-20 mA correspondiente al aire de instrumentos.

Identificación De Válvulas: Las acciones descritas para las siguientes válvulas se refieren a la entrada y salida del fluido en cada filtro.

Servicio

Filtro

Entrada Agua a Filtración

SV-101

Entrada Agua Retrolavado

SV-102

Salida Agua Retrolavado

SV-103

Salida Agua Normalización

SV-104

Salida Agua Filtrada

SV-105

Venteo o Desnate

SV-106

Refrigeración Sello Bomba Retrolavado

CSV-101

Notas. 1. Las válvulas son tipo mariposa con actuador neumático de efecto simple es decir que son válvulas de cierre a la Falla (FC) y con indicación de posición electromecánico. 2. Los tags mostrados son únicamente a modo informativo. Los tags definitivos para cada filtro se encuentran en el listado general de señales.


ECP-564215-FC-01-0


Página 8 de 30

MAR 23 de 2010

Disposición de elementos del Filtro 106

CSV Bomba Fluidización

101

Lecho

Filtrante

Bomba Alimentación

102

104

Lámina Ranurada

105 103

3.2

Reglas Generales para la Operación individual del FILTRO

El modo de operación del filtro será manual o automático. -

Modo De Operación Manual: no se ejecuta secuencia automática de filtración o retrolavado sobre el filtro, y en este modo de operación, el operador puede manipular individualmente las válvulas automáticas que hacen parte del filtro desde la HMI. (La bomba de retrolavado por salvaguardar su integridad no se recomienda, ni esta la opción, de arrancarla manualmente desde la pantalla; esta bomba solo se opera manualmente desde su estación de mando local).

-


ECP-564215-FC-01-0


Página 9 de 30

MAR 23 de 2010

Modo De Operación Automático: en este, el programa toma el control sobre todos los dispositivos y equipos del filtro. Tiene 2 estados válidos: 1. Stand-by (Filtro Inactivo) 2. En Servicio (Filtro Activo)

El proceso de operación del filtro puede estar en uno de estos 2 estados. Es posible pasar del estado de Stand-by al estado de En Servicio o viceversa. Durante la etapa de retrolavado no es posible pasar del estado de En Servicio al estado de Stand by desde la pantalla, ya que no es recomendable parar el equipo durante esa etapa. Solamente se puede pasar al modo de operación Manual mientras el equipo esté en el estado Stand by. Cuando el Filtro pasa del modo de operación Manual a Automático, toma un estado inicial de Stand-by. Los cambios de modo y estado se realizan solamente por demanda del operador, a través del panel de operación (HMI). Cuando el controlador se encuentra en estado En Servicio y detecta una falla que no permita su operación, suspende de inmediato este estado y entra en el estado Stand by. En el caso de cualquier falla se genera una alarma visible en el panel de operación, que indica el dispositivo que ha fallado. Al generarse una falla solamente el equipo puede volver al estado En Servicio cuando se halla reconocido y reposicionado (reset) la falla que se presentó.


ECP-564215-FC-01-0


Página 10 de 30

MAR 23 de 2010

Cada vez que el controlador envía un comando de apertura o cierre a una válvula se bebe esperar 10 seg. A que alcance su estado (cerrada o Abierta) para confirmarlo. En el caso de la bomba de fluidización, se tienen cuatro señales; selector local/Remoto, falla, voltaje de alimentación del arrancador y señal de estado; de manera que el controlador evalúa la disponibilidad y envía el comando a la bomba esperando un tiempo a que éstas alcance el estado deseado. Si el estado requerido para válvulas y bomba de fluidización no es alcanzado transcurrido el debido tiempo, y además no se confirma la alimentación de agua al filtro, el control suspende la etapa o estado actual, ejecuta el comando que lleva al Filtro al estado de Stand-by (Cerrar todas las válvulas y/o apagar bomba de fluidización, y envió de señal para parar la alimentación de agua, según sea el caso) y genera una alarma al operador que indica el dispositivo que ha fallado; este es el primer punto donde es importante el montaje de bomba de alimentación por filtro, ya que por control y para garantizar la activación de cada equipo es solo y solo si la bomba de Alimentación seleccionada como única para el filtro confirma el estado de encendida. Cuando la falla se presenta estando en el ciclo de Filtración esta debe continuar con el tiempo trascurrido antes de la falla, hasta alcanzar el tiempo establecido por el operador, luego que se reconozca la falla, si la falla se presenta en una de las fases del ciclo de Retrolavado, el filtro pasa automáticamente al estado de stand by a espera del reconocimiento de la falla por parte del operador para iniciar nuevamente el proceso. Tanto las válvulas como las bombas son de comando sostenido. Mensajes de fallas para las válvulas: •

