Modelo de Gestin Hospital Carrion

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERFACULTAD DE INGENIERA MECNICA

TESISOPTIMIZACIN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE VAPOR Y CONDENSADO PARA MEJORAR LA PRODUCCIN DEL CALDERO PIROTUBULAR DE 300 BHP, EN AGROMANTARO SAC.

PRESENTADA POR:

JEAN BORIS ESPINOZA VICENTE

Para optar el ttulo de Ingeniero Mecnico

HUANCAYO PER2014ASESOR:Ing. DEDICATORIAA Dios por darme la vida a mis padres quienes me inculcaron sabidura y nobleza y a mis colegas y amigos por el apoyo incondicionalCONTENIDOASESOR:iiDEDICATORIAiiiCONTENIDOivRESUMENviABSTRACviiINTRODUCCINviiiCaptulo 1: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO11.1PROBLEMA DEL PROBLEMA11.2FORMULACIN DEL PROBLEMA11.3OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN11.4JUSTIFICACION2Captulo 2: MARCO TEORICO32.1ANTECEDENTES32.2BASES TERICAS32.3DEFINICIONES CONCEPTUALES Y OPERACIONALES32.4HIPTESIS GENERAL4Captulo 3: METODOLOGIA53.1INTRODUCCION53.2TIPO Y NIVEL DE INVESTIGACION53.3DISEO DE LA INVESTIGACIN63.4OPERACIONALIZACIN DE VARIABLES63.5OBJETO DE INVESTIGACIN63.6TCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIN73.7TCNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS7Captulo 4: ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOS84.1RESULTADOS DE LA INVESTIGACIN84.2ANLISIS ESTADSTICO DE LOS RESULTADOS84.3PRUEBA DE HIPTESIS84.4DISCUSIN DE RESULTADOS8CONCLUSIONES9RECOMENDACIONES10BIBLIOGRAFIA11

RESUMENOPTIMIZACIN DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE VAPOR Y CONDENSADO PARA LA REDUCCIN DE COSTOS DE PRODUCCIN DE UN CALDERO PIROTUBULAR DE 300 BHP, EN LA EMPRESA AGROMANTARO S.AC.El presente trabajo fue desarrollando para empresa agroindustrial AGROMANTARO S.A.C. que produce conservas de alcachofa y jalapeo para el mercado internacional (USA, Europa)Este presente proyecto corresponde al tipo de investigacin tecnolgica con un nivel de investigacin aplicada, tiene como objetivo identificar y cuantificar las oportunidades de mejora de la eficiencia energtica de la distribucin de vapor y condensado que se produce gracias a una caldera pirotubular de 300 BHP marca Power Master para tres escaldadores que necesitan presin de vapor de 60psi, para dos exhauster que necesitan presin de vapor de 60 psi, para tres autoclaves que necesitan presin de vapor de 60 psi y para 3 marmitas que necesitan presin de vapor de 60 psi. La distribucin de vapor empieza con el suministro de vapor a una temperatura y presin determinada por el caldero esta pasa a un manifold que tiene dos salidas: una para la recepcin de lorca y la otra para la zona de produccin, luego son llevadas por tuberas de 4 por un nivel alto y ramificadas de 3 y 2 hasta la zona de cada mquina, luego tiene un descenso vertical con tubos de 2 a 1 hasta las maquina usuaria de vapor. El retorno de condensado es tambin por nivel alto y mediante la misma presin de vapor antes de las trampas.El material de aislamiento de tuberas es de lana de vidrio, recubierto con proteccin metlica, El presente trabajo corresponde a un tipo de diseo de investigacin aplicativo, en la que se utilizaron instrumentos de medicin para contrastar de hiptesis.Autor:JEAN ESPINOZA VICENTE

ABSTRACOPTIMIZATION OF DISTRIBUTION SYSTEM STEAM CONDENSED TO REDUCE PRODUCTION COSTS OF A CAULDRON OF 300 BHP firetube, NOW IN AGROMANTARO S.AC.This work was developed for agribusiness company Agromantaro SAC that produces canned artichoke and jalapeno for the international market (USA , Europe )This project belongs to this type of technological research with a level of applied research aims to identify and quantify opportunities for improvement of energy efficiency of steam distribution and condensate produced through a fire-tube boiler of 300 BHP Brand Power Master scalders needing three vapor pressure 60psi for two exhauster requiring vapor pressure of 60 psi for three autoclaves requiring vapor pressure of 60 psi , and 3 pots requiring vapor pressure of 60 psi .The steam distribution begins with the supply of steam at a temperature and pressure determined by the cauldron is passed to a manifold which has two outputs: one for receiving lorca and the other for the production area , then are carried by pipes 4 " by a high level and branched 3" and 2 " to the area of each machine, then has a vertical descent with tubes 2-1 " to the wearer steam engine . The condensate return is also high level and the same pressure of steam before the traps.The pipe insulation material is glass wool coated with metal shielding ,This work corresponds to a type of research design application , in which measuring instruments were used to test hypotheses.Autor:JEAN ESPINOZA VICENTE

INTRODUCCINAgromantaro es una empresa agroindustrial dedicada a la produccin de corazones y fondos de alcachofa en conserva, jalapea en conservas y embolsada y planea producir en el futuro cercano otros productos ya identificados.El proyecto de investigacin se encuentra dividido en cuatro captulos. En el primer captulo se plantea y justifica el trabajo, la forma de abordarlo, adems se plantea la hiptesis a manejar en la investigacin, en el captulo dos se brinda informacin terica y pertinente acerca de los conceptos, principios y leyes que rigen la distribucin de vapor, tambin se citan los registros de perdida de vapor en la red de distribucin de vapor y condensado, posteriormente en el captulo tres se presentan: el procedimiento general de evaluacin de diagnstico actual del sistema brindando los resultados y el diagnostico final, finalmente en el captulo cuatro resume el desarrollo del diseo del sistema de distribucin de vapor y condesado. EL AUTOR

