Diagramas de bloques
Un diagrama de bloques de un sistema es una representación gráfica de las funciones que lleva a cabo cada componente y flujo de señales. Tales diagramas muestran las relaciones existentes entre los diversos componentes. A diferencia de una representación matemáticamente puramente abstracta, un diagrama de bloques tiene la ventaja de indicar de forma realista el flujo de las señales del sistema real.
Cada bloque está conectado por flechas siguiendo la trayectoria del proceso, según su estado económico y operaciones, en bloque o cuadros, pueden representarse los datos significativos y/o importantes.
Diagrama de Flujo de Proceso
El Diagrama de Flujo de Proceso es una representación esquemática del proceso, sus condiciones de operación normal y su control básico. Éste también indica los efluentes (líquidos, gases o sólidos) emanados del proceso y su disposición.
El diagrama incluye el balance de masa e información para el diseño y especificación de equipos, además sirve de guía para desarrollar el Diagrama de Tubería e Instrumentación.
INFORMACIÓN A CONTENER
Balance de masa
a. Las características de las corrientes de alimentación, intermedias, reciclos y productos acabados se resumen en una tabla ubicada en la zona inferior del plano.
b. La tabla contiene parte de los datos de proceso generados por el simulador de procesos:
- Número de la corriente
- Descripción de la corriente (ej. crudo de alimentación)
- Flujo másico y/o flujo volumétrico
- Temperatura de operación
- Presión de operación
- Densidad o gravedad específica
- Viscosidad absoluta
- Estado físico.
c. Los datos de la tabla pueden variar de acuerdo al tipo de proceso. Es potestad del Ingeniero de Proceso, previa aprobación del Gerente del Proyecto, añadir o eliminar datos a fin de suministrar la información más relevante para el proceso que se está diseñando.
d. Los componentes de las corrientes en forma porcentual y otras propiedades, generalmente se presentan en el documento “Balance de masa y energía y sumario de propiedades de las corrientes”.
Equipos de proceso
a. Cada equipo debe tener los siguientes datos: código de identificación, nombre del equipo y características de operación normal.
b. Los equipos de respaldo ó en paralelo no son mostrados. Sin embargo, la presencia de éstos renglones son indicados por el número del equipo, por ejemplo, P–201 A/B/C.
Líneas de proceso
a. Cada línea de proceso desde y hacia los equipos se identifica con un número dentro de un rombo para referirlo a los balances de masa y energía.
b. La identificación de las corrientes de proceso en los DFP debe realizarse siguiendo los criterios siguientes:
- Numerar las corrientes principales y los ramales.
- Numerar una sola de las corrientes paralelas o trenes idénticos.
- Asignar los números a las corrientes de proceso en orden creciente de acuerdom al recorrido del flujo principal a través de la unidad de proceso.
- Cambiar la numeración de la corriente cuando hay cambios de condiciones: presión, temperatura o flujo, en la misma.
- Identificar como número uno (1) la corriente de alimentación principal, continuando la secuencia numérica a lo largo de la unidad de proceso y finalizar con los productos, aun cuando exista más de un (1) plano y continuar numerando los ramales en forma similar.
- Identificar cada una de las corrientes de proceso inmediatas a cada uno de los equipos; a manera de facilitar la especificación de los mismos.
c. En los DFP no se debe mostrar el diámetro, numeración y material de las líneas.
Control básico del proceso
a. El DFP muestra el esquema de control considerado para una operación segura y eficiente de la planta. De acuerdo a esto se debe indicar en forma simplificada los lazos de control requeridos, y si el alcance de trabajo así lo requiere, la ubicación de las principales válvulas de alivio.
b. El esquema de control del proceso no pretende reflejar la instrumentación final de la planta, por lo tanto, no deberá indicar el tipo de transmisión de señal (neumática o electrónica), ni la ubicación de control será en campo, panel o si forma parte de un sistema computarizado.
Diagrama de Balance de Servicios Industriales
Este diagrama indica los servicios necesarios para el funcionamiento de la planta. Muestra el balance de masa, si es necesario, para más de un caso: arranque, operación normal, producción máxima y parada.
Un diagrama por separado debe ser preparado para cada servicio. Los diagramas de balance típicamente se hacen para los siguientes sistemas:
- Sistema de generación de vapor y condensado
- Tratamiento de agua de caldera y químicos
- Agua de enfriamiento
- Sistema de refrigeración
- Sistemas de aceite de sello y lubricante
- Compresores y secadores de aire de la planta y de instrumentos
- Generación de potencia principal y auxiliar
- Generadores de gas inerte
- Sistemas contra incendio
- Sistema de aceite caliente
- Otros
Diagrama de Sistemas de Efluentes
Este diagrama muestra todos los efluentes (líquidos, gases y sólidos) y su tratamiento para garantizar la calidad ambiental. Los diagramas que se preparan son:
- Distribución de efluentes y tratamiento
- Sistema de alivios y mechurrios.