Falla indefinido a 0

•

Falla indefinido a 1

•

Falla apertura manual

•

Falla cierre manual

•

Falla apertura automática

•

Falla cierre automático


ECP-564215-FC-01-0


Página 11 de 30

MAR 23 de 2010

Mensajes de fallas para las Bombas: •

Falla bomba en local

•

Falla General

•

Falla arranque manual

•

Falla parada manual

•

Falla arranque automático

•

Falla parada automático

Las siguientes son las condiciones generales para la operación en modo automático de cada filtro: • El modo de funcionamiento del filtro es puesto en AUTOMATICO por comando del operador desde la estación de trabajo. • La etapa de operación de cada Filtro y el estado de los elementos asociados se debe visualizar en una pantalla en la estación de trabajo. • Si alguna Bomba implicada en la secuencia de operación de la etapa actual del Filtro; falla durante la operación en AUTOMATICO el filtro pasa a estado Stand By y presenta una alarma en la HMI, cuando se reponga la falla y la alarma, continuara con el tiempo de filtración que llevaba si la falla sucede durante el ciclo de filtración, si se presenta en el ciclo de retrolavado se pierde la cuenta del tiempo que llevaba en el proceso de retrolavado y el filtro entra en Stand By. Lo mismo ocurre para la falla por baja presión de aire instrumentos. • La etapa de Retrolavado se hace por demanda del operador con ventana de confirmación o automáticamente cuando las condiciones de proceso así lo requieran; ya sea porque el tiempo de la etapa de Filtración culminó o por que la presión diferencial entre la entrada de agua al filtro y la salida de agua filtrada es mayor o igual a 10 psi.


ECP-564215-FC-01-0


Página 12 de 30

MAR 23 de 2010

• Cuando un Filtro esté en Retrolavado, la secuencia impide que cualquier otro Filtro entre a la etapa de Retrolavado, haciendo que este siga filtrando hasta que haya disponibilidad para entrar. Este es el segundo punto para determinar la importancia del montaje de Bomba de Alimentación por filtro, ya que como se va a tener a la vez solo un filtro en etapa de retrolavado, es la única forma de obtener un flujo mínimo ó máximo necesario en el retrolavado para garantizar la correcta limpieza del lecho filtrante, además de poner la bomba de alimentación a válvula cerrada lo que realiza, por la inercia al liberar el flujo, la des compactación del lecho. • Si un filtro esta en Retrolavado y otro filtro presenta un diferencial de presión mayor o igual 10 psi

este ultimo sigue filtrando hasta que termine el otro, pero si la presión

diferencial supera las 20 psi este pasa ha estado de Stand By. • Cuando la etapa de Retrolavado se ejecuta por demanda del operador (es posible solamente

en

modo

AUTOMÁTICO)

las

fases

de

retrolavado

se

ejecutan

automáticamente y una vez finalizada se sigue con la etapa de filtración de forma normal. • Una vez se inicie la etapa de retrolavado la opción de retrolavado manual será deshabilitada y se hará caso omiso de cualquier requerimiento de retrolavado para el filtro que ya este en esta etapa. • Si la bomba de alimentación se apaga por cualquier falla su correspondiente filtro pasa a estado de bloqueo (Stand By) deteniéndose la secuencia (se cierran todas sus válvulas), hasta que el operador verifique la falla e inicie nuevamente la secuencia manteniendo el tiempo acumulado de filtración que llevaba. • Se llevarán estadísticas de cuantas etapas de Filtración exitosas se llevan, cuantas etapas de retrolavado exitosas y fallidas van acumuladas, incluyendo fecha y hora de la


