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PLANTILLA DE ENTREGABLES Actualización N° 1 Fecha de Actualización 15/03/2012

PROYECTO:

SISTEMAS CONTROL DE POLVOS

FECHA: Nº DOCUMENTO:

INSTRUCTIVO CALCULO SISTEMAS CONTROL DE POLVOS

25-02-2013

REVISIÓN:

A

HOJA: PORTADA DE DOCUMENTO DE __ PAGS

INSTRUCTIVO CALCULO SISTEMAS CONTROL DE POLVOS X:\1 Disciplinas\Mecanica\DESPOLVADO\HL-SISTEMAS CONTROL DE POLVOS Rv.2N.xlsx

Rev. A

Fecha: 10-04-2013

Descripción / Emitido Para: Emitido Para revisión interna

Realizado Por: F. Sandoval / N. Olmos

Revisado Por:

Aprobado Por:

L. Fonseca

L. Fonseca

INSTRUCTIVO CALCULO SISTEMAS DESPOLVADOS - PASOS A REALIZAR F-IIA-351

ARCHIVO:

HL-SISTEMAS CONTROL DE POLVOS Rv.2N

ELABORO:

Felipe Sandoval / Nelson Olmos

NOTA: NO ENTREGAR ESTE INSTRUCTIVO EN LAS MEMORIAS DE CÁCULO AL CLIENTE

CONVENCIONES HOJA DE CALCULO DATOS A ALIMENTAR RESULTADOS DATOS FORMULADOS (NO MODFICAR) REQUIERE CORRECCION MODIFICACIONES MANUALES

2

TABLA DE CONTENIDO 1. LOS SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE POLVOS MEDIANTE ASPIRACIÓN DE AIRE...4 1.1

MATERIAL A CAPTURAR................................................................................................4

1.2

LAYOUT ZONA A CONTROLAR POLUCIÓN..................................................................4

1.3

LISTADO DE EQUIPOS Y PUNTOS DE CAPTACIÓN DE POLVOS..............................4

1.4

DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA...........................................................................5

1.5

RUTEO PRELIMINAR DEL SISTEMA.............................................................................5

1.6 CALCULO DEL SISTEMA...............................................................................................9 61. CALCULO COEFICIENTE CORRECCION PARA LA DENSIDAD SEGÚN ALTURA Y TEMPERATURA.............................................................................................................. 10 61.2 CAUDAL DE AIRE REQUERIDO PARA EQUIPOS...............................................10 61.3 VELOCIDAD RECOMENDADO EN DUCTOS......................................................12 61.4 DIÁMETRO DE DUCTOS.....................................................................................13 61.5 PERDIDAS MAYORES (FRICCION EN TUBERIAS)............................................14 61. PERDIDAS MENORES (POR ACCESORIOS).....................................................14 61.7 OTRAS PERDIDAS..............................................................................................20 61.8 VERIFICACION DE VELOCIDADES....................................................................20 61.9 BALANCEO DE RAMALES O TRAMOS...............................................................20 61.0 CÁLCULO DE LA PRESIÓN ESTAT. SISTEMA (SSP)..........................................22 61. CÁLCULO DEL VENTILADOR..............................................................................22 1.7

DETERMINE DIMENSIONES DE CAMPANAS.............................................................22

1.8 81. 81.2

CALCULO DEL FILTRO COLECTOR DE POLVOS......................................................23 CRITERIOS DE ESCOGENCIA DEL MATERIAL FILTRANTE:.............................24 LA PERMEABILIDAD (O RELACIÓN AIRE/TEJIDO) DEL MATERIAL FILTRANTE 25 NUMERO DE MANGAS REQUERIDAS MÍNIMA..................................................25 REQUERIMIENTOS DE AIRE COMPRIMIDO PARA FILTRO COLECTOR..........26 RELACIÓN $/CFM FILTRADO..............................................................................26

81.3 81.4 81.5

3

1. LOS SISTEMAS DE RECOLECCIÓN DE POLVOS MEDIANTE ASPIRACIÓN DE AIRE Este instructivo va ligado a la hoja de cálculo HL-SISTEMAS CONTROL DE POLVOS Rv.2N.xlsx y tiene como objeto orientar al usuario en el procedimiento de elaboración del cálculo de sistemas de control de polvos mediante sistemas de aspiración de aire. Antes de proceder a llenar las celdas de la hoja de cálculo, se requiere definir características y configuraciones del sistema a controlar. 1.1 MATERIAL A CAPTURAR Identifique el material a capturar y sus condiciones. A continuación se muestra un cuadro de caracterización propuesto: MATERIAL TAMAÑO DE PARTICULA [pul.] % FINOS TAMAÑO PARTICULAS FINAS [mm] DENSIDAD PROMEDIO [kg/m3] % HUMEDAD TEMPERATURA MATERIAL (° C)

1.2 LAYOUT ZONA A CONTROLAR POLUCIÓN Elabore o identifique layout (distribución de equipos en vista de planta) y vistas de elevación de zona a controlar polución. 1.3 LISTADO DE EQUIPOS Y PUNTOS DE CAPTACIÓN DE POLVOS Con base al layout, identificar y elaborar listado de equipos y puntos de captación de polvos.  En la pestaña LISTA DE EQUIPOS se deben escribir los equipos (con su TAG de posición), los puntos de captación con su descripción, los parámetros de velocidad de captura, velocidad promedio en ductos y el caudal requerido según el tipo de equipo. Estos parámetros se determinan más adelante.