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PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIOPLANTEAMIENTO DEL PROBLEMALa empresa Agroindustrial Agromantaro Sac. Es una mediana empresa dedicada a la exportacin de alcachofa y aj jalapeo para Espaa, estados unidos est ubicada en la cuidad de concepcin a 5 km de la ciudad de Huancayo-Per. Cuya misin es Ser una fuente importante de crecimiento econmico para la Regin Central del Per a travs de la incorporacin de nuevos productos y el desarrollo de nuevos clientes y mercados, obteniendo niveles internacionales de rentabilidad para la actividad y contribuyendo al desarrollo del pas. AgroMantaro S.A.C. llegar a ser la mejor empresa en el Per dedicada al procesamiento y exportacin de productos agroindustriales, y visin es Ser la mejor compaa procesadora de vegetales y otros productos agroindustriales en el Per, orientados a los mercados internacionales. AgroMantaro S.A.C. ser reconocida como tal por sus accionistas, sus clientes, sus trabajadores, sus proveedores y la comunidad en general.Fue fundada en Julio del ao 2004 como una Sociedad Annima Cerrada (S.A.C), con sede central en la provincia de Concepcin, departamento de Junn - Per. El capital social corresponde a inversionistas peruanos, espaoles y americanos. Cuenta con una planta de transformacin con una nave de produccin de 2,000 m2, puesta en funcionamiento en abril de 2005 (Concepcin Junn). Actualmente produce corazones y fondos de alcachofa en conserva; corazones de alcachofa congeladas, jalapeo en conserva y planea producir en el futuro cercano otros productos ya identificados

El rea de mantenimiento est encargada de velar por el correcto funcionamiento de todas las mquinas de planta, entre algunas de ellas tenemos bombas para agua y petrleo, autoclaves, el caldero, codificadoras, cerradoras, escardadores, extractores, moto reductores fajas transportadoras, el compresor, etc. Debido al consumo de vapor para las diferentes reas de la empresa agroindustrial AGROMANTARO SAC. Se busc datos de investigaciones anteriores. El fondo nacional de ambiente FONAM realizo una consultora nacional para la elaboracin de diagnstico energtico en la pequea y mediana empresa (PYME) dando como resultados del consumo de energa en el ao 2010 fue de 45407 gal/ao de petrleo PR6, 159531 Kw.h/ao de electricidad, 35144 m3/ao de agua y 863kg de GLP, llegando a la conclusin que se est consumiendo demasiada energa y con cifras ascendentes.Se observ que la instalacin del sistema de distribucin de vapor ya cumpli el tiempo de vida por lo que no se encuentran en buen estado ya que algunas lneas de distribucin no se encuentran aisladas como tambin se encuentro demasiada emisiones de fugas de vapor tanto en la red como en trampas de vapor adems que se tambin se observ la ineficiencia de algunos accesorios (trampas, filtros, etc), ver figura 1.1

Figura 1.1 Manifold con tuberas sin aislamientoEste problema encontrado me motivo a realizar una investigacin previamente informndome de los planos de instalacin dndome como sorpresa que no exista nada de planos ni clculos de diseo del sistema de distribucin.FORMULACIN DEL PROBLEMALa interrogante principal de la presente investigacin es:Cmo optimizar del sistema de distribucin de vapor y condensado para mejorar la produccin del caldero pirotubular de 300 BHP en la empresa Agromantaro Sac.?

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACINObjetivo GeneralOptimizar el sistema de distribucin de vapor y condensado para mejorar la produccin del caldero pirotubular de 300 BHP en la empresa Agromantaro Sac.Objetivos EspecficosEvaluar el balance energtico del sistema de generacin de vapor y retorno de condensado en los tres procesos de produccin de la empresa Agromantaro Sac.Realizar un rediseo de la red de distribucin de vapor y condensado.Detectar las fallas existentes en las redes de distribucin de vapor y de retorno de condensado, a travs de la realizacin de pruebas de campo con la utilizacin de equipos electrnicos.JUSTIFICACIONLogros obtenidos y beneficios.Se realiz el balance energtico obteniendo como resultado demasiadas prdidas de energa, por lo que se tom la decisin de cambiar y/o reparar algunos accesorios y tuberas para reducir las prdidas logrando as menores costos de produccin del caldero.Se realiz un rediseo de la red de tuberas de vapor y condensado con accesorios adecuados para su buen funcionamiento, logrando as una mejora en la produccin del caldero.Los beneficios vienen a largo plazo ya que el costo de instalacin del rediseo va ser recuperado con los ahorros de energa en la produccin del caldero.Razones que motivan la investigacin:La optimizacin del sistema de generacin de vapor y condensado en la empresa AGROMANTARO SAC. Requerir una evaluacin tcnica ms profunda para el mejoramiento de la eficiencia energtica en donde podr:Mejorar el rendimiento energtico.Disminuir los costos de operacin y de mantenimiento.Ahorrar tiempo.Minimizar los costos de combustible, agua y energa elctrica que necesita la caldera.Alargar el tiempo de vida til de los equipos y componentesGarantizar la seguridad de los operariosImportanciaCon este estudio se podr demostrar cmo estas mejoras inciden en el ahorro energtico, que a su vez se traducirn, al ser implementadas, en beneficios econmicos para la empresa.