ECP-564215-FC-01-0


Página 13 de 30

MAR 23 de 2010

última etapa de Filtración y retrolavado exitoso, además se debe incluir un botón de reset de estos datos con pantalla de confirmación. • Se debe graficar la presión diferencial de los Filtros con un registro histórico de al menos 2 hrs., cada vez que sea consultada. • Los tiempos de duración de cada una de las etapas tienen un valor predeterminado con el cual el sistema arranca. Estos valores de tiempo pueden ser modificados por personal autorizado (CLAVE OPERADOR) mediante una clave de acceso que le habilita efectuar dichos cambios. Estos tiempos son independientes para cada uno de los Filtros. • Los Set points de presión diferencial para que entre en retrolavado y presión diferencial para el filtro entre a Stand By tienen un valor predeterminado con el cual el sistema arranca. Estos valores de presión pueden ser modificados por personal autorizado (CLAVE SUPERVISOR, únicamente por personal de New Gas and OIL e ICCD) a la que se tenga acceso con clave diferente a la del apartado anterior. Estos parámetros son los mismos para todos los Filtros.

3.3

Operación de las Bombas

Los conjuntos de bombas del sistema de filtración por filtro son los siguientes: • Bomba de alimentación. • Bomba de Fluidización. Cada Filtro trabaja con una única bomba de alimentación de agua y una bomba de Fluidización. Cuando los Filtros están en automático, la secuencia de control operará las bombas según se requiera. La secuencia de control revisará en todo momento si el estado de la bomba de alimentación es el adecuado; de manera que si se presenta una falla (por ejemplo disparo


ECP-564215-FC-01-0


Página 14 de 30

MAR 23 de 2010

de la bomba y/o la bomba se apaga) el controlador dará por fallida la secuencia y enviara al Filtro al estado Stand By.

4 SECUENCIA DETALLADA DE CONTROL DE CADA FILTRO 4.1

Estado de stand by:

En este estado todas las válvulas asociadas al filtro están cerradas (Ver Tabla 1). No hay fases en este estado y es el estado inicial del filtro. En Stand-by todos los dispositivos asociados al filtro son colocados en AUTOMATICO.

4.2

Estado EN SERVICIO:

El filtro en estado de En Servicio está ejecutando las secuencias correspondientes por lo que está abriendo y cerrando válvulas, apagando y encendiendo bombas según corresponda la secuencia. En Servicio todos los dispositivos asociados al filtro son asegurados en AUTOMATICO para ser operados por el dispositivo de control. Desde este estado se puede pasar a Stand By por demanda del operador o cuando se detecta una condición de Falla.

4.3

Retrolavado del Lecho Filtrante:

El Retrolavado del Filtro se debe iniciar por tres condiciones: 1. Por operación normal debido a la finalización del tiempo de Filtración. 2. Por demanda del operador la cual solo es válida cuando el filtro está en Automático 3. Por presión diferencial igual o mayor a 10 psi y menor a 20 psi. Nota: A una presión de 20 psi el Filtro entra en Stand by hasta que el operador reconozca la alarma por sobre presión y elimine la causa de la falla.


