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QUEMADURA DEL RELLENO DE TORRE DE ENFRIAMIENTO- PLANTA ACIDO 320K
Fecha de Ocurrencia: 12/06/2012
Elaborado por: Miguel Linares / Michel Solis
1. HISTORIA DE CAJAMARQUILLA
Fig. 2.1: Torre Quench Fig. 2.2: Torre de Enfriamiento
• El año 1980 se inicio las operaciones de la Refinería de Cajamarquilla, con una capacidad de 100 Kton de Zincrefinado por año
• 1992 Hubo un upgrade a 120 KTY
• 2007 Hubo un nuevo upgrade a 160KTY
• 2010 Se duplico la capacidad a 320 KTY, con la construcción de una nueva planta de Tostación y ácido
• 2016 Se implementa un lavador de gases por cada planta de ácido, consiguiendo bajar las emisiones de 500 ppma 40 ppm por chimenea; este mismo año se pone en servicio la planta de tratamiento de gases para eliminación demercurio, con la finalidad de producir ácido con calidad en Hg de 1ppm
• 2017, Cambia de nombre por razones comerciales de Votorantim Metais Cjamarquilla, a Nexa Cajamarquilla
• 2018 Estamos con una producción de 335 KTY, con ajuste de parámetros operacionales
1. BREVE DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Fig. 2.1: Torre Quench
A Electro filtros Húmedos
Fig. 2.2: Torre de Enfriamiento
Separador de Gotas
2. PLANO DE LA UBICACIÓN
El año 2012 hubo una parada de planta intempestiva del soplador de tostador planta nueva, que paró las bombas dela torre quench y torre de enfriamiento, sin embargo no se activó el interlock que debió haber parado el soplador de laplanta de ácido. Esto ocasionó que se siga llevando gases calientes (300°C aprox) provenientes del horno hacia lastorre de enfriamiento sin que recibieran riego de refrigeración.
3. GRÁFICO DE PI:
Fig. 3.1: Pérdida de señal
Pérdida de señal de 2 min durante el cual el soplador principal continuó llevando gases a la torre.
4. LINEA DE TIEMPO:
06:41 hrs.Parada de planta enla sección 25, se dejade alimentar al hornoy existe pérdida deseñal en el PI de losequipos
12/06/12
07:01 hrs.Se reestablecen lasseñales de control
07:58 hrs.Intento fallido dearranque de planta 2mediante el sopladorB2016 (planta sobre-presionada)
05:30 hrs.Se alimentaconcentrado demanera continuaala planta 2
20/06/12REPARACIONES 8 DÍAS
5. DISEÑO DE LA TORRE DE ENFRIAMIENTO
1mt
Se encuentra aprox. 20m3 de esferas (relleno), de 60mm de diámetro (1mt) que fueron recuperadas. El resto, 80m3 fue perdido.
Fig. 5.1.1: Elevación de la Torre de Enfriamiento, Ver Plano DWG:
6921_OTO_35_41
Fig. 5.1.2 y 5.1.3: Relleno quemado
5.1 VISTA DE ELEVACIÓN DE LA TORRE
Fig. 5.2.1: Detalle de la vistas de canalones, ver plano DWG: 6840_20K150AB_Rev1
5.2 PLANO DE LA BASE DE LA TORRE
§Diámetro de Torre: 5 mt.
§Altura de la Salida de la Cama de Relleno: 4.5 mt.
§Componentes internos de Torre, son:
ü92 m3 Relleno aleatorio de plástico ENVIPAC nº2 (60 mm)
fabricado en PP-HT.
ü8 m3 Relleno aleatorio de plástico ENVIPAC nº3 (80 mm)
fabricado en PP-HT para soportar el llenado.
ü1 Pieza Bandeja trapezoidal EA-K4 de soporte de relleno
ENVIMAC, diámetro 4.94 m de acuerdo con la ilustración EG-
08016-A2, 18 piezas, hecha de PP. Incluye 5 soportes de
U198x60x4 de PP.
ü1 Pieza Distribuidor de líquidos ENVIMAC EF-K-K2 para
diámetro de columna 5,0 m. de acuerdo con la ilustración
EG-08015-A1 fabricado en PP. Incluye 5 soportes de
U140x80x6 de PP.