MARCO TEORICOANTECEDENTESEn la biblioteca de la Universidad Nacional del Centro Del Per se tiene una tesis titulada: APROVECHAMIENTO DEL REVAPORIZADO MEDIANTE EL DISEO, DE UN SISTEMA RECUPERADOR PARA LA REDUCCION DE COSTOS EN LA PRODUCCION DE VAPOR EN EL HOSPITAL IV ESSALUD- HUANCAYO. Tesis presentado por el Bach. Percy Ramos Paucar en el ao 2006, de cuyo trabajo de investigacin se deduce la siguiente conclusin final: se pudo demostrar que la cada de presin una lnea de retorno de condensado como ninguna lnea de vapor segn se recurri tienen variaciones de presiones llegan muchas veces las presiones del entorno de condensado cerca Mlaga atmosfrica , tal es el caso de las lneas de retorno de condensado de cocina luego podemos decir que a mayor diferencia de presiones en el ingreso de condensado as el tanque de REVAPORIZADO cifra mayor cantidad de vapor Flash claro que este es un factor que va con la cantidad de condensados ingresa al tanque . En los archivos de investigacin del rea de mantenimiento de la empresa agroindustrial AGROMANTARO SAC. se encuentra el siguiente informe: CONSULTORIA NACIONAL PARA LA ELABORACION DE DIAGNOSTICO ENERGETICO EN LA PEQUEA Y MEDIANA EMPRESA (PYME), realizado por el Fondo Nacional Del Ambiente- Repblica Del Per, en el ao 2012, de cuyo trabajo de investigacin se deduce la siguiente conclusin final: El consumo de energa en el ao 2010 puede 45407 gal/ ao de petrleo PR6 159531 kw h /ao de electricidad, 35144 m^3 /ao de agua y de agua y 863 kg de GLP. Los consumos de petrleo son menores a los del 2011.Las principales medidas propuestas para reducir el consumo de energa trmica o petrleo la planta, y lograr ahorros concretos en la facturacin de combustible son las siguientes: Aislamiento de las tuberas precalentamiento de agua blanda mediante termas Solares Mejor aislamiento de equipos Mejora de la eficiencia de la caldera Mejora de la eficiencia de la red de distribucin de vapor y condensado En la biblioteca de la Universidad Nacional del Centro Del Per se tiene una tesis titulada: OPTIMIZACION DE ENERGIA EN EL CONSUMO DE VAPOR EN LA PLANTA TEXTIL SANTA LETICIA S.A. LIMA. Tesis presentado por los Bachs. Canez Archi Willian,y Mendoza Auris freddy, en el ao 2006, de cuyo trabajo de investigacin se deduce la siguiente conclusin final: la antigedad de las instalaciones vapor condensado a las mquinas presentan perforaciones, y en su aislamiento extern, asimismo en el interior presenta incrustaciones en las paredes de la tubera, lo que ocasiona el incremento de las cadas de presin en cantidades altas provocando la disminucin del rendimiento del sistema. En la biblioteca de la Universidad Central de Venezuela se tiene una tesis titulada: INSPECCIN Y OPTIMIZACIN DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE VAPOR Y CONDENSADO EN LA INDUSTRIA PETROLERA., Tesis presentada por el bach. Flix Rodrguez para el ttulo del Ingeniero de Petrleo en el ao 2007, de cuyo trabajo de investigacin se deduce la siguiente conclusin final: las parrillas vapor detectadas y documentadas debido trampas fugado vapor, trae como consecuencia perdidas necesarias y la presurizacin del sistema de retorno de condensando, loco resulte un aumento de los gastos de combustible.Al tomar en consideracin, al bueno de las secciones y mejorar recomendadas en ese trabajo especial de grado, se reducirn directamente los costos, lo que puede equivaler a un ahorro estimado de miles de dlares al ao por concepto de: y agua de alimentacin, incremento de eficiencia del sistema actual de la operacin, beneficios ambientales derivados del ahorro de combustible y prevencin de escapes de vapor que disminuirn las emisiones de CO2 a la atmsfera. Con entrada en vigor del protocolo de Kyoto, al realizarse tipo de trabajo, el mejorador de petrolera AMERIVEN contribuye con el compromiso mundial de disminuir en 5,2% las emisiones de gases de efecto invernadero sobre los niveles de 1990 para el periodo de 2008-2012Por ltimo, hoy en da el objetivo de perseguir todo entrese que realicen mantenimiento, es el de tener un determinado nivel de disponibilidad de produccin en condiciones de calidad, al mnimo costo y con la mxima seguridad para el personal que las utiliza y mantiene Una investigacin realizada por la Universidad Del Atlntico y la Universidad Autnoma de Occidente se tiene la siguiente investigacin titulada: EFICIENCIA ENERGTICA EN LA GENERACIN Y DISTRIBUCIN DE VAPOR. Elaborado por: 5 MSc. Investigadores del atlntico y 4 MSc. Investigadores de la universidad de occidente universidad del atlntico y universidad autnoma de occidente. Un proyecto de la unidad de planeacin minero energtica de colombia (upme) y el instituto colombiano para el desarrollo de la ciencia y la tecnologa. francisco jos de caldas (colciencias). Donde se tiene la siguiente la tabla como conclusin:Tabla 2.1 Directorio de Medidas de Ahorro de Energa TrmicaREAS POTENCIALES DE AHORROMEDIDAS DE AHORRONIVEL

CALOR PERDIDO EN LNEAS AISLADAS Y NO AISLADAS. Colocar aislamiento trmico en tuberas. Cambio del aislamiento trmico en tuberas.22

CALOR PERDIDO EN TANQUES Y DEPSITOS Colocar aislamiento trmico en tanques o depsitos. Cambio de aislamiento trmico en tanques o depsitos.22

CALOR PERDIDO EN PURGAS DPURGAS Automatizacin de purgas.

Sustitucin de purgadores.

PURGAS Y FUGAS. Reparacin y eliminacin de fugas.

Recuperacin de purgas.2

CALOR PERDIDO EN TRAMPAS PARA VAPOR. Instalacin de trampas para vapor en lneas y equipos. Reparacin de las trampas para vapor. Cambio de las trampas para vapor. Instalacin de mirillas de flujo o vlvulas de 3 vas en las lneas de condensado.