ECP-564215-FC-01-0


Página 15 de 30

MAR 23 de 2010

Cuando un filtro se pasa a Automático arranca en el ciclo de filtración, una vez finalizado se pasa al ciclo de retrolavado el cual está conformado por siete (7) etapas, si uno de los Filtro está en este ciclo y cualquiera de los restantes por cualquier causa requiere entrar a este mismo ciclo, no podrá hacerlo hasta tanto no termine el otro filtro. Más de una unidad de Filtro no puede ser puesta en retrolavado. El ciclo completo del filtro se ejecuta en ocho (8) etapas que comprenden dos procesos: Filtración (Etapa 1) y Retrolavado (Etapas 2 a 8). Al dar inicio el controlador arranca los temporizadores de la etapa que se muestran en las pantallas de proceso e informan al operador del tiempo transcurrido en cada una de las etapas del Filtro. En la tabla 1, se muestra en que etapa deben operar cada uno de los elementos como son de Bomba de fluidización, las válvulas de entrada y salida de agua al filtro, así como solicitud de alimentación de agua.

4.3.1 Etapa Uno. Filtración Etapa en la que el flujo de entrada llega por la parte superior de filtro y atraviesa el lecho filtrante en forma vertical para que por la parte inferior salga el agua filtrada, para lo cual se abren la válvula de Entrada al filtro SV-101, de salida de agua filtrada SV-105 y la válvula de desnate SV-106. Se hace la solicitud flujo de agua desde la bomba de alimentación correspondiente. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas y la bomba de fluidización permanece apagada. Tiempo Estimado = 690 minutos.


ECP-564215-FC-01-0


Página 16 de 30

MAR 23 de 2010

SV106

CSV101

Bomba Fluidización

SV101

Lecho

Filtrante

Bomba Alimentación

SV102

SV104

Lámina Ranurada

SV105 SV103

4.3.2 Etapa Dos. CSP Etapa que realiza una limpieza de la cámara del sello de la bomba de fluidización. Se abre la válvula de refrigeración CSV-101 hacia el sello de la bomba de fluidización, mientras la válvula de entrada de agua al Filtro SV-101, la de salida de agua Filtrada SV-105 y la válvula de desnate SV-106 permanecen abiertas, así como activa la solicitud de alimentación de agua al filtro. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas y la bomba de Fluidización apagada. Tiempo Estimado = 30 segundos


ECP-564215-FC-01-0


Página 17 de 30

CSV101

MAR 23 de 2010

SV106

Bomba Fluidización

SV101

Lecho

Filtrante

Bomba Alimentación

SV102

SV104

Lámina Ranurada

SV105 SV103

4.3.3 Etapa Tres. Aislamiento Etapa que prepara el contenido del filtro para el encendido de la bomba de fluidización, debido a la entrada de agua por la parte inferior. Durante esta etapa no hay flujo hacia el filtro únicamente un aumento de presión dentro de la vasija, presurización y aprovechamiento de la inercia al liberar el flujo de la bomba a presión de válvula cerrada, acción importante para garantizar la des compactación deseada del lecho en las etapas siguientes. Este es el tercer punto para determinar la importancia del montaje de Bomba de Alimentación por filtro, ya que la única forma de obtener la mayor presurización de la


ECP-564215-FC-01-0


Página 18 de 30

MAR 23 de 2010

vasija es llevándola a la presión a válvula cerrada de la bomba de alimentación (Máxima requerida 70 psi), además de aprovechar la inercia al liberar el flujo y esto solo se logra con un montaje de bomba única por filtro, esto es necesario en el retrolavado para garantizar la correcta des compactación y limpieza del lecho filtrante. En esta etapa se abre la válvula de entrada de agua de retrolavado SV-102 y la solicitud de alimentación de agua hacia el filtro permanece activa. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas y la bomba de Fluidización apagada. Tiempo Estimado = 10 segundos

SV106

CSV101

Bomba Fluidización

SV101

Lecho

Filtrante

Bomba Alimentación

SV102

SV104

Lámina Ranurada

SV105 SV103


ECP-564215-FC-01-0


Página 19 de 30

MAR 23 de 2010

4.3.4 Etapa Cuatro. Fluidización I Etapa que fluidiza el lecho filtrante por medio de la bomba de fluidización o retrolavado para lograr el paso de los sólidos por el sistema de separación camisa – screen. Se mantiene la válvula de entrada SV-102 abierta, se abre la válvula de refrigeración CSV101 del sello de la bomba de fluidización y la solicitud de alimentación de agua al filtro permanece activa; además se enciende la bomba de fluidización. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas. Tiempo Estimado = 10 segundos

