sistemas de proceso - stalinkarl.cl · y sistemas, los cuales en su totalidad conforman el alcance...

COMISIONAMIENTO SISTEMATIZACION DEL PROYECTO – SISTEMAS DE PROCESO

Construcción Industrial Minera 2014 Stalin Karl Veliz, Proyecto Antucoya.

1

C INTRODUCCION Generalmente los proyectos de inversión mineros consideran la construcción de varias Líneas de Proceso diferentes, donde se utilizan distintas materias primas y procesos específicos de un producto, así nos encontramos en empresas mineras con una planta de óxidos (LIX-SX-EW), además una de sulfuros (Concentrador), sulfuros de baja ley (Lixiviación bacteriana) y otras que agregan una planta de molibdeno, o simplemente aquellos que tienen un solo proceso productivo. La sistematización del proyecto es una actividad fundamental que se debe realizar con el fin de poner en marcha un proyecto industrial cualquiera. La sistematización obedece a la lógica de operación inicial de las diferentes líneas de proceso y se gobiernan de acuerdo a los alcances de las diferentes etapas del proyecto, termino de construcción, precomisionamiento, comisionamiento y puesta en marcha. La sistematización permite la transferencia y entrega (Handover) del proyecto a nivel de áreas y sistemas, los cuales en su totalidad conforman el alcance total del proyecto. La definición de sistemas es responsabilidad de la gerencia de comisionamiento y puesta en marcha del proyecto y debe estar validada por la gerencia de ingeniería del proyecto. La sistematización consiste en la definición de los sistemas y subsistemas del proyecto que se dividen en tres grandes tipos:

Sistemas de Proceso Sistemas Auxiliares Sistemas de Infraestructura o Facility

1. SISTEMAS DE PROCESO Un sistema de proceso es un conjunto de operaciones unitarias físicas y/o químicas ordenadas a la transformación de materias primas en productos finales diferentes. Se considera que un producto es diferente de sus materias primas cuando: • Tenga diferente composición (molecular). • Este en un estado distinto (solido, liquido o gas). • Haya cambiado su condición (forma, presión o temperatura). Los sistemas de proceso y sus correspondientes operaciones unitarias, quedan definidos y establecidos a partir de las diferentes tecnologías de proceso que utilizara el proyecto.



2

C 1.1. OPERACIONES UNITARIAS1 Los sistemas de proceso constan de una serie de operaciones físicas y químicas, que en algunos casos son especificas del proceso considerado, pero en otros casos (la mayoría) son operaciones comunes e iguales para varios procesos. Generalmente un sistema de proceso puede descomponerse según la secuencia indicada en la figura 1. Figura 1 Descomposición de un Proceso

De acuerdo a lo indicado en la figura 1, cada una de estas operaciones es una operación unitaria. El concepto define que todo proceso conducido en cualquier escala puede descomponerse en una serie ordenada de lo que pudiera llamarse operaciones unitarias, el número de estas operaciones básicas no es muy grande y generalmente solo unas cuantas de ellas intervienen en un sistema de proceso determinado. Así una operación unitaria, es cada una de las acciones necesarias de transporte, adecuación y/o transformación de las materias implicadas en un sistema de proceso. Cada operación unitaria en particular tiene como objetivo el modificar las condiciones de una determinada cantidad de materia en una forma más útil a nuestros fines. Este cambio puede hacerse por tres caminos: • Modificando la masa o composición. • Modificando el nivel o calidad de energía. • Modificando su condición de movimiento. Estos tres son los únicos cambios posibles que un cuerpo puede sufrir. 1.2. LEYES DE CONSERVACIÓN El estado de un cuerpo está absolutamente definido cuando están especificadas su cantidad de materia y composición, su energía total y las componentes de la velocidad de que esta animado. Esta afirmación tiene su expresión matemática en las tres leyes de conservación:

1 Curso Ingeniería Química J. Costa, S. Cervera, F. Cunnill, S. Esplugas, C. Mans, J. Mata Pag 35 Editorial Reverte 2008



3

C Ley de conservación de la materia. Ley de conservación de la energía. Ley de conservación de la cantidad de movimiento.

De acuerdo a estas leyes se conviene normalmente en clasificar el conjunto de operaciones unitarias existentes según la propiedad (materia, energía o movimiento) que se transfiera en la operación y sea más relevante en la misma. Las operaciones unitarias se dividen en dos grandes grupos:

Operaciones Unitarias Físicas. Operaciones Unitarias Químicas.