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TUBERAS Revisar dimensionamiento y disposicin de tuberas. Agregar cabezal comn para varios generadores de vapor.

AISLAMIENTO Y FUGAS Eliminacin de grietas en mamparas, paredes y vlvulas. Mejorar el aislamiento.

PLANEACIN DE LA OPERACIN Reparta la carga segn puntos de mayor eficiencia.

MANTENIMIENTO Mantenimiento y pruebas.

Fuente. Eficiencia energtica en la generacin y distribucin de vaporBASES TERICAS2.2 CONCEPTOS BSICOS- DESCRIPCIN.

Segn Spirax Sarco ao 2005,pag 10-62:

2.2.1 Vapor de AguaSi se aade calor al agua, su temperatura aumenta hasta alcanzar un valor denominado temperatura de saturacin. Un aporte adicional de energa, har que el agua hierva y se convierta en vapor.2.2.2 Vapor SaturadoEs un vapor formado por agua totalmente evaporada.2.2.3 Vapor SobresaturadoEs un vapor que se encuentra a cualquier temperatura por encima de la del vapor saturado.2.2.4 Calidad del VaporEs la proporcin de vapor seco presente en el vapor considerado.2.2.5 Entalpa Especfica del VaporEs la suma de la entalpa especfica del agua saturada calor sensible y la entalpa especfica de evaporacin calor latente.2.2.6 Entalpa Especfica del Agua SaturadaEs la energa que contiene 1 Kg de agua lquida a la temperatura de ebullicin, tambin se le conoce como calor sensible.2.2.7 Entalpa Especfica de EvaporacinEs la energa necesaria para convertir 1 Kg de agua lquida en vapor. Tambin se le conoce como calor latente.2.3 DISTRIBUCIN DE VAPOR

Segn Spirax Sarco ao 2005,pag 62-72:

2.3.1 Fundamentos de la Distribucin de Vapor

2.3.1.1 Lneas de DistribucinEn cualquier tubera para el transporte de vapor, parte del mismo se condensar a causa de las prdidas de calor por radiacin. Por tanto, debe preverse la purga de ese condensado. Si esto no se realiza de forma efectiva, aparecern problemas de corrosin y golpe de ariete. Adems, el vapor se volver hmedo, pues recoge gotas de agua, reduciendo as su potencial de transferencia de calor. Bajo condiciones extremas, si se permite la acumulacin de agua condensada, la seccin de la tubera disponible para el paso del vapor se ve reducida, de manera que la velocidad efectiva del vapor superar los lmites recomendados.Siempre que sea posible, la tubera de distribucin debe montarse con un descenso no inferior a 40 mm por cada 10 m, en la direccin del flujo. Hay una buena razn para ello. Si la tubera asciende en la direccin del flujo, el condensado descender por gravedad, en sentido opuesto a la direccin del vapor, el cual puede ir a una velocidad de hasta 80 Km/h, arrastrando el agua. Esto no permitira el drenaje del condensado e incrementara la humedad en el vapor, lo cual es perjudicial para el proceso de su transporte.2.3.1.2 Puntos de PurgaLas ventajas de elegir el tipo de trampa ms apropiada para una determinada aplicacin sern en vano si el condensado no puede encontrar fcilmente el camino hacia la trampa. Por esta razn, debe considerarse cuidadosamente el tamao y la situacin del punto de purga.Tambin se debe tomar en cuenta qu le ocurre al condensado en una tubera de vapor cuando se produce una parada y todo el flujo cesa. Este condensado circula en la direccin descendente de la tubera, por efecto de la fuerza de la gravedad, y se acumular en los puntos bajos del sistema. Las trampas debern, por lo tanto, montarse en los puntos ms bajos. En cualquier caso, la cantidad de condensado que se forma en una lnea de gran tamao bajo condiciones de puesta en marcha, es suficiente para hacer necesaria la instalacin de puntos de purga cada 30 m a 50 m, as como en los puntos bajos del sistema.Durante el funcionamiento normal, el vapor puede fluir por la tubera de distribucin a velocidades de hasta 145 Km/h, arrastrando condensado consigo. En la figura 2.1 se muestra esquemticamente una tubera que conecta la parte inferior de una lnea de vapor con una estacin de trampeo. Aunque la tubera tiene una capacidad suficiente, es poco probable que recoja gran parte del condensado que fluye a alta velocidad por la tubera de distribucin. Tal disposicin no resultara efectiva. En la figura 2.2 se muestra una solucin ms recomendable para evacuar el condensado. Se coloca una conexin T en la tubera, la cual acta como un pozo de goteo. Todo el condensado caer al pozo y recorrer el camino hasta llegar a la estacin de trampeo donde se desalojar todo el condensado producido.

Fig. 2.2 Instalacin incorrecta de purga de condensado

Fig. 2.2 Fig. 2.3 Instalacin correcta de sistema de purga de condensado2.3.1.3 Golpe de Ariete y Sus EfectosEl golpe de ariete se produce cuando el condensado, en lugar de ser purgado en los puntos bajos del sistema, es arrastrado por el vapor a lo largo de la tubera como se muestra en la figura 2.3, y se detiene bruscamente al impactar contra algn obstculo del sistema. Las gotas de condensado acumuladas a lo largo de la tubera, forman con el tiempo una bolsa continua de agua lquida que ser arrastrada a lo largo de la tubera a la velocidad del vapor. Estas velocidades pueden ser de 30 Km/h o ms. Este tapn de agua es denso y poco compresible. Adems, cuando se desplaza a una velocidad elevada, tiene una energa cintica considerable.

