590 anexo 10.2 proyecto contra incendio parte b
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5/26/2018 590 Anexo 10.2 Proyecto Contra Incendio Parte B
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BASES DE DISEO
Este documento es propiedad intelectual de Pars y Alvarez Ingenieros Asociados Ltda., no podr ser copiado, emitido o utilizado con otro propsito que no sea el estipulado
en el contrato con el cliente.
1576-EDP-001-009-EAN / a
INGENIERA BSICA PLANTA DE ALMACENAMIENTO Y
DISTRIBUCIN DE PETROLEO DIESEL MEJILLONES
INGENIERA BSICA SISTEMA CONTRA INCENDIOS
COPEC S.A.
DOCUMENTO P&A
1576-EDP-001-009
REV FECHA DESCRIPCION POR REV APR.
A ENE-07 EMITIDO PARA COMENTARIOS PDB MKB RSG
0 JUN-07 EMISIN FINAL INGENIERA BSICA FLR MKB RSG
1 JUN-07 EIMISIN POST-HAZOP FLR MKB RSG
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Este documento es propiedad intelectual de Pars y Alvarez Ingenieros Asociados Ltda., no podr ser copiado, emitido o utilizado con otro propsito que no sea el estipulado
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1576-EDP-001-009-EAN / 1 de 1
La presente ingeniera contempla el diseo de sistemas de proteccin contra incendios
para la Planta Copec Mejillones y las bombas necesarias para suministrar agua a este
sistema.
Cabe destacar que la primera etapa de la Planta Copec Mejillones contempla la
instalacin de estanques y equipos para el manejo de Diesel solamente, por lo que, de
acuerdo al Decreto Supremo 90 (1996) y NFPA 30, no se requiere la existencia de un
sistema de proteccin contra incendios, por tratarse de lquido combustible Clase II.
El presente diseo est concebido para proteger los estanques y dems instalaciones
de Planta Copec Mejillones cuando est en su etapa final, es decir, incluyendo los
futuros estanques de Gasolina y otros combustibles.
El dimensionamiento de las bombas de agua para el Sistema Contra Incendio considera
los consumos de agua totales, incluyendo los estanques de Diesel, Kerosene, Gasolina
y Productos Pesados (Bunkers).
A continuacin se presentan las principales consideraciones utilizadas para el diseo de
los distintos sistemas involucrados.
1. Sistema contra incendios Planta Copec
En base a lo establecido en el Decreto Supremo 90 (1996) y a recomendaciones
entregadas por las normas NFPA (National Fire Protection Association), se han
considerado los siguientes elementos para proteger las instalaciones en la planta Copec
en caso de incendio:
Refrigeracin del manto en los estanques de almacenamiento
Aplicacin de espuma en el interior del estanque de almacenamiento siniestrado
Aplicacin de espuma en mesas de carga, zona de bombas y zona de aditivos
Elementos complementarios de combate de incendios (monitores e hidrantes)
Proteccin de edificios y galpones (oficinas administrativas, laboratorio, sala de
choferes, talleres, bodegas)
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1.1 Refrigeracin del manto en los estanques de almacenamiento
De acuerdo al Decreto Supremo N 90 (1996), Reglamento de Seguridad Para el
Almacenamiento, Refinacin, Transporte y Expendio al Pblico de Combustibles
Lquidos Derivados del Petrleo, se debe refrigerar el manto de los estanques,
adyacentes al siniestrado, que contengan productos Clase I (fluidos con una presin de
vapor menor que 40 psi, como las gasolinas) o Clase II (fluidos que poseen un punto
flash sobre 38 C y menos que 60 C, como el diesel). La tasa de aplicacin de agua
para refrigeracin en tal caso es de 4.1 l/min/m2. Esta tasa debe mantenerse por 4
horas y disminuye a la mitad en las 4 horas siguientes.
Tabla 1: Tasa de Consumo de Agua para Refrigeracin
Tipo de Requerimiento Tasa de aplicacin Perodo de aplicacin
Anillo de Refrigeracin 4.1 l/min/m2 Durante las 4 primeras horas
Anillo de Refrigeracin 2.1 l/min/m2 Despus de 4 horas
La determinacin del flujo de agua de refrigeracin a travs de los rociadores se obtiene
multiplicando la tasa indicada en la Tabla 1 por el rea de la superficie del manto de losestanques expuestos a la radiacin, es decir, la cara visible de los estanques
adyacentes al incendiado.