1.3. OPERACIONES UNITARIAS FISICAS El grupo de operaciones unitarias físicas comprende la siguiente clasificación: • Transferencia de materia. • Transmisión de energía. • Transferencia de materia y energía. • Transporte de cantidad de movimiento. • Complementarias. Transferencia de materia: Estas operaciones se basan en la existencia del fenómeno llamado difusión, por el que un componente de una mezcla se desplaza en el interior de la misma debido a un gradiente de concentración. En esta categoría tenemos las siguientes operaciones unitarias:

� Destilación, Rectificación. � Absorción, Desorción. � Extracción (liquido - liquido / solido - liquido). � Adsorción, Desorción. � Intercambio Iónico.

Transmisión de energía: En efecto son dos las formas por las que puede intercambiarse energía entre un sistema y su entorno, en forma de calor y en forma de trabajo. Así las operaciones unitarias controladas por transferencia de energía consideran las operaciones de transferencia de calor y transferencia de cantidad de movimiento. En esta categoría tenemos las siguientes operaciones unitarias:

� Aislamiento térmico. � Calentamiento (o refrigeración) de fluidos. Intercambio de calor sin cambio de fase.

o Conducción.



4

C o Convección. o Radiación.

� Evaporación, condensación, sublimación y solidificación. Intercambio de calor con cambio de fase.

Transferencia de materia y energía: Este grupo de operaciones considera la transferencia simultanea de calor y materia por contacto directo entre fases. En esta categoría tenemos las siguientes operaciones unitarias:

� Acondicionamiento de gases. Enfriamiento de líquidos. o Humidificación del aire. o Deshumificación del aire. o Enfriamiento de agua.

� Cristalización. � Secado. � Liofilización.

Transporte de Cantidad de Movimiento: Estas operaciones se presentan cuando se ponen en contacto dos fases, o dos zonas de un fluido, animadas de distinta velocidad. La interacción entre las moléculas, tiende a igualar las velocidades. Este fenómeno, descrito normalmente como rozamiento, es aprovechado en muchas operaciones de separación entre sólidos y fluidos. En esta categoría tenemos las siguientes operaciones unitarias:

� Circulación interna de fluidos. o Conducción. o Dispositivos mecánicos para suministro de energía. o Válvulas. o Medidores de caudal.

� Circulación de fluidos atraves de un lecho de sólidos. o Fluidización y transporte neumático. o Filtración.

� Movimiento de sólidos en el seno de fluidos o Sedimentación. o Clasificación Hidráulica. o Flotación. o Centrifugación. o Agitación y mezcla de líquidos.

Complementarias: Las operaciones unitarias físicas complementarias son operaciones auxiliares cuyo objetivo es el acondicionamiento de las materias primas y productos sólidos, para que tengan el tamaño y presentación adecuada para posteriores tratamientos. En esta categoría tenemos las siguientes operaciones unitarias:



5

C � Trituración y molienda. � Tamizado. � Mezclado de sólidos y pastas. � Almacenaje de materiales (No constituye estrictamente una operación unitaria).

1.4. OPERACIONES UNITARIAS QUIMICAS La reacción química es la operación unitaria que tiene por objeto distribuir de una forma distinta los átomos de las moléculas (reactantes) para formar otras nuevas (producto). Las transformaciones químicas suelen ir acompañadas de importantes variaciones energéticas. Las unidades de proceso (equipos) donde se llevan a cabo estas reacciones químicas se denominan reactores químicos. Hay dos tipos básicos de operaciones unitarias o modelos de flujo que se corresponden con los dos grados extremos de mezcla entre reaccionantes y productos:

� Mezcla perfecta. � Mezcla imperfecta (Flujo en Pistón).

La mayoría de las operaciones unitarias de procesos pirometalurgicos son químicas. 1.5. OPERACIONES UNITARIAS MINERAS Las operaciones unitarias utilizadas en la minería tienen directa relación con los procesos físicos, químicos y metalúrgicos utilizados para la extracción y procesamiento de minerales. Para los minerales de Cu, Mo, Au y Ag tenemos los siguientes procesos: Tabla 1 Procesos Minerales

PROCESOS MINERALESProceso de Extracción de MineralesProceso de Conminución de MineralProceso de FlotaciónProceso de Sedimentación y EspesamientoProceso Manejo de PulpasProceso FiltraciónProceso SecadoProceso Lixiviación (Hidrometalurgia)Proceso de Biolixiviación de ConcentradosProceso de PurificaciónProceso de Extracción Por Solventes SXProceso de Manejo de SolucionesProceso de Electroobtención EWProceso Piroextracción de Cobre (Pirometalurgia)Proceso de Pirorrefinación del Cobre Blíster