Fig. 2.4 Golpe de ArieteCuando se obstruye su paso, a causa de una T en la tubera o una curva, la energa cintica se convierte en un golpe de presin. Las leyes de termodinmica establecen que la energa ni se crea ni se destruye: se transforma. Normalmente se produce un ruido de golpe, que puede ir acompaado de un movimiento en la tubera y altas vibraciones. En casos serios, los accesorios pueden incluso romperse con un efecto casi explosivo, con la consecuente prdida de vapor vivo en la rotura, creando una situacin peligrosa. Afortunadamente, el golpe de ariete se puede evitar si se toman las medidas oportunas para que no se acumule el condensado en la tubera. Evitar golpes de arietes es una mejor alternativa que intentar contenerlo, exigiendo materiales y limitando la presin de los equipos. Las fuentes de problemas de golpe de ariete suelen estar en los puntos bajos de la tubera. Las reas o situaciones problemticas son: Pandeo en lnea. Uso incorrecto de reductores concntricos y filtros. Por este motivo, en las lneas de vapor es preferible montar filtros con cesta horizontal. Purga inadecuada en las lneas de vapor.La incidencia de los golpes de ariete ser mayor si se forman bolsas o tapones de condensado en los puntos bajos del sistema de distribucin de vapor, en zonas donde haya pandeo y donde estn mal utilizados los reductores concntricos. Con el fin de minimizar las posibilidades de golpe de ariete, las lneas de vapor deben instalarse con una pendiente en la direccin del flujo y con puntos de drenaje a intervalos regulares y en los puntos bajos. Despus de las trampas debe instalarse una vlvula de retencin que impida el paso de condensado en sentido inverso, lo cual inundara las tuberas cuando se produjera una parada.2.3.1.4 Conexiones de DerivacionesLas derivaciones transportarn el vapor ms seco, siempre que las conexiones tomen el vapor de la parte superior de la tubera principal. Si la toma es lateral, o peor an, de la parte inferior (como se muestra en la figura 2.4) transportarn el condensado, comportndose como un pozo de goteo. El resultado de esta situacin, generalmente es un vapor muy hmedo que llega a los equipos. La vlvula de la figura 2.5 debe instalarse tan cerca como sea posible de la derivacin, para as evitar que el condensado se deposite en el ramal cuando se producen paradas largas del sistema de transporte.

Fig. 2.5 Instalacin incorrecta de derivacin de lnea de vapor

Fig. 2.6 Instalacin correcta de derivacin de lnea de vapor

2.3.1.5 Elevacin del Terreno y PurgaNo es inusual que una lnea de distribucin discurra por un terreno con inclinacin ascendente y no sea posible mantener el nivel de la tubera, con lo que el condensado se ve obligado a correr hacia abajo, a contracorriente con el vapor. Es prudente asegurarse que el tamao de la tubera sea suficiente, en el tramo ascendente, para no reducir la velocidad a menos de 15 m/s. Asimismo, la distancia entre puntos de purga debe reducirse a no ms de 15 m. El objetivo es evitar la pelcula de condensado en la parte inferior de la tubera, que ira aumentando en espesor hasta el punto en que el vapor arrastre gotas de condensado.2.3.1 Grupo Termosttico2.3.1.1 Trampas del Tipo de Presin BalanceadaLa figura 2.6 muestra esquemticamente el elemento esencial de un purgador de presin equilibrada. Se trata de una cpsula, o elemento termosttico, llena de un lquido con punto de ebullicin algo inferior al del agua.

Fig. 2.7 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Presin BalanceadaCuando el conjunto est fro, el elemento esta contrado, y la bola de cierre no se apoya sobre el asiento. En esta situacin, el aire es expulsado con facilidad del sistema. El condensado fro que sigue al aire descarga de la misma manera. A medida que el condensado se va calentando se va transfiriendo calor a la mezcla alcohlica que llena el elemento. Antes de que el condensado alcance la temperatura de la mezcla alcohlica, dicho condensado alcanza su punto de ebullicin. Tan pronto como empieza a hervir, se produce vapor de alcohol que hace aumentar la presin interna del elemento. Esta presin es superior a la que hay en el cuerpo del purgador, con lo que la lmina superior tiende a acercarse a la inferior llevando la bola hacia el asiento en el que se apoya. La trampa ha cerrado, con lo cual el vapor que sigue al condensado no puede escapar. Cuando el condensado que llena al cuerpo de la trampa se enfra por radiacin, tambin lo hace la mezcla alcohlica del interior del elemento. Con ello disminuye la presin que mantiene la vlvula cerrada. Las dos lminas vuelven a separarse y la vlvula abre. El condensado mas fro se descarga y se puede reiniciar el ciclo.2.3.1.2 Trampas del Tipo de Expansin LquidaUna trampa popular de expansin lquida es la que se muestra esquemticamente en la figura 2.7. Opera por la expansin y contraccin de un termostato lleno de lquido, el cual responde a la diferencia de temperatura entre el vapor y el condensado.

Fig. 2.8 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Expansin Lquida Cuando no hay vapor, el aire y el condensado salen a travs de la vlvula abierta. El elemento termosttico est lleno de aceite, el cual est en contacto con el pistn de movimiento libre. En un extremo de la varilla central del pistn se fija la vlvula. Cuando la temperatura del condensado que pasa a travs de la trampa aumenta, el calor se transmite al aceite, con lo que se expande. Esta expansin acta sobre el pistn, y la vlvula es empujada lentamente hacia su asiento, reduciendo progresivamente el flujo de condensado. El purgador se regula para que cierre completamente antes de que salga vapor.2.3.1.3 Trampas del Tipo de Expansin MetlicaEl principio de operacin de este tipo de trampa es muy similar al tipo de expansin lquida. La diferencia es que el movimiento de la vlvula se obtiene por la expansin de una varilla metlica, en lugar de un elemento lleno de aceite.La cantidad de movimiento que se obtiene por variacin de un grado de temperatura en una varilla metlica es mucho menor que en el caso del aceite. Por esta razn, las trampas del tipo de expansin metlica no son tan flexibles en su operacin como las del tipo de expansin lquida. Con el fin de obtener un movimiento apreciable, la varilla metlica debera tener un metro de longitud. El desmesurado tamao de la trampa resultante ha provocado que no se utilice.2.3.1.4 Trampas del Tipo BimetlicoEn este tipo de trampa, el movimiento de la vlvula se obtiene por el pandeo de una lmina compuesta por dos metales que se dilatan una cantidad diferente cuando se calientan. Si dos lminas delgadas o dos discos de dos metales, convenientemente elegidos, se unen y a continuacin se aumenta la temperatura, toman una forma curva como se ilustra esquemticamente en la figura 2.9.