En la Tabla 2 se presentan las dimensiones de todos los estanques contemplados para
la primera etapa y etapas futuras de la Planta Copec Mejillones. En la misma tabla se
presenta el flujo requerido para refrigerar todo el manto de cada estanque, de acuerdo a
la tasa de las primeras cuatro horas presentada en la Tabla 1. Cabe destacar que los
estanques 300-T-321, 300-T-322 y 300-T-323 no requieren refrigerar el manto, por
tratarse de combustibles Clase III.
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Tabla 2: Dimensiones en los estanques de almacenamiento de productos y flujorequerido de agua para refrigerar el manto completo de cada estanque
Tag Producto Clase
Volumen(m3)
Dimetro(m)
Al tura(m)
rea totalManto(m2)
Flujo de agua
refrig. manto
(m3/h)
300-T-301 Diesel 2 20000 45 13.97 1975486
300-T-302 Diesel 2 20000 45 13.97 1975486
300-T-303 Diesel 2 20000 45 13.97 1975486
300-T-304(Futuro) Diesel 2 20000 45 13.97 1975
486
300-T-311(Futuro) Gasolina 1 10000 32 13 1307
321
300-T-312(Futuro) Gasolina 1 5000 23 12.5 903
222
300-T-313(Futuro) Kerosene 1 5000 23 12.5 903
222
300-T-314(Futuro) Kerosene 1 5000 23 12.5 903
222
300-T-321(Futuro)
Prod.Residual 3 550 9.5 8 239
-
300-T-322(Futuro) IFO 3 5000 23 12.5 903
-
300-T-323(Futuro) Fuel Oil 3 10000 32 13 1307
-
Se instalar un sistema de anillos con boquillas rociadoras para cada estanque que
requiera refrigeracin. Esto permitir refrigerar separadamente cada rea de manto
segn requiera cada estanque. El diseo se los anillos de refrigeracin est de acuerdo
a lo indicado por la norma NFPA 15.
Los elementos presentes en la red soportarn la presin mxima de trabajo a la que
son sometidos. Adems, los sistemas suministrarn el flujo requerido hacia los
rociadores teniendo en consideracin las tasas especificadas por norma.
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El tipo y tamao de las boquillas se disearn tomando en consideracin las
caractersticas de descarga, las caractersticas del rea de riesgo, condiciones
ambientales, materiales y el objetivo del diseo.
En esta ingeniera se dise solamente los anillos de refrigeracin para los estanques
de Diesel a ser construidos en la primera etapa (300-T-301/302/303/304). Los anillos de
refrigeracin sern de 4 y estarn bajo el rigidizador del estanque. Los rociadores
sern de ngulo amplio para lograr una aplicacin uniforme de agua de refrigeracin,
asegurando que las descargas de los rociadores adyacentes se traslapen en el manto.
1.2 Requerimiento de espuma para estanques de almacenamiento
En caso de siniestrarse un estanque, es necesario aplicar espuma en su interior para
extinguir el fuego. Se utilizar espuma AR-AFFF al 3% en la planta Copec Mejillones ya
que esta espuma tiene la capacidad de extinguir fuegos de Diesel, Kerosene y
Gasolinas. Para los estanques de Diesel se defini utilizar inyeccin sub-superficial de
espuma.
Con respecto a la demanda de solucin agua-espuma, la Norma NFPA 11 (Standard for
Low-Expansion Foam) establece lo siguiente:
Tabla 3: Tasas de solucin agua-espuma requerida para estanques de
almacenamiento
ProteccinTasa de
Ap licac in
Tiempo de
Aplicac in Comb. CL II
Estanque techo fijo 4.1 l/min/m
2
30 minutos
En la Tabla 4 se muestra el flujo de solucin agua-espuma requerido para los
estanques de Diesel.
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Tomando que el caso ms restrictivo en cuanto a flujo de solucin de espuma son los
estanques de Diesel debido a su tamao en comparacin a los futuros estanques de
Gasolinas y Kerosene, se diseo para el flujo requerido para stos estanques.
Tabla 4: Requerimientos de solucin agua-espuma para formacin de espuma
para cada uno de los estanques
Tag Producto
Volumen(m3)
Dimetro(m)
reaseccin
transversal(m2)
Flujo desolucin
(m3
/h)
300-T-301 Diesel 20000 45 1590 391
300-T-302 Diesel 20000 45 1590 391
300-T-303 Diesel 20000 45 1590 391
300-T-304(Futuro) Diesel 20000 45 1590 391
En forma suplementaria a la espuma inyectada dentro del estanque, la NFPA 11
establece la necesidad de contar con mangueras de espuma alrededor de los pretiles.