SV106

CSV101

Bomba Fluidización

SV101

Bomba Alimentación

SV102

SV104

Lámina Ranurada SV103

SV105


ECP-564215-FC-01-0


Página 20 de 30

MAR 23 de 2010

4.3.4 Etapa Cinco. Descarga En esta etapa inicialmente se logra la descompactación del lecho deseada ya que se tiene la vasija a la máxima presión a válvula cerrada de la bomba de alimentación (Máxima requerida 70 psi), se tiene encendida la bomba de fluidización y se abre la válvula de salida de retrolavado del filtro, aprovechando la inercia de la bomba al liberar el flujo. El flujo es ascendente para remover el lecho filtrante y así retirar sólidos y residuos aceitosos. Durante esta etapa se abren la válvula de entrada de retrolavado SV-102, la de salida de agua de retrolavado SV-103 y la válvula de lubricación del sello de la Bomba de Fluidización CSV-101, además la bomba de fluidización sigue encendida y la solicitud de alimentación de agua al filtro permanece activa, cumpliendo con un efecto de restregado del lecho filtrante. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas. Tiempo Sugerido = 20 minutos SV106

CSV101

Bomba Fluidización

SV101

Bomba Alimentación

SV102

SV104


SV105


ECP-564215-FC-01-0


Página 21 de 30

MAR 23 de 2010

4.3.5 Etapa Seis. Fluidización II Etapa que busca barrer los sólidos que pudieron quedar en la bomba de fluidización, o en las líneas que la conectan. Las válvulas de entrada de retrolavado SV-102 y la válvula de refrigeración CSV-101 del sello de la bomba de retrolavado permanecen abiertas y la Bomba de fluidización permanece encendida, así como la solicitud de alimentación de agua el filtro. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas. Tiempo Estimado = 10 segundos

CSV101

SV106

Bomba Fluidización

SV101

Bomba Alimentación

SV102

SV104


SV105


ECP-564215-FC-01-0


Página 22 de 30

MAR 23 de 2010

4.3.6 Etapa Siete. Asentamiento Etapa que empuja el lecho filtrante hacia la lámina ranurada inferior, buscando acomodarlo nuevamente. Se abre la válvula de alimentación superior SV-101, la bomba de fluidización se apaga, y la señal de solicitud de alimentación de agua al filtro permanece activa. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas. Tiempo Estimado = 30 segundos

CSV101

SV106

Bomba Fluidización

SV101

Bomba Alimentación

SV102

SV104


SV105


ECP-564215-FC-01-0


Página 23 de 30

MAR 23 de 2010

4.3.7 Etapa Ocho. Normalización Esta etapa corresponde al lavado final del lecho filtrante. Durante esta fase se retiran los últimos residuos contaminantes del lecho. Se abren la válvula de entrada superior SV-101 y la válvula de salida de agua de normalización SV-104, la señal de alimentación de agua al filtro permanece activa. Se inicia el temporizador. El resto de válvulas automáticas permanecen cerradas y la Bomba de Fluidización apagada. Tiempo Estimado = 180 segundos CSV101

SV106

Bomba Fluidización

SV101

Bomba Alimentación

SV102

SV104


SV105

En este punto se repiten automáticamente todos los ciclos del proceso realizado por el Filtro.