6

C Los Sistemas de Procesos Mineros2 y sus correspondientes Operaciones Unitarias, se clasifican como sigue: Tabla 2 Operaciones Unitarias Mineras

2 Manual General de Minería y Metalurgia Ediciones Portal Minero 2006

PROCESO GRUPO CLASIFICACION OPERACIÓN UNIDAD DE PROCESO

Física Complementarias Perforación Equipos de Perforación

Física Complementarias Tronadura NA

Física Complementarias Carguío y Transporte Equipos de Carguío y Transporte

Física Complementarias Servicios Mina NA

Chancador Giratorio

Chancador de Mandíbula

Física Complementarias Chancado Secundario Chancador de Cono

Física Complementarias Chancado Terciario Chancador de Cono

Harnero Vibratorio Movimiento Lineal

Harnero Vibratorio Movimiento Circular

Chute de Carga

Alimentador por Arrastre

Alimentador Sin Fin

Alimentador Por Correa

Alimentador Rotativo

Alimentador Vibratorio

Carros de descarga Trippers

Correa Transportadora

Silos

Stock Pile

Molino SAG

Molino AG

Molino de Bolas

Molino de Barras

Molino de Pebbles

FísicaTransporte Cantidad de

Movimiento

Hidrociclones Clasificación en

HúmedoHidrociclon

Celda RCS

Celda DR

Celda Convencional

Celda TankCell

Celda Dorr Oliver

Celda Wemco 1+1

Celda Wemco Smart cell

Celda Wemco Inertgas

Celda en Columna

Reactivos Líquidos

Reactivos Solidos

Reactivos en Solución

Sedimentador

Desarenador

Decantador

Clarificadores

Espesador Convencional

Hidroseparador

Espesador de Alta Capacidad

Espesador de Alta Compresión

Espesador de Pasta

ReactivosFísica

Física SedimentadoresTransporte Cantidad de

Movimiento

Transporte Cantidad de

MovimientoFísica

OPERACIONES UNITARIAS

Física Complementarias

Física

Física

Chancado Primario

Harneros

Complementarias

Complementarias

Manejo de MineralesFísica

Molienda

Espesadores

Flotación (Celdas)


MovimientoFísica

Proceso de Extracción de

Minerales

Proceso de Conminución de

Mineral

Proceso de Flotación

Proceso de Sedimentación y

Espesamiento



7

C Tabla 2 Operaciones Unitarias Mineras (Continuación)


Bomba de Pulpa

Bomba de Gravilla

Bomba de Dragado

Bomba de Pozo

Bomba de Espuma

Bomba de Transferencia de Carbón

Bomba Sumergible

Filtro de Vacío de Tambor

Filtro de Vacío de Correa

Filtro Prensa

Filtro de Presión

Filtro de Bandeja

Filtro de Medio Granular

Filtro Electrolito

Filtro Clarificador

Secador Rotatorio Calor Directo

Secador Rotatorio Tubo de Vapor

Gravitacional

Forzada

Botaderos

Ripios Lixiviados

Aglomeración

Pila Permanente u/o Estática

Pila dinámica

Lixiviación Por Percolación Bateas de Lixiviación

Agitadores Rotativos Mecánicos

Reactores Agitados con Aire (Air Lift)

Procesos en Oxidos

Procesos de Sulfuros

Biolixiviación (Sulfuros) Pila de Lixiviación

Columnas de Carbon con Lecho Fijo

Columnas de Carbon con Lecho Fluidizado

FísicaTransferencia de

MateriaIntercambio Iónico con Resinas Equipos Separadores

Estanque Organico

Estanque Postdecantador

Estanque Decantador

Estanque Recirculación Electrolito

Piscinas de Solución

Bomba Centrifuga Horizontal

Bomba de Diafragma Operada Por Aire

Bomba Dosificadora

Bomba Multietapas

Bomba Portatil

Bomba Elevadora de Presión

Bomba Vertical

Bomba Vertical Multietapa (Tipo Turbina)

Bomba Portatil Flotante

Bomba Fotante

Intercambiadores de Calor (Doble Tubo)

Intercambiadores de Calor (Carcasa y Tubos)

Intercambiadores de Calor (Placas)

Evaporadores

Calentadores

Acumuladores de Calor

Celda Convencional (Electrolisis Medio Acuoso)

Celda Procesamiento Sales Fundidas

Celda Lecho Particulado Fluidizado

Celda Producción Directa Laminas de Metal

Celda Cilíndrica Para Obtención de Oro

Proceso de Manejo de

Soluciones

Reactor Tanque Agitado


Adsorción por Carbón

Activado

Transferencia de

MateriaFísica


Energía

Sluciones Lixiviadas (PLS/ILS)/

Refino Rico / Refino Pobre /

Organico / Electrolito

Química Mezcla PerfectaBiolixiviación de Concentrado

de CU

Lixiviación Química

Lixiviación en Botaderos (Dump

Leaching)