La mnima cantidad de mangueras de 50 gpm (11.4 m3/h) requerida y el tiempo de
aplicacin mnimo se presenta en las siguientes tablas:
Tabla 5: Mnima cant idad de mangueras de 50 gpm (11.4 m3/h) requeridas como
proteccin suplementaria en la zona de estanques
Dimetrodel
estanque
Nmero demanguerasrequeridas
< 19.5 m 1
19.536 m 2
> 36 m 3
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Tabla 6: Tiempo de operacin mnimo para mangueras suplementarias en la zona
de estanques
Dimetrodel
estanque
Tiempo deoperacin
mnimo(min)
< 10.5 m 10
10.528.5 m 20
> 28.5 m 30
1.3 Apl icacin de espuma en mesas de carga, zona de bombas y zona de
aditivos
La mesa de carga y sistema de aditivos tendrn un sistema de proteccin de aplicacin
de espuma a travs de una ducha con rociadores para proteger las instalaciones ante
un posible incendio. La tasa de aplicacin de la espuma considerada para estos
sectores es de 6,5 l/min/m2.
El tiempo de aplicacin de la espuma considerado paraestos sistemas es de 10 minutos.
El nmero de rociadores se determina con las dimensiones del rea de como se
muestra en la siguiente ecuacin:
10
Ancho(ft)x
10
Largo(ft)RociadoresN =
A partir de esto se determin el flujo de aplicacin y la cantidad de rociadores en las
mesas de carga y la zona de aditivos, informacin presentada en la
Tabla 7. En la zona de bombas se instalar 1 rociador frente a cada bomba con un flujo
de 8 m3/h en cada rociador.
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Tabla 7: Flujo total de aplicacin de solucin de espuma y cantidad de roc iadores
para mesas de carga y zona de aditivos
ZonaFlujo de
aplicacin(m3/h)
Nmero derociadores
fijos ainstalar
Mesas de carga 451 18
1
Zona de aditivos 73 37
1.4 Elementos complementarios de combate de incendios (monitores e
hidrantes)
En la zona de estanques de almacenamiento de Diesel, se considera la instalacin de
10 hidrantes de 3 bocas de 2 y 10 monitores oscilantes de 500 gpm (114 m3/h) cada
uno, considerando los estanques 300-T-301/302/303/304.
La funcin de los hidrantes ser suministrar agua para equipos mviles con que cuente
la Planta o para bomberos, para apoyar la extincin del incendio.
La funcin de los monitores, en tanto, ser complementar la accin de los rociadores
fijos en el manto de los estanques, refrigerando el techo de los estanques y/o el manto
del estanque siniestrado.
Los monitores que se instalarn sern de acuerdo a la norma NFPA 14.
Las conexiones desde la red hacia los hidrantes tendrn un dimetro de 6 pulgadas. Se
consider el incorporar una vlvula en la conexin del hidrante a la red para poderrealizar mantenimientos a stos sin dejar fuera de servicio la red del Sistema Contra
Incendio.
1En cada mesa de carga.
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1.5 Proteccin de edificios y galpones
El dimensionamiento y diseo de los sistemas de proteccin de edificios se diseo
acorde a la norma NFPA 13. Las superficies y flujos en las distintas zonas a proteger se
presentan en la siguiente tabla.
Tabla 8: superficie y flu jos para proteccin contra incendios en edificios
ZonaMedio de
combate
Clasificacin
de peligro
Superficiea proteger
(m2)
Tasa deaplicacin
(l/min/m2)
Flujo deaplicacin
(m3/h)
Nmero desprinklers
a instalar
Oficinasadministrativas
Agua Light 408 6.1 149 41
Sala de choferes Agua Light 43 6.1 16 6
Bodegas AguaOrdinary
Hazard Group I180 6.1 66 6
Paol y tallermecnico
AguaOrdinary
Hazard Group I90 6.1 33 4
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2. Suminist ro de agua a red de sistema contra incendio en Planta
CopecEl Sistema Contra Incendios contar con bombas certificadas para uso en sistemas
contra incendio (NFPA 20) tomando agua directamente desde el mar y suministrando
sta directamente al Sistema. Las bombas estarn ubicadas a un costado del muelle de
Interacid, en una plataforma especialmente construida para estos equipos.