ECP-564215-FC-01-0


Página 24 de 30

MAR 23 de 2010

5 TABLA DE LA SECUENCIA DE VÁLVULAS POR FILTRO

Estado Válvulas

SV101

SV102

SV103

SV104

SV105

SV106

CSV101

BOMBA FLUIDIZACION

Solicitud de alimentación de agua a filtro

Válvula

TIEMPO EST

STANDBY

C

C

C

C

C

C

C

OFF

OFF

--------

FILTRACION

O

C

C

C

O

O

C

OFF

ON

11,5 Hrs

CSP

O

C

C

C

O

O

O

OFF

ON

30 seg

AISLAMIENTO

C

O

C

C

C

C

C

OFF

ON

10 seg

FLUIDIZACION I

C

O

C

C

C

C

O

ON

ON

10 seg

DESCARGA

C

O

O

C

C

C

O

ON

ON

20 min

FLUIDIZACION II

C

O

C

C

C

C

O

ON

ON

10 seg

ASENTAMIENTO

O

C

C

C

C

C

C

OFF

ON

30 seg

NORMALIZACION

O

C

C

O

C

C

C

OFF

ON

180 seg

Secuencia

TABLA 1 NOTAS IMPORTANTES: 1- La importancia del montaje de Bomba de Alimentación por filtro radica en: a- Por control del proceso y para garantizar la necesaria activación de cada equipo es solo y solo si la Bomba de Alimentación seleccionada como única para el filtro confirma el estado de encendida.


ECP-564215-FC-01-0


Página 25 de 30

MAR 23 de 2010

b- La única forma de obtener un flujo mínimo ó máximo necesario en el retrolavado para garantizar la correcta limpieza del lecho filtrante es mediante la selección de una única bomba aportando todo su flujo hacia el filtro. Ya que hidráulicamente habría descompensación si se alimenta más de un filtro con la misma Bomba, más aún cuando no se pueden garantizar caídas de presión constantes e iguales en todos los filtros sobre todo cuando alguno pase a la etapa de retrolavado (Etapa donde el flujo de agua es importante mantenerlo entre un mínimo ó máximo para garantizar la correcta limpieza del lecho filtrante). c- Para lograr la descompactación del lecho deseada en la etapa de retrolavado es necesario presurizar la vasija a la máxima presión posible en el sistema y aprovechar la inercia al liberar el flujo, lo que implica llevarla a la presión a válvula cerrada de la bomba de alimentación (Máxima requerida ó recomendada 70 psi) y esto solo se logra con un montaje de bomba de alimentación única por filtro, esto es necesario en el retrolavado para garantizar la correcta limpieza del lecho filtrante.

6 MODO DE OPERACIÓN DEL CONJUNTO DE FILTROS El conjunto de filtros a su vez puede tener dos modos de operación -Operación de filtros individuales: En este modo de operación, el operador es quien decide de manera autónoma cuantos y cuales filtros va a operar. No hay secuencia de control que ligue el arranque de un filtro con el modo de operación o disponibilidad del resto de filtros. Se cumplen las condiciones de operación descritas en líneas anteriores donde se describe los modos de operación específicos para cada filtro. Para que el sistema de control haga el arranque de cada filtro es necesario que este se encuentre en modo de operación en Automático y se dé el mando de estado En Servicio.


ECP-564215-FC-01-0


Página 26 de 30

MAR 23 de 2010

Se mantiene la condición para el retrolavado excluyente, donde solo uno de los filtros activos puede realizar esa secuencia a la vez. No aplica la condición de arranque automático de un filtro que este en stand by. -Operación de los filtros en secuencia: En este modo de operación, el controlador ejecuta una secuencia de control para el arranque de los filtros. Específicamente, el sistema de control, dará una señal automática de arranque, para que entren a operar dos filtros y quede otro como respaldo para el caso de la estación de Suria, o entren a operar tres filtros y quede uno como respaldo, para el caso de la estación de Apiay. Aquí el sistema de control hace el arranque a los filtros que se encuentran en el modo de operación automático. El sistema de control arrancara los filtros, excepto uno, el cual quedara como reserva, para que cuando cualquiera de los otros filtros entre a falla ó por criterio del operador lo pase a estado stand by o modo de funcionamiento manual. Como casos particulares se puede tener, que el operador decida dejar algunos filtros para modo de operación en MANUAL. En dicho caso el sistema de control dará la orden de arranque a los filtros que se encuentren en modo de operación en automático. Si cualquiera de los filtros puestos en automático sufre una falla, dicho filtro pasa a modo stand by, hasta que la falla sea solucionada y el operador reconozca la falla, después de esto el sistema de control nuevamente dará automáticamente la orden para que el filtro entre en modo de operación en servicio. Aun cuando el modo de funcionamiento global de los filtros sea en OPERACIÓN EN SECUENCIA, el operador tiene la potestad de pasar cualquier filtro en todo momento al estado de stand by, y desde allí pasarlo al modo de funcionamiento en manual, o si esta en modo manual pasarlo al modo automático. Cuando el sistema arranca por primera vez, o es reiniciado, el filtro entra en modo de operación Automático, estado Stand by.