Fig. 2.9 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo Bimetlico Ventajas de las Trampas del Tipo BimetlicoLas trampas bimetlicas generalmente son pequeas en tamao y, sin embargo, tienen una gran capacidad de descarga de condensado. La vlvula est completamente abierta cuando la trampa esta fra, lo cual le da una capacidad de drenaje del aire y del condensado en los arranques, que es cuando ms se necesita.Con un diseo adecuado del cuerpo y una descarga libre de condensado a la salida, este tipo de trampa no se congela an trabajando a la intemperie. Los cuerpos de algunas trampas bimetlicas se disean para que no sufran ningn dao en el caso de que se produzcan congelamientos.Las trampas bimetlicas se pueden construir de tal forma que resistan golpes de ariete, condensados corrosivos, presiones elevadas y vapor sobrecalentado.Los elementos bimetlicos pueden trabajar en un rango amplio de presin sin necesidad de variar el orificio de la vlvula, aunque se puede necesitar ajuste en la posicin de la misma. Si la vlvula est a la salida del orificio del asiento, actuar como retencin y evitar flujo inverso a travs de la trampa.El condensado se descarga a una temperatura por debajo de la del vapor, lo cual significa que parte de la entalpa de saturacin de agua se puede transferir al equipo, siempre que se pueda tolerar el anegado de una parte del espacio destinado al vapor.El mantenimiento de este tipo de trampa no presenta problemas, puesto que las partes internas se pueden reemplazar sin separar el cuerpo de la lnea.2.3.2 Grupo MecnicoSegn Spirax Sarco: 2.3.2.1 Trampas del Tipo de Flotador LibreEl ejemplo ms simple de la trampa de flotador libre es como se muestra esquemticamente en la figura 2.9. Cuando el condensado entra en el purgador a travs de A el nivel de agua aumenta y el flotador B se levanta de su punto de reposo C. Esto permite al condensado pasar libremente a travs del orificio de la vlvula D. Si el flujo de condensado disminuye, tambin lo hace el nivel de agua en el purgador y el flotador comienza a tapar la salida D.Cuando se ha descargado todo el condensado, el flotador cierra completamente el orificio, evitando cualquier prdida de vapor. La accin del flotador permite una descarga continua en funcin de la cantidad de condensado que llega a la trampa.

Fig. 2.10 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Flotador Libre2.3.2.2 Tipo de Flotador y PalancaLa figura 2.10 muestra esquemticamente una trampa de flotador y palanca. El condensado entra al cuerpo de la trampa a travs de la entrada A, y el flotador B sube a medida que aumenta el nivel del agua. La palanca C une el flotador de la vlvula de salida D, la cual abre gradualmente a medida que el flotador sube. La posicin de la vlvula vara de acuerdo con el nivel del agua en el cuerpo de la trampa, dando una descarga continua de condensado para cualquier caudal que no sea superior a la capacidad mxima de la trampa.

Fig. 2.11 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Flotador y Palanca2.3.2.3 Trampas del Tipo de Balde AbiertoUn balde abierto por su parte superior puede sustituir al flotador para actuar sobre la vlvula. Este balde flotar en el condensado cuando est vaco, pero caer por su propio peso cuando se llene de condensado. Una trampa de este tipo se muestra esquemticamente en la figura 2.12.

Fig. 2.12 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Balde Abierto

Ventajas de las Trampas del Tipo de Balde AbiertoLas trampas de balde abierto, en general, son robustas y se pueden utilizar para altas presiones y vapor sobrecalentado. Soportan los golpes de ariete y los condensados corrosivos mejor que la mayor parte de los otros tipos de trampas mecnicas y tienen un mecanismo tan simple que es difcil que se dae. Desventajas de las Trampas del Tipo de Balde AbiertoPuesto que el peso del balde determina el rea de la vlvula para una presin dada, ello implica que slo se puede descargar condensado en un rango de presin determinado. Esta limitacin mecnica provoca que este tipo de trampa tienda a ser grande y pesado en relacin con su capacidad de descarga. Esta caracterstica hace que sea poco usada.No incorpora ningn mecanismo de purga de aire, por lo que ello nicamente se puede realizar mediante una vlvula manual o un elemento termosttico. Se puede practicar un pequeo agujero en la parte alta del tubo de descarga, para que el aire pueda salir libremente, pero si la cantidad de aire a descargar es importante, se recomienda un sistema complementario.Este tipo de trampa puede daarse por congelamiento y el cuerpo puede deteriorarse si queda lleno y a la intemperie.2.3.2.4 Trampas del Tipo de Balde InvertidoUna trampa utilizada ms comnmente que la de balde abierto es la de balde invertido, mostrada esquemticamente en la figura 2.13. En este tipo de equipo, la fuerza de operacin la proporciona el vapor que entra al balde, hacindolo flotar en el condensado que llena a la trampa