Las bombas sern capaces de suministrar el total del flujo requerido en la condicin
ms extrema de incendio. A continuacin, se exponen los casos de diseo
considerados para el dimensionamiento de las bombas.
2.1 Requerimiento de agua en Planta Copec
La condicin ms crtica corresponde a un incendio en el estanque 300-T-302, pues
ste irradiara hacia los estanques 300-T-301/303/311/312/314 (ver plano 1576-PJ01-
008). Lo anterior implica la necesidad de aplicar espuma al estanque siniestrado (300-T-
302) y agua de refrigeracin en los mantos de los estanques expuestos a la radiacin,
segn se muestra en la Figura 1.
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Figura 1: Superficies que requieren refrigeracin durante incendio en el estanque
300-T-302.
Una vez transcurrido el tiempo de aplicacin espuma (30 minutos), se comienza a
utilizar los elementos de proteccin complementarios. En particular, se considera la
utilizacin de 2 monitores y 1 grifo de 3 bocas de 2. Los flujos de aplicacin de agua
y espuma sern de acuerdo a lo expuesto en la seccin 1.
A continuacin se presentan los requerimientos de agua para refrigeracin y formacin
de espuma, para los primeros 30 minutos y durante las 4 horas siguientes:
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Tabla 9: requerimientos de agua en caso de incendio en estanque 300-T-302
durante los primeros 30 minutos
UsoFlujo(m3/h)
Refrigeracin estanque 300-T-301 243
Refrigeracin estanque 300-T-303 243
Refrigeracin estanque 300-T-312 56
Refrigeracin estanque 300-T-313 111
Refrigeracin estanque 300-T-314 56
Agua para espuma en estanque 300-T-302 391
Agua para espuma 3 mangueras suplementarias 34
Total 1134
Tabla 10: requerimientos de agua en caso de incendio en estanque 300-T-302
cuatro horas siguientes
UsoFlujo(m3/h)
Refrigeracin estanque 300-T-301 122Refrigeracin estanque 300-T-303 122
Refrigeracin estanque 300-T-312 28
Refrigeracin estanque 300-T-313 56
Refrigeracin estanque 300-T-314 28
4 monitores de 500 gpm c/u 456
1 hidrante de 3 bocas de 2 (500 gpm) 114
Total 926
El momento ms limitante corresponde a los primeros 30 minutos, en que el
requerimiento de agua es de 1134 m3
/h (4993 gpm), por lo que se consider para eldiseo del Sistema Contra Incendio la utilizacin de 3 bombas de 3000 gpm cada una,
como sistema de bombeo considerando dos titulares y una spare.
Tomando en consideracin que para la primera etapa de la Planta no se requiere tener
el 100% de la capacidad del Sistema Contra Incendio operativo debido a que se
almacenarn solamente combustibles Clase II, Copec instalarn primero 2 bombas de
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la capacidad indicada, la que tendrn la capacidad suficiente para refrigerar los
estanques 300-T-301 y 300-T-303 en posible caso de que se incendie el estanque 300-
T-302.
2.2 Presin en la Red
Con respecto a este punto, la norma NFPA 14 (Estndar Para la Instalacin de
Hidrantes) define la presin residual como la presin actuando sobre un punto en el
sistema con una razn de aplicacin requerida para refrigeracin o extincin. Esta
presin, calculada basndose en el hidrante ms lejano, no debe ser inferior a 105 psig
(7.4 kg/cm2(g)), segn Decreto N 90. El clculo de la presin requerida, que deben
entregar las bombas, se presenta en el documento Balance Hidrulico (1576-EDP-
010-007).
2.3 Diseo de las Bombas de Agua Contra Incendio
Se considera un sistema de bombeo en el rea del muelle de Interacid. Los accesorios
que tendrn las bombas de acuerdo norma NFPA 20 para bombas contra fuego sern:
Filtro en la succin
Venteo automtico de aire
Manmetro en la descarga
Vlvula de alivio
Vlvula de compuerta
Durante el tiempo en que no se utiliza la red contra incendio, es posible que las lneas
pierdan presin debido a fugas. Para mantener la presin de la red, se consider la
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instalacin de una bomba jockey que tomar agua desde el mar, descargando a la red
contra incendio.
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