ECP-564215-FC-01-0


Página 27 de 30

MAR 23 de 2010

En cuanto a las condiciones de retrolavado, ya sea en modo de OPERACIÓN de filtros en INDIVIDUAL o en SECUENCIA, solamente un filtro puede estar en retrolavado al mismo tiempo. En el caso particular cuando dos o más filtros soliciten pasar a retrolavado al mismo tiempo, el sistema evaluará cuál de ellos tiene un diferencial de presión mayor, para así otorgarle el permisivo para efectuar el retrolavado. Los demás continuaran en filtración, hasta que el filtro que se encuentra en retrolavado finalice este proceso. En caso de que la presión del filtro que está en espera para entrar a retrolavado superé la presión de 20 psi, este pasará automáticamente al estado de stand by. Llegando al ESTADO SERVICIO de los filtros seleccionados para operación modo automático sea por OPERACIÓN filtros INDIVIDUALES o filtros en SECUENCIA, el programa del PLC genera por cada filtro que está en las condiciones anteriores la solicitud de arranque de su respectiva bomba de alimentación. Si transcurridos 30 segundos no se obtiene confirmación del arranque de la bomba de cada filtro, este mostrará una falla por arranque de bomba de alimentación.

7 BOMBAS DE ALIMENTACIÓN DE LOS FILTROS Las siguientes señales requeridas por comunicación de la bomba de alimentación de cada filtro hacia el PLC del filtro, son necesarias para el alistamiento de la puesta en operación de cada filtro. -

Estatus motor de la bomba.

-

Falla arrancador bomba.

-

Tensión de fuerza en el cubículo del arrancador del motor de la bomba.

-

Posición del selector local remoto del arrancador del motor de la bomba.

La siguiente señal del PLC del filtro hacia el arrancador de la bomba es: Bit de solicitud de arranque motor de la bomba.


ECP-564215-FC-01-0


Página 28 de 30

MAR 23 de 2010

8 BOMBAS DE FLUIDIZACIÓN Señales requeridas por comunicación entre PLC de filtros y CCM de la bomba de FLUIDIZACION de cada filtro. -

Mando on/off motor bomba.

-

Estatus motor de la bomba.

-

Falla arrancador bomba.

-

Tensión de fuerza en el cubículo del arrancador del motor de la bomba.

-

Posición del selector local remoto del arrancador del motor de la bomba.


ECP-564215-FC-01-0


Página 29 de 30

MAR 23 de 2010


ECP-564215-FC-01-0


Página 30 de 30

MAR 23 de 2010

9 ESTADOS Y MODOS OPERATORIOS

EN LOS CUALES EL

FILTRO NO NECESITA ALIMENTACIÓN DE AGUA Y GENERA UN BIT DE PARADA PARA LA BOMBA DE ALIMENTACIÓN DEL FILTRO. -

Cuando el filtro de respaldo se encuentra en estado de stand by.

-

Si un filtro pasa a estado stand by por cualquier falla.

-

En modo de operación manual del filtro (manipulación individual de los elementos del filtro).

-

Por paso de ESTADO SERVICIO a estado STAND BY por parte del operador.

Todos los estados de los ciclos de filtración y retrolavado estarán en los registros de mapeo del PLC de filtros, hacia el sistema de control del cliente

Filosofia de Operacion Filtros Cascara de Nuez

Recommend Documents