Diagrama de Tubería e Instrumentación
El Diagrama de Tubería e Instrumentación muestra el proceso principal con los detalles mecánicos de equipos, tuberías y válvulas, así como también los lazos de control para garantizar una operación segura en la planta. Esta información sirve de guía para llevar a cabo las actividades de Ingeniería y construcción de la planta, por lo cual su preparación requiere de un alto grado de precisión y una completa información.
INFORMACIÓN A CONTENER
Equipos
a. Todos los equipos de proceso, incluyendo equipos de respaldo, con el mismo detalle que los equipos principales.
b. Cada equipo con los siguientes datos: identificación, nombre, características de diseño, espesor y tipo de aislamiento. Las unidades de medición deberán ser consistentes con las utilizadas en los DFP y en las Hojas de especificación de equipos. A continuación se muestra la información básica a reportar:
Reactores:
- Identificación
- Nombre
- Diámetro interno y longitud tangente/tangente
- Presión y temperatura de diseño
- Lechos de catalizador
- Materiales de construcción
- Requerimientos de aislamiento
- Internos
- Boquillas de los puntos de alimentación y productos, reciclos, de instrumentos de control y venteo, drenajes, etc.
- Elevación desde el nivel de piso hasta la línea tangente del fondo del reactor.
- Niveles de operación de líquido (normal, bajo y alto).
Columnas o Torre/ separadores o acumuladores:
- Identificación
- Nombre
- Diámetro interno y longitud tangente/tangente
- Presión y temperatura de diseño
- Platos (número, tipo, espacio entre platos)
- Empaques (Altura o profundidad, tamaño, tipo/suplidor y material).
- Materiales de construcción
- Boquillas de los puntos de alimentación y productos, reciclos, de instrumentos de control, venteos, drenajes, etc.
- Elevación desde el nivel de piso hasta la línea tangente del fondo de la columna y altura relativa respecto a termosifones.
- Requerimientos de aislamientos
- Niveles de operación de líquido (normal, bajo y alto).
Hornos:
- Identificación
- Nombre
- Diámetro interno y longitud tangente/tangente
- Presión y temperatura de diseño
- Materiales de construcción
Bombas, Compresores y Ventiladores:
- Identificación
- Nombre
- Capacidad de diseño
- Diferencial de presión
- Densidad
- Potencia
- Materiales de construcción
- Requerimientos de aislamiento
- Filtros (strainers) temporales en líneas de succión.
Instrumentación y Control de Proceso:
- Cada instrumento con su identificación, símbolo y función en concordancia con las normas ISA–S–5.1 a 5.5.
- Se muestra todos los lazos de control en los equipos.
- Válvulas de control y válvulas de desvíos “by–pass” cuando sean requeridas.
- Instrumentos en línea, indicando su tamaño si es diferente al tamaño de la tubería.
- Válvulas de seguridad y de alivio con su respectiva presión de ajuste o disparo y dimensiones.
- Acción de las válvulas de control con falla de aire. Se indicará FO: falla abierta; FC: falla cerrada.
- Para las válvulas solenoides, indicar acción de la válvula en condición desenergizada.
- Función y posiciones de selectores o conmutadores
- Identificación de funciones en instrumentos especiales.
- Representación de interconexión neumática y eléctrica.
- Puntos de conexiones a la computadora o registrador de datos.
- Conexiones para lavado o purga de instrumentos.
- Límite de suministro por otros en unidades en paquetes.
- No se muestran las válvulas de aislamientos de instrumentos.
Plano de Planta (Plot Plan)
El plano de planta comúnmente llamado “PLOT PLAN” es un documento en donde se muestra la distribución y espaciamiento de las instalaciones y los equipos, para seguridad de la operación, acceso a los equipos para mantenimiento, así como una efectiva protección contra incendios. Se preparan tomando en cuenta también aspectos metereólogicos y económicas. En este diagrama se muestra el reparto del área de terreno para la distribución de los equipos. Generalmente se presenta el plano de planta general y el plano de distribución de los equipos.
Fuente:
Diseño de Plantas 1, Diagramas: https://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/leonardo/MatApoyo/Dise%F1oI/Dise%F1o_Plantas_I_Presentaci%F3n_5.pdf