Lixiviación en Pilas

Lixiviación por Agitación

ElectrolisisTransferencia de

Materia y EnergíaFísica

Manejo de PulpasTransporte Cantidad de

Movimiento

Método y Equipo de Filtración

Lixiviación in Situ

Física

Física

Método y Equipo de SecadoProceso Secado


MovimientoFísica

Proceso Manejo de Pulpas

Transferencia de

Materia


MovimientoFísica

Proceso de Electroobtención

EW

Extracción QuímicaTransferencia de

MateriaFísica


Materia y Energía

Proceso de Purificación

Proceso Filtración

Proceso de Extracción Por

Solventes SX

Proceso Lixiviación

(Hidrometalurgia)

Proceso de Biolixiviación de

Concentrados



8

C Tabla 2 Operaciones Unitarias Mineras (Continuación)

1.6. SISTEMATIZACION La sistematización de los sistemas de proceso del proyecto se define a partir de las unidades de proceso. La instalación, equipo o conjunto de equipos, donde se lleva a cabo una operación unitaria determinada constituye una unidad de proceso, cuyo diseño es específico, cualquiera que sea el proceso y el tipo de condición de la materia prima tratada.

Un sistema de proceso está constituido por varios subsistemas de proceso. Una operación unitaria se considera como un subsistema de proceso y está conformado por todas las unidades de proceso (equipos) que utiliza. La sistematización se utiliza durante las etapas del proyecto de acuerdo a la siguiente estructura:


Secador de Lecho Fluidizante

Secadores Calefaccionados con Vapor

Calderas de Recuperación de Calor

Filtro de Mangas

QuimicaTransporte Cantidad de

Movimiento

Tostación Parcial de

ConcentradoReactor de Tostación

Transportador Neumatico

Tolvas de Almacenamiento

Horno de Fusión

Precipitador Electrostatico

Ventilador de Tiro Inducido

Horno Electrico de Limpieza de Escoria

Incinerador

Modulo de Granulación

Elevador de Capachos

Arnero Vibratorio

Correa Circular

Dosificador

Correa Movil de Alimentación

Molienda y Secado

Horno Flash

Horno de Conversión Inmediata

Convertidor Teniente

Torres de Enfriamiento

Refrigeración Radiactiva Convectiva

Ventiladores de Aire Forzado

Hornos Anodicos

Rueda de Moldeo

Catalizador

Torre de Absorción

Toberas de Inyección


Limpieza de GasesMezcla PerfectaQuimica

Proceso Piroextracción de Cobre

(Pirometalurgia)

Quimica Mezcla Perfecta Oxidación - Reducción

Conversión (Eje de Alta Ley)Mezcla PerfectaQuimica

Refinación y MoldeoMezcla PerfectaQuimica

Preparación y Manejo (Eje de

Alta Ley)Mezcla PerfectaQuimica

Limpieza de EscoriaMezcla PerfectaQuimica

Granallado (Eje de Alta Ley y

Escoria)Mezcla PerfectaQuimica

Transporte de Concentrado

(Horno de Fusión)


MovimientoQuimica

Fusión de ConcentradoMezcla PerfectaQuimica

Secado de ConcentradoTransferencia de

Materia y EnergíaFísica

Proceso de Pirorrefinación del

Cobre Blíster



9

C Termino de Construcción: Se realiza a nivel de subsistemas de proceso. Precomisionamiento: Se realiza a nivel de subsistemas de proceso. Comisionamiento: Se realiza a nivel de sistemas de proceso. Puesta en Marcha: Se realiza a nivel de áreas de proceso.