4

1.4 DIAGRAMA DE FLUJO DEL SISTEMA Elabore el diagrama de flujo del sistema. Usar como referencia los planos FLSMIDTH: 10132211_E-L________1.0_EN.DWG

Cementos Argos S A - Cartagena, Col 5250 MTPD 121 Limestone Transport

10132231_E-L________1.0_EN.DWG

Venting - 121.XA153 Cementos Argos S A - Cartagena, Col 5250 MTPD 311 Raw Mill Feed Venting - 311.XA623

O los planos del proyecto I113-A27: 27M202-01, 27M205-01, 27M208-01, 27M100-01, 27M10101, 27M102-01, 27M103-01.  En la pestaña DIAGRAMA DE FLUJO se debe pegar una imagen del diagrama elaborado. La forma de identificar los tramos es de la siguiente manera: Primero se debe identificar el punto de captación ubicado a la distancia más lejana desde el filtro colector. Partiendo de la boca de entrada de aire sucio al filtro colector se identifica con la letra A. Cada punto que implica una derivación o la salida de una ramificación se identifica con una letra mayúscula en el orden ascendente, por ejemplo: B, C, D,…, etc. desde la entrada al filtro hasta llegar al punto de captación. Este procedimiento se repite para cada sub ramal que exista en la distribución de ductos planteada. No se debe repetir literal para identificar los puntos. Así mismo, definir los puntos entre el filtro y el ventilador (para este caso se inició con letra Q) y entre la descarga del ventilador y el punto de descarga final del aire limpio (para este caso se inició con letra V). Dos puntos de interés consecutivos definen el inicio o final de un tramo. Estos puntos son de interés por ser ubicación de accesorios como derivaciones, campanas, puntos de captación en equipos, etc. Una vez elaborada toda la ramificación de ductos, se escribe el caudal, el diámetro y la longitud en cada tramo en el diagrama de flujo. Estos parámetros se definen más adelante. 1.5 RUTEO PRELIMINAR DEL SISTEMA Elabore el ruteo de ductos preliminar del sistema. Determine los valores de diámetro de cada tramo como se indica más adelante en el numeral DIÁMETRO DE DUCTOS. Esto permite identificar espacios requeridos, longitudes de tramos, cantidades de accesorios, posibles interferencias. 5

En general, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones de diseño:        

Los ductos principales deben ser dispuestos de tal forma que los ramales pequeños entren al ramal principal lo más cercano a la entrada del filtro. Se deben evitar tramos largos en ductos de diámetro pequeño pues ocasionan muchas pérdidas por fricción. Si un punto de captación queda muy alejado del resto, sacarlo del sistema de captación y asociarlo a un sistema nuevo. Ubicar el ventilador en lo posible en medio del arreglo de ductos de extracción para permitir una distribución de ductos lo más corta posible. Si una serie de equipos serán sometidos a control de polvos, ubicar el ducto principal lo más central posible para equilibrar las rutas de los ramales. La ducteria debe ser localizada de modo que sea accesible para inspección, limpieza, y reparaciones. La ruta de los ductos deberá alejarse de la ruta de elevadores, grúas o similares para evitar daños a los ductos por operación de éstos equipos. Se deben prever áreas para limpieza de ductos.

Para el diseño de rutas de ductos, remítase al libro de Industrial Ventilation para recomendaciones de configuraciones correctas e incorrectas de ramales, codos. Figuras 5-24 a 5-33. También tenga en cuenta las siguientes figuras:

Tomado de Fabric Dust Collector Systems-HOLCIM

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Tomado de Fabric Dust Collector Systems-HOLCIM

Tomado de Engineering Cookbook, 2. Ed., Loren Cook Co. 7

Se puede usar como referencia constructiva los siguientes planos de FLSMIDTH para codos auto limpiantes, válvulas de regulación de flujo, soportes para ductos redondos: 1.722837_D-L________4.0_EN.dwg

Standards - Detailing & Fabrication - English & Metric Vent duct and pulverized coal duct specifications Duct sizes, thicknesses, velocities, minimum true

1.722840_D-L________4.0_EN.dwg

angles, weld straps, elbows, and self-cleaning elbows Standards - detailing & fabrication - english & metric Vent duct and pulverized coal duct specifications

1.722842_D-L________4.0_EN.dwg

blast gates Standards - detailing & fabrication - english & metric vent duct and pulverized coal duct specifications ring duct supports and pipe duct supports

Se recomienda un máximo de ocho (8) puntos de captación por filtro para que no se complique el balanceo del sistema. El menor diámetro de ducto debe ser de 5” (127 mm) exterior y el mínimo espesor de 1/8” (3.2 mm). A continuación se muestran las inclinaciones recomendadas para ductos por HOLCIM para diferentes materiales a controlar:

8

1.6

CALCULO DEL SISTEMA

A continuación toda mención a renglones hace referencia a la pestaña METODO PRESION DINAMICA en la hoja de cálculo. Esta pestaña está organizada de la siguiente manera: Inicialmente está un cuadro general de identificación del proyecto, cliente, centro de costo, codificación de memoria de cálculo, revisión y fecha de revisión. Más abajo en la pestaña se tiene un cuadro que identifica en la primera columna el número de ítem o renglón, seguido de la columna que define