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Tecnología de Equipos a prueba de Explosión

Reduciendo pérdidas por evaporación -

aumentando el “set point”  de la válvula

 

Como se indica en el boletín 2514 de la API, el Tanque de techo fijo constituye el mínimo estándar aceptado para el almacenamiento de líquidos volátiles. En Estados Unidos, Canadá y muchas otras partes del mundo, estos tanques se construyen cumpliendo con los requerimientos expuestos en el Estándar 650 de API, "Welded Steel Tanks for Oil Storage" (Tanques de Acero Soldado para el almacenamiento de combustible) y son ventilados bajo los criterios del estándar API-2000, "Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks" (Venteo atmosférico y tanques de almacenamiento de baja presión). 
Lo que perseguimos con este artículo es demostrar que la utilización de una válvula de alivio de presión, correctamente ajustada, en los tanques de techo fijo reduciría enormemente las pérdidas por evaporación y los efectos ambientales que comúnmente se aprecian al trabajar con el Venteo Libre.

A mayor (set point) punto de alivio de presión de las válvulas (set point) de alivio presión / vacío instaladas en tanques de almacenamiento de productos muy volátiles, menor serán las emisiones de vapor del producto a la atmósfera durante la respiración del tanque (pérdidas de evaporación). Por un lado esto esta basado en el hecho que la capacidad de aire (o gas en general) de absorber el vapor del producto disminuye con presiones crecientes y por otro lado las válvulas abrirán más tarde y cerrarán antes.

Según VDI pauta 3479 (emitido por la Asociación de Ingenieros alemanes "Verein Deutscher Ingenieure VDI) párrafo 3.1.3 una válvula ajustada a +14 mbar (presión de alivio) en combinación con un tanque que opera con una sobrepresión permitida de + 20,0 mbar reducirá la evaporación en aproximadamente 50% dentro de un año  en comparación a un tanque de respiración libre (aplicación de venteo libre en lugar de la válvula de alivio / presión). Este reporte se refiere a las zonas climáticas de Europa Central, por supuesto este valor aumentará considerablemente para las zonas climáticas más calurosas.

 

 

( vea también: Calculo de capacidad de venteo de tanques según API 2000)

Según las normativas vigentes, se permite un aumento de presión de 40% entre el set point de la válvula y la presión máxima permitida del tanque (ejemplo: set point de la válvula + 14 mbar - presión de operación del tanque  + 20 mbar). Por consiguiente las válvulas abrirán mas temprano con respecto a la presión máxima permitida del tanque.
La relación entre el set point de la válvula ajustada y pérdidas de evaporación no es lineal, pero es un valor recíproco derivado de una función de la raíz cuadrada. Esto significa:

El flujo de volumen debido a las pérdidas de evaporación tiene la proporción  inversa a la raíz extraída de la presión del tanque y la presión de apertura de la válvula."
 

 

VA = Pérdidas por evaporación Nm3/h
K   = factor proporcional
PT = presión del tanque o presión de apertura de la válvula [mbar]

Comparando las pérdidas por evaporación para la aplicación de venteo libre y  la aplicación de una válvula operando bajo las mismas condiciones, se aprecia lo siguiente:

AV       = pérdidas de evaporación para una válvula de presión    [Nm3/h]
AH       = pérdidas de evaporación para el tanque de venteo libre [Nm3/h]
PTH     = presión interior del tanque durante exhalación a través venteo libre
               (Se suponen + 3,5 mbar )
PTV     = presión interior del tanque durante exhalación a través un válvula de alivio de
               presión. (Se suponen +14 mbar set point para la válvula)

Las pérdidas de evaporación se reducen en un 50%

Una reducción adicional de pérdidas de evaporación se logra usando las válvulas de apertura completa de PROTEGO®, porque este tipo de válvula de paleta alcanza cero (0) acumulación de presión (presión diferencial entre válvula ajustada y la presión máxima permitida de operación).
Ejemplo de Cálculo:
Presión máxima permitida: + 20 mbar
Se eleva la presión de apertura por medio de válvulas de apertura completa de PROTEGO®  de
+14 mbar  a  +20 mbar

¡El aumento de presión de 14 a 20 mbar reduce las pérdidas de evaporación en otro 8% adicionales (58% en total) !

Literatura:

API Bulletin 2521:

"Use of Pressure-Vacuum Vent Valves for Atmospheric Pressure Tanks to Reduce Evaporation Loss"

API Bulletin 2523:

"Petrochemical Evaporation Loss from Storage Tanks"

 


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