1.7. CONSIDERACIONES PARA LA SISTEMATIZACION La definición de sistemas debe estar orientada siempre al objetivo principal de la sistematización (poner en marcha el proyecto). Para lograr una puesta en marcha lógica, ordenada y expedita, es necesario establecer una serie de consideraciones que nos permitan realizar con éxito la transferencia y entrega del proyecto al cliente. Consideraciones contractuales del contratista: En la definición de sistemas se debe considerar solo un contratista responsable por sistema, teniendo en cuenta los alcances contractuales de manera de no involucrar más de un contratista. Por lo general se presenta el caso de dos o más contratistas responsables por un sistema lo que impide establecer el responsable. Siempre se debe usar la WBS (work breakdown system). Consideraciones de proceso: En la definición de sistemas, es necesario considerar que estos tengan una lógica de comisionamiento, ya que esto permite hacer una entrega independiente de cada uno de los sistemas. Consideraciones contractuales del cliente: En algunos casos existen alcances contractuales (HITOS) con el Cliente que establecen la entrega del Proyecto por etapas, las que involucran sistemas por cada una de las etapas. El objetivo de considerar este punto es evitar que un sistema contenga unidades de proceso de etapas diferentes. Consideraciones operacionales: La definición de sistemas es tarea de la gerencia de comisionamiento, por lo tanto, se debe considerar la planificación al momento de definir un sistema. El objetivo es realizar un procedimiento de comisionamiento por cada sistema definido y no involucrar otros sistemas ya que esto los hace dependientes entre sí dificultando su entrega. Consideraciones de procesos constructivos: El programa de construcción del contratista está determinado por los procesos constructivos de los diferentes equipos e instalaciones que este va a ejecutar. En la definición de sistemas es conveniente considerar estos procesos constructivos de las instalaciones, de manera de que estos sean compatibles con el programa de comisionamiento y en el programa de entrega al cliente. Consideraciones del programa maestro: La definición de sistemas tiene que considerar además de su lógica operacional, las condiciones obligadas del programa maestro ofrecido al cliente haciendo posible la entrega de estos sistemas en el plazo comprometido.



10

C 1.8. DIAGRAMAS DE SISTEMAS DE PROCESO Los Sistemas de Proceso están directamente relacionados con la línea lógica del Proceso Productivo y los sistemas auxiliares o de apoyo a este Proceso. Esta distribución se representa gráficamente en los diagramas de flujo de proceso (flow sheet) del Proyecto. Los diagramas de flujo de proceso del proyecto representan todos los sistemas de proceso con sus correspondientes operaciones unitarias, unidades de proceso y equipos principales. Además, muestra los cuadros de balance de materia y energía. En general se utilizan los siguientes tipos de diagramas: Diagrama de Bloque: Para resolver balances de materia y energía, el primer paso en la mayoría de las ocasiones implica realizar un diagrama de bloques sencillo. Este diagrama está formado por una serie de bloques conectados por corrientes (flujos) de entrada y salida. Deben incluir condiciones de operación (temperatura y presión) y otra información importante, tal como el grado de conversión o el rendimiento de recuperación. El diagrama de bloques no proporciona detalles sobre cómo funcionan los elementos individuales que forman parte de cada bloque, sino que se centra en las corrientes principales que definen el proceso. Diagrama de Planta: El diagrama de bloque se puede realizar para un proceso simple o para una planta industrial completa que incluya muchos procesos diferentes. Se diferencian llamando al primero de ellos diagrama de bloques de proceso y al segundo diagrama de bloques de planta. Diagrama de Bloques de Proceso: Este diagrama de bloques da una visión clara de la producción, sin que aparezcan detalles de proceso que puedan ocultar el fundamento del mismo. Cada bloque del diagrama representa una función del proceso y puede, en realidad, consistir en varias operaciones básicas o equipos. El formato general y los criterios a seguir para preparar este tipo de diagramas son: • Las operaciones básicas se muestran en forma de bloques. No es necesario recurrir a la

forma física real del equipo/s involucrados. • Las líneas de flujo o corrientes principales deben aparecer con flechas para indicar el sentido

del flujo. • El sentido del flujo debe ir de izquierda a derecha siempre que sea posible. • Las corrientes ligeras (gases) deben salir por la parte superior de los bloques, mientras que

las corrientes pesadas (líquidos y sólidos) deben salir por la parte inferior de los bloques. • Debe incluirse sólo la única información que sea crítica para definir el proceso (rendimientos,

conversiones, etc.).



11

C • Si las líneas de flujo se cruzan, se mantendrá la línea horizontal continua y la vertical

aparecerá dividida. • Se indicarán balances de materia simplificados siempre que se pueda. Figura 2 Diagrama general de bloques de proceso (Típico)

Este tipo de diagrama es el punto de partida de los diagramas de flujo de proceso. Diagrama de Flujo de Proceso: Los diagramas de flujo de proceso suponen, respecto a los diagramas de bloques, un escalón cuantitativo más en lo que se refiere a la cantidad de información que aportan. Un diagrama de flujo de proceso contiene el grueso de todos los datos químicos necesarios que permiten el diseño del proceso. Este tipo de diagramas esta normado de acuerdo a una serie de códigos y criterios estándar globalmente aceptados. Un diagrama de flujo de proceso convencional debe contener la siguiente información:



12

C • Representación de todos los equipos (operaciones básicas) principales, junto con su

descripción. A cada equipo se le debe asignar un número o código único (TAG). • Todos los flujos de proceso deberán aparecer identificados con un número. Asimismo, se

debe incluir una descripción de las condiciones de proceso (presión, temperatura, caudal, etc.) y la composición química de cada flujo. Estos datos se pueden incluir directamente en el diagrama o pueden aparecer en una tabla anexa.

• Debe incluir todos los flujos auxiliares (vapor, agua de refrigeración, aire, etc.) que afecten a los equipos principales.

• Debe mostrar los lazos básicos de control, de manera que se pueda observar la estrategia de control empleada a la hora de operar la planta en condiciones normales.

La información básica que proporciona un diagrama de flujo de proceso se puede clasificar en las siguientes categorías: • Topología del proceso. • Información de los flujos. • Información de los equipos. Por lo general los diagramas de flujo de proceso se muestran en un set de planos formato A0. Se muestra un diagrama general de procesos de toda planta y una serie de planos de flujos de proceso por área. Figura 3 Diagrama general de Procesos típico (Pictórico)



13

C Figura 4 Diagrama de flujo de Proceso (Típico)

Figura 5 Diagrama de Flujo de Proceso (Cuadro de balance de materia)



14

C Una vez en etapa de operación, el diagrama de flujo de proceso sigue siendo el documento que mejor describe la instalación y que se emplea en la formación de operadores y nuevos ingenieros, convirtiéndose en una herramienta que se consulta habitualmente para diagnosticar los problemas de operación que puedan surgir y predecir los efectos que sobre el proceso puede tener la modificación de determinadas variables. Diagramas de Tuberías e Instrumentación (P&ID): Un diagrama de tuberías e instrumentación también conocido del idioma inglés como piping and instrumentation diagram (P&ID) es un diagrama que muestra el flujo del proceso en las tuberías, así como los equipos instalados y el instrumental de control. Un diagrama de tuberías e instrumentación está definido por el Instituto de Instrumentación y Control de la siguiente manera: • Un diagrama que muestra la interconexión de equipos de proceso e instrumentos utilizados

para controlar el proceso. En la industria de procesos, un conjunto estándar de símbolos se utiliza para preparar los dibujos de los procesos. El instrumento de símbolos utilizados en estos dibujos se basa generalmente en Sistemas de Instrumentación y Automatización de la sociedad (ISA) Norma S5. 1.

• El P&ID es el principal esquema utilizado para la instalación de un proceso de control. Figura 6 Diagrama P&ID (Típico)



15

C Los P&ID proporcionan la información que necesitan los ingenieros para comenzar a planificar la construcción de la planta. Toda la información de proceso que puede ser medida en la planta se muestra en el P&ID. El P&ID es la última etapa del proceso de diseño básico y sirve como guía para los responsables del diseño final y la construcción de la planta. En base a estos diagramas se realizan las siguientes ingenierías: • Diseño civil y mecánico de los equipos. • Especificación de sistemas de control. • Distribución piping en planta y en 3D. • Distribución eléctrica en alta y media tensión. • Planificación de la construcción de la planta. • Planificación de la puesta en marcha de la planta. 1.9. REPRESENTACION GRAFICA DE SISTEMAS DE PROCESO La sistematización del proyecto se materializa a nivel de sistemas sobre los diagramas de flujos de proceso codificando los sistemas y representándolos atraves de un plano coloreado que alcanza un sistema de proceso específico. Figura 7 Plano coloreado de un sistema de proceso.



16

C 1.10. NUMERO Y REVISION DEL PLANO COLOREADO (Flow Sheet) Todo plano coloreado que represente gráficamente un sistema de proceso debe tener su número de plano y su número de revisión. Número de plano: Para designar el número de plano coloreado se utiliza el número del plano base, es decir el número del diagrama de flujo de proceso, y a este número se le da una designación especial. Por ejemplo: • Número de diagrama de flujo de proceso : ANT-D-DRW-4300-FS-5001 • Número de plano coloreado : COM-ANT-D-DRW-4300-FS-5001 Para la designación especial se le agrega inicialmente el código COM de comisionamiento. Número de revisión: Inicialmente la revisión del plano coloreado será la misma que posee el plano base, es decir la revisión del diagrama de flujo de proceso. La revisión posterior puede variar por dos motivos: • Cambios en el plano base, o sea en el diagrama de flujo de proceso. • Cambios en el plano coloreado, o sea cambia el alcance del coloreado. En el primer caso siempre se mantendrá el mismo número de revisión entre el plano coloreado y el plano base. En el segundo caso serán diferentes, el plano coloreado siempre tendrá una revisión mayor que el plano base. El número y revisión del plano coloreado debe ir ubicado y destacado a color en la parte superior de la viñeta del plano base. Figura 8 Numero y revisión del plano coloreado (Flow Sheet).



17

C 1.11. CODIFICACION DE SISTEMAS DE PROCESO Los sistemas de proceso se codifican de acuerdo al siguiente esquema: • Sistema de Proceso : SP (Designación) • Area de Proceso (Según WBS): 4000 (Guiarse siempre por WBS del proyecto). • Código del sistema : SP4000 • Descripción del sistema : Sistema de Recirculación de Electrolito • Codificación : SP4000 Sistema de Recirculación de Electrolito. Para el caso de áreas con más de un sistema se debe establecer un código incremental en una centena, por ejemplo: • Area de Proceso (Según WBS): 4000 • Sistema de proceso 1 : SP4100 • Sistema de proceso 2 : SP4200 • Sistema de proceso 3 : SP4300 La codificación y descripción del sistema debe estar incorporada en el diagrama coloreado en un lugar visible del plano base. Figura 9 Código y descripción de sistema en P&ID.

Figura 10 Ejemplo Codificación Sistemas de Proceso.



18

C 1.12. SUBSISTEMAS DE PROCESO Un subsistema de proceso es una división parcial de un sistema de proceso. Generalmente se definen los subsistemas a partir de las diferentes operaciones unitarias y sus correspondientes unidades de proceso. Todos los sistemas deben tener subsistemas asociados, en caso contrario estará incompleto. Así un sistema de proceso estará compuesto por varios subsistemas de proceso cuyo funcionamiento u operación sólo tiene sentido como parte del sistema. 1.13. REPRESENTACION GRAFICA DE SUBSISTEMAS DE PROCESO Un subsistema de proceso está conformado por una serie de equipos y componentes (unidades de proceso) y se representan gráficamente sobre los diagramas P&ID demarcando con un color especifico el alcance del subsistema de proceso e indicando la codificación y descripción del mismo. Un plano coloreado (diagrama de flujo de proceso) de un sistema de proceso tendrá varios planos coloreados de subsistemas (P&IDs) asociados. Figura 11 Plano coloreado de un subsistema de proceso.



19

C Los P&ID son especialmente útiles en la elaboración de procedimientos de precomisionamiento, comisionamiento y puesta en marcha. También son muy utilizados para paradas de planta. Los P&ID también se emplean para la formación de los operadores de planta. 1.14. NUMERO Y REVISION DEL PLANO COLOREADO (P&ID) Todo plano coloreado que represente gráficamente un subsistema de proceso debe tener su número de plano y su número de revisión. Número de plano: Para designar el número de plano coloreado se utiliza el número del plano base, es decir el número del P&ID, y a este número se le da una designación especial. Por ejemplo: • Número del P&ID : ANT-D-PID-4100-PR-6010 • Número de plano coloreado : COM-ANT-D-PID-4100-PR-6010 Para la designación especial se le agrega inicialmente el código COM de comisionamiento. Número de revisión: Inicialmente la revisión del plano coloreado será la misma que posee el plano base, es decir la revisión del P&ID. La revisión posterior puede variar por dos motivos: • Cambios en el plano base, o sea en el P&ID. • Cambios en el plano coloreado, o sea cambia el alcance del coloreado. En el primer caso siempre se mantendrá el mismo número de revisión entre el plano coloreado y el plano base. En el segundo caso serán diferentes, el plano coloreado siempre tendrá una revisión mayor que el plano base. El número y revisión del plano coloreado debe ir ubicado y destacado a color en la parte superior de la viñeta del plano base. Figura 12 Numero y revisión del plano coloreado (P&ID)



20

C 1.15. CODIFICACION DE SUBSISTEMAS DE PROCESO Los subsistemas de proceso se codifican de acuerdo al siguiente esquema: • Subsistema de Proceso : SP (Designación) • Número de Sistema : 4100 • Número Correlativo : 01 • Código del subsistema : SP4100-01 • Descripción del subsistema : Extracción por solvente tren A (E1A y E2A) • Codificación : SP4100-01 Subsistema Extracción Por Solvente

Tren A (E1A y E2A) Para el caso de sistemas con más de un subsistema se debe establecer un número correlativo incremental, por ejemplo: • Sistema de Proceso (Según WBS) : SP4100 • Subsistema de proceso 1 : SP4100-01 • Subsistema de proceso 2 : SP4100-02 • Subsistema de proceso 3 : SP4100-03 La codificación y descripción del subsistema debe estar incorporada en el diagrama coloreado en un lugar visible del plano base. Figura 13 Código y descripción del subsistema.



21

C Figura 14 Ejemplo Codificación Subsistemas de Proceso.

1.16. EQUIPOS Y COMPONENTES Todos los subsistemas de procesos están conformados por una serie de unidades de proceso (Equipos) los cuales a su vez comprenden una serie de componentes. Una vez definido el alcance de los subsistemas de proceso en los P&ID correspondientes, podremos establecer los equipos y componentes que componen el subsistema. Los equipos y componentes que componen el subsistema de proceso, son todos aquellos que contiene el alcance del P&ID coloreado. Tenemos equipos de los siguientes tipos: Tabla 3 Tipos de Equipos

Y tenemos componentes de los siguientes tipos: Tabla 4 Tipos de Componentes

COD Tipo

MC Mecánico

EL Eléctrico

CA Cañería

ES Estructural

CV Civil

HO Hormigón

CO Comunicaciones

RV Revestimiento

TIE Tie In

COD Tipo

IN Instrumento

VA Válvula Manual

CT Circuito



22

C 1.17. CODIFICACION DE EQUIPOS Los equipos de proceso se codifican de acuerdo al siguiente esquema: • Código del subsistema : SP4100-01 • Número correlativo equipo : 01 • Descripción del equipo : Agitador E1A • TAG del equipo : 4100-AG-4101 (Designación Ingeniería) • Codificación del Equipo : SP4100-01-01 Para el caso de subsistemas con más de un equipo se debe establecer un número correlativo incremental, por ejemplo: • Subsistema de Proceso : SP4100-01 • Equipo de proceso 1 : SP4100-01-01 • Equipo de proceso 2 : SP4100-01-02 • Equipo de proceso 3 : SP4100-01-03 Figura 13 Ejemplo de equipos por subsistema.

1.18. CODIFICACION DE COMPONENTES Los componentes de equipos de proceso se codifican de acuerdo al siguiente esquema: • Código del equipo : SP4100-01-01 • Número Correlativo componente : 01



23

C • Descripción del componente : Sensor de Temperatura • TAG del componente : 4100-ET-4101/1 (Designación Ingeniería) • Codificación del Componente : SP4100-01-01-01 Para el caso de equipos con más de un componente se debe establecer un número correlativo incremental, por ejemplo: • Equipo de Proceso : SP4100-01-01 • Componente 1 : SP4100-01-01-01 • Componente 2 : SP4100-01-01-02 • Componente 3 : SP4100-01-01-03 Figura 14 Ejemplo de componentes por equipo.

1.19. CONCLUSIONES La sistematización no es más que una agrupación estructurada de equipos y componentes con un objetivo único. Para el caso de proyectos mineros este objetivo es poner en marcha la planta industrial. La puesta en marcha es la última etapa del proyecto y la más importante ya que es la confirmación del diseño. O sea, es la comprobación de las tecnologías del proceso productivo para el cual fue concebido el diseño. Esto implica la comprobación de múltiples variables desde



24

C la perspectiva física, química, metalúrgica, operacional, productiva, confiabilidad y mantenibilidad del proyecto. Para poder llegar a la etapa de puesta en marcha del proyecto se debe realizar un proceso de transferencia de equipos y componentes, durante las etapas de termino de construcción, precomisionamiento y comisionamiento. Para poder realizar el proceso de transferencia de equipos y componentes, es que se requiere la sistematización ya que esta se desarrolla en diferentes niveles de su estructura. La sistematización permite la integración de todas las organizaciones participantes del proyecto alineando los objetivos hacia el éxito del proyecto. Por este motivo es que la sistematización es única y propia de cada proyecto. La sistematización es una actividad de carácter estratégico para el proyecto y debe ser abordada como tal. No se pueden utilizar plantillas ni modelos de proyectos similares. La experiencia de muchos proyectos indica que esta actividad ha sido realizada por personal sin el conocimiento adecuado y si bien es cierto que han realizado una sistematización, esta carece de coherencia y sentido lógico, practico y mucho menos estratégico. Muchos de los problemas de diversa índole (diseño, construcción, preoperacionales, y operacionales) que tienen los proyectos desde la etapa de termino de construcción hasta la etapa de puesta en marcha se deben a una mala sistematización. La sistematización es materia de estudio, análisis y desarrollo por parte de un equipo multidisciplinario conformado por las gerencias de ingeniería, construcción y puesta en marcha. En la actualidad se ha tomado conciencia de la importancia de esta actividad y se está comenzando a desarrollar desde los inicios del proyecto durante la ingeniería de factibilidad.

sistemas de proceso - stalinkarl.cl · y sistemas, los cuales en su totalidad conforman el alcance...

Documents