Fig. 2.13 Corte transversal de Trampas para Vapor del Tipo de Balde InvertidoCuando falta vapor en la planta, el balde A est en la parte baja de la trampa, y la vlvula B est totalmente abierta. El aire descarga a travs de un pequeo orificio C en la parte superior del balde. El condensado entra en la trampa por D y el nivel de agua aumenta tanto en el interior como en el exterior del balde. Este permanece en la parte inferior de la trampa, con lo que el agua puede pasar a travs de la vlvula abierta B.Cuando el vapor llega a la trampa, entra en el balde y lo hace flotar, cerrando la vlvula B mediante un sistema de palanca. El vapor contenido en el balde escapa lentamente por el orificio C y al mismo tiempo se va condensando.DEFINICIONES CONCEPTUALES Y OPERACIONALESDefiniciones conceptualesEl presente trabajo de investigacin se compone de una variable independiente sistema de distribucin de vapor y condensado y la variable dependiente que es produccin del caldero pirotubular Powermaster de 300 BHP.VI: SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE VAPOR Y CONDENSADO.El sistema de distribucin de vapor y condensado es un enlace entre la fuente generadora de vapor y el usuario, el flujo de vapor en un circuito es debido a la condensacin del vapor que provoca una cada de presin, esto induce el flujo de vapor a travs de las tuberas. Como el vapor fluye hacia un medio ms frio, comenzara a condensar inmediatamente, el condesado que resulta va a parar a la parte inferior de la tubera es decir a la red de condensado que es dirigido hacia el tanque de condensado la cual alimenta de agua al caldero.Sus dimensiones son: red de tuberas, accesorios, chaquetas aislantes, tanque de condensadoVD: PRODUCCIN DEL CALDERO PIROTUBULAR POWERMASTER DE 300 BHPLa produccin del caldero tiene indicadores del consumo de energa se estima en galones por ao (gal/ ao) de petrleo que utiliza la fuente generadora de energa (caldero) para este caso petrleo residual nmero seis, tambin se considera el consumo de electricidad en kilowatts hora por ao (Kw y h /ao), tambin se considera el consumo de agua en metros cbicos por ao m^3 /ao y los kilogramos de gas licuado petrleo GLP, todos estos parmetros costean el consumo anual de energa. Sus dimensiones son: consumo de petrleo, consumo de electricidad, consumo de agua, consumo de gas licuado de petrleo GLP.Definiciones operacionalesVI: SISTEMA DE DISTRIBUCIN DE VAPOR Y CONDENSADO.Red de tuberas.- est conformado por ductos de hierro negro. Accesorios.- son complementos para el montaje de la red de tuberas.Chaquetas Aislantes.- son capas de un material con poca conductividad trmica que estn enchaquetadas en toda la red.Tanques de condensado.- su funcin es almacenar todo el condensado para luego ser reutilizado en el caldero aprovechando as el calor del fluido de retorno.VD: PRODUCCIN DEL CALDERO PIROTUBULAR POWERMASTER DE 300 BHP.Consumo de petrleo.- se utiliza para la combustin del quemador de caldero.Consumo de electricidad.-se utiliza para el funcionamiento de los motores elctricos de los sopladores.Consumo de agua.- es el insumo principal que necesita un caldero para la evaporacin de la misma.Consumo de gas licuado de petrleo GLP.- es un insumo secundario para el encendido del caldero.HIPTESIS GENERALSi se optimiza el Sistema de distribucin de vapor y retorno de condensado, mediante el balance energtico y rediseo de la red del sistema entonces se mejorara la produccin del caldero pirotubular Powermaster de 300BHP.

METODOLOGIATIPO Y NIVEL DE INVESTIGACIONEl tipo de investigacin que se llevar acabo ser de tipo tecnolgico debido a que.El nivel de investigacin que se ha utilizado en el estudio es aplicado debido a que se ha manipulado la variable dependiente a variado con ..

a continuacin se expondr en que se basan y porque nuestra investigacin corresponde a cada una de las ellas.Investigacin descriptivaNuestra investigacin corresponde a este tipo, dado que se describirn y se determinarn las percepciones y expectativas que tienen los clientes acerca del servicio que se ofrece en los hospitales, adems se pretende obtener informacin actualizada acerca del mbito hospitalario. Tambin, se pretende describir, los pasos que requiere la estrategia de servicio para satisfacer las necesidades de los pacientes.Segn Boyd (1969) la investigacin descriptiva est diseada para describir algo, para ser de valor, el estudio descriptivo tiene que reunir datos para un propsito definido y tiene que incluir la interpretacin por parte del investigador. Trata de obtener la descripcin completa y exacta de una situacin.De acuerdo a Kinnear y Taylor (2000), una investigacin descriptiva eficaz se caracteriza por una enunciacin clara del problema de decisin, objetivos especficos de investigacin y necesidades de informacin detallada.DISEO DE LA INVESTIGACINEl diseo que se ha utilizado es aplicativo, ex post facto Se realiza un diseo de aplicacin donde la investigacin constituye la organizacin de nuestros elementos que participan en la solucin del problema obteniendo respuestas a nuestras interrogantes y comprobando la hiptesis de la investigacin GE ---- O1 ---- X ---- O2

O1O1O1O1

Dnde:GE: grupo experimental representado por.. Sistema De Distribucin De Vapor Y Condensado.O1: Observacin antes del tratamiento,. Sistema De Distribucin De Vapor Y Condensado.X: es el tratamiento que consiste en el rediseo de todo el sistema de distribucin de vapor y condensado. O2: Observacin despus del tratamiento representado por Sistema De Distribucin De Vapor Y Condensado.OPERACIONALIZACIN DE VARIABLESEn el estudio se ha ejecutado de acuerda a la tabla numero 3

TABLA N3 OPERACIONALIZACIN DE LA VARIABLE DEPENDIENE E INDEPENDIENTEProblemaCmo optimizar del sistema de distribucin de vapor y condensado para la reduccin de costos en la produccin de un caldero pirotubular de 300 BHP en la empresa AGROMANTARO SAC.?