Fig. 6.1: Esferas de relleno
Fig. 6.2: Pieza Trapezoidal
6. DATOS DE DISEÑO DE OPERACIÓN
SizeDiameter
(mm)Surface
(m2/m3)Vold Volume
(%)
PackingDensity(1/m3)
MaterialDensity(Kg/m3)
Weight (kg)
1 32 123 94.4 47 PP 51.7
2 60 98.4 96.1 6.8 PP 35.4 3256.8
3 80 57 95.5 1.9 PP 36.1 288.8
Fig. 6.3: Data técnica ENVIMAC
Teniendo en cuenta que los rellenos serán de 92 y 8m3 respectivamente por los dos tipos de bolas usados, se calculará el pesoque estos componentes internos tienen dentro de la torre.
7. INSPECCIÓN YREGISTRO FOTOGRÁFICO
Los gases entraron a 284°C y los 2 minutos mostrados que permanecieron en la torre de enfriamiento solo llegó a disminuir a 276°C, es decir prácticamente todo el tiempo se estuvo arriba de los 250°C y sin recibir riego de las bombas. Esto ocasiono pérdida de casi todo el relleno de las torres.
Fig. 7.1: Bombas de enfriamiento y recirculación apagadas
Fig. 7.1: Relleno quemado en base Fig. 7.2: Uso de pico para retiro de partes quemadas
Se tuvo que sacar el relleno quemado con pico e incluso motosierra.
DISTRIBUCION DE RELLENO EN TORRE DE ENFRIAMIENTO DE PLANTA ACIDO Nº 2
DESCRIPCIÓN ALTURA( mts ) PESO( Kgrs) PESO TOTAL
(Kgrs)
Sillas Intalox de 3" 0.100 1,285
Tubos recortados PVC + Esferas PP 2.424 2,465 3,750
8.1 CÁLCULOS
1. Retiro total de la base, y colocación de una base nueva de fibra de vidrio con cocadas de 5 centímetros y espesor de 3 mm.
2. Se colocaron 10 centímetros de sillas intalox de 3” sobre la nueva base.
3. Se colocaron los rellenos o esferas de PP recuperados, mezclados con los tubos de PVC recortados, sobre las sillas intalox.
4. Se realizaron limpieza de los enfriadores de placas, y agua acidulada.
5. Se verificó el riego de agua acidulada dentro de la torre, y se normaliza la temperatura.
6. Luego del arranque de planta se tomaron algunos datos de operación, dando los siguientes resultados:
8.2 PROPUESTA DE REPARACIÓN
0.10 m
1.42 m
1 m V= 20 m³
V= 30 m³
Relleno Original(recuperado) Ø 60mm
Anillo tubo PVC Ø 50mm
Sillas intalox
Vtotal= 51.4 m³
8.3 DETALLE TÉCNICO DE PROPUESTA
9.3.1 Retiro de Relleno OriginalDesmontaje de Manholes M1, M2 y M3.Retiro de Relleno Recuperado y Fundido.
Fig. 9.3.3: Relleno Recuperado
Fig. 9.3.2: Relleno Fundido
8.4 REGISTRO FOTOGRÁFICO DE LAS REPARACIONES
Corte de los 18 paneles a lo largo de las 5 vigas.
Fig. 9.3.4: Canalones en la base de la torre
Fig. 9.3.5: Canalones en la base de la torre cortados
Fig. 9.3.6: Retiro de partes internas en la base fundidas
Se reemplaza las bases por placas de FRP.
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
07/06/2012
07/06/2012
08/06/2012
09/06/2012
09/06/2012
10/06/2012
11/06/2012
11/06/2012
12/06/2012
13/06/2012
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18/06/2012
19/06/2012
19/06/2012
20/06/2012
21/06/2012
21/06/2012
T° S. A Acid T.E P005_ TI T.S. gases T.E. p010_TI
T°I. A Acid (1) T.E. P013_TI T° I. A Acid (2) T.E P014_TI
ANTES DESPUES
9. RESULTADOS
10.1 GRÁFICOS DE PI
DATOS Temperatura entrada gas (ºC) Temperatura Salida gas (ºC)
Datos de Diseño 64 40
Datos Actuales 59 37.7
10 TEMPERATURAS GASES ENTRADA Y SALIDA DE TORRE DE ENFRIAMIENTO
Quemadura Relleno Torre Enfriamiento/Separador de gotas
Exceso de temperatura de gases de Tostación (320ºC)
Pase de gases tostación hacia planta de acido
8. ÁRBOL DE FALLAS
No para el soplador SO2
Control de soplador SO2 requiere pulso de parada
PLC planta ácido (secc 35) no mandó pulso de parada al
soplador SO2
PLC se quedó sin energíaNo se concibió falla de
fuentes 24VDC en su diseño
No se concibió falla de fuentes 24VDC en su diseño
¡Gracias por su atención!