Horno de proceso de acuerdo a API 560

Abstract

Este proyecto tiene como objetivo el diseño y desarrollo de un HORNO DE PROCESO DE ACUERDO A API 560. Un horno de proceso es un equipo constituido por un cerramiento metálico, revestido interiormente con un material refractario y aislante, dentro del cual se dispone un serpentín tubular, por el que circula el producto que se desea calentar y/o evaporar. Dicha operación es realizada por medio del calor liberado por la combustión de un combustible gaseoso, líquido o mixto, que es inyectado convenientemente a los quemadores. En el quemador se produce la reacción de combustión que genera una masa de gases calientes que son los productos de la combustión. Estos gases entregan calor por radiación al serpentín y salen por la chimenea. Del calor liberado en la combustión una parte es aprovechado en el calentamiento del producto, una parte se pierde por la chimenea y también habrá una perdida por conducción a través de las paredes del refractario. Con el fin de recuperar el calor de los humos, se instala un haz de tubos en el camino de salida de los mismos antes que estos pasen a la chimenea. Debido a que los gases ya se han enfriado, el mecanismo predominante en esta zona es la convección y se llama zona convectiva. Como punto de partida la cátedra proporciono una hoja de datos del equipo a calcular. Los datos corresponden a un equipo real que se instalara próximamente en una de las refinerías más importantes del país. El equipo en cuestión es un horno de procesos del tipo reboiler, cilíndrico vertical con serpentín de tubos verticales. El mismo se utilizará para elevar la temperatura de un fluido y vaporizarlo parcialmente. La carga es tomada de una columna fraccionadora y al finalizar el proceso de transferencia de calor, vuelve a la misma. El diseño térmico del horno tanto la zona convectiva como la zona de radiación será aplicando los principios de la termodinámica para transferencia de calor. Para desarrollar los cálculos Termo-hidráulicos, utilizamos el software reconocido internacionalmente HTRI – Xfh Ultra - Software for rating and simulating fired heaters Para el diseño estructural de las estructuras metálicas que confirman el equipo fueron dimensionadas y verificadas mediante software dedicados al cálculo estructural como Staad PRO, RAM advance. Los resultados de dichos cálculos y verificaciones serán respaldados por teorías de la resistencia de materiales. Todo dimensionamiento termo- hidráulico y mecánico se ha realizado en total cumplimiento de la normativa vigente “API 560 - Fired Heaters For General Refinery Services” y todas sus normativas de referencia.