IndependienteDependiente

VariablesSistema De Distribucin De Vapor Y Condensado.Costos En La Produccin De Vapor

Definicin conceptualEl sistema de distribucin de vapor y condensado es un enlace entre la fuente generadora de vapor y el usuario, el flujo de vapor en un circuito es debido a la condensacin del vapor que provoca una cada de presin, esto induce el flujo de vapor a travs de las tuberas. Como el vapor fluye hacia un medio ms frio, comenzara a condensar inmediatamente, el condesado que resulta va a parar a la parte inferior de la tubera es decir a la red de condensado que es dirigido hacia el tanque de condensado la cual alimenta de agua al caldero.Sus dimensiones son: red de tuberas, accesorios, aislantes, tanques de condensado

El consumo de energa por ao se estima en galones por ao (gal/ ao) de petrleo que utiliza la fuente generadora de energa (caldero) para este caso petrleo residual nmero seis, tambin se considera el consumo de electricidad en kilowatts hora por ao (Kw y h /ao), tambin se considera el consumo de agua en metros cbicos por ao m^3 /ao y los kilogramos de gas licuado petrleo GLP, todos estos parmetros costean el consumo anual de energa. Sus dimensiones son: consumo de petrleo, consumo de electricidad, consumo de agua, consumo de gas licuado de petrleo GLP.

Definicin operacionalRed de tuberas.- est conformado por ductos de hierro negro. Accesorios.- son complementos para el montaje de la red de tuberas.Aislantes.- son capas de un material con poca conductividad trmica que estn enchaquetadas en toda la red.Tanques de condensado.- su funcin es almacenar todo el condensado para luego ser reutilizado en el caldero aprovechando as el calor del fluido de retorno.Consumo de petrleo.- se utiliza para la combustin del quemador de caldero.Consumo de electricidad.-se utiliza para el funcionamiento de los motores elctricos de los sopladores.Consumo de agua.- es el insumo principal que necesita un caldero para la evaporacin de la misma.Consumo de gas licuado de petrleo GLP.- es un insumo secundario para el encendido del caldero.

HiptesisSi el Sistema de distribucin de vapor y retorno de condensado seria del dimetro correcto para la presin requerida de los usuarios, como tambin para la presin media del sistema de condensado y se tendra puntos de purga y trampas de vapor optimas en lugares adecuados entonces se tendra mayor rendimiento energtico y por lo tanto disminuira los costos en la produccin de vapor

Variable IndependienteSistema De Distribucin De Vapor Y Condensado.

Dimensiones (componentes)Indicadores(son cuantificables)Actividades de investigacin o tratamiento

Medio de transferencia de fluidoMaterial y geometra de la tubera para la transportacin del fluidoPlanillas de inspeccin

Calidad de Fluido de transferencia trmicaTransferencia de calor variando la calidad de vapor de transferenciaEquipos electrnicos:Detector UltrasnicoTermmetro Lser

Intercambiador de calorCeder calor por medio de conveccin, conduccin y radiacin hacia el medio ambienteEquipos electrnicos:Detector UltrasnicoTermmetro Lser

Variable dependienteCostos En La Produccin De Vapor

DimensionesIndicadoresInstrumento o tems

Kw h/ aoEs el consumo de kilowatts hora por ao de electricidadvatihormetro

M^3/ao AGUAconsumo de metros cbicos de agua por aoFlujometro o caudalimetro

Gal/aoVolumen de galones consumidos de petrleo por aoRegla de medicin de volumen

Kg de GLPel consumo de kg de gas licuado de petrleoNumero de galones de GLP

Fuente: elaboracin propia

OBJETO DE INVESTIGACINEl objeto de investigacin consta de .(caja negra y blanca) con graficos

TCNICAS E INSTRUMENTOS DE INVESTIGACIN 3.5.1 TECNICASLas tcnicas utilizadas fueron las documentales e empricas, las documentales se utilizaron con el propsito de investigar textos manuales con el propsito de construir el marco terico, y las empricos se ha utilizado para recolectar datos 3.5.2 INSTRUMENTOSLos instrumentos utilizados fueron fichas de lectura el mismo que se muestra a continuacin:Ficha de lectura en vacio, poner la fuenteDescripcin del instrumento, como fue la aplicacin en la tesis(como) Foto de vernier

TCNICAS DE PROCESAMIENTO DE DATOS Se ha utilizado la estadstica descriptiva para organizar y determinar la tabla de frecuencia, histogramas para determinar las tendencias centrales y las derivacionesRevisar estadstica descriptiva=

Tambin se utiliz la estadstica inferencial con el propsito de inferir desde la muestra hacia la poblacin, los estadgrafos que se utilizaron para esta investigacin fueron T de student, comparacin de medias, la prueba de homogeneidad.(suficiente uno)Adems se realiz la prueba de hiptesis.(depende del nmero de objetivos especficos)Muestra con la tcnica no pro balstico.

ANLISIS E INTERPRETACIN DE RESULTADOSRESULTADOS DE LA INVESTIGACIN

ANLISIS ESTADSTICO DE LOS RESULTADOS

PRUEBA DE HIPTESIS

DISCUSIN DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

BIBLIOGRAFIAEspinoza Montes, C. A. (2010). Metodologa de investigacin tecnolgica. Pensando en sistemas. Huancayo, Per: Imagen Grfica SAC.Morn, E. (2003). Introduccin al pensamiento complejo (Sexta ed.). Barcelona, Espaa: GEDISA.Snchez Carlessi, H., & Reyes Meza, C. (1996). Metodologa y diseos en la investigacin cientfica (Segunda ed.). Lima, Per: Grfica Los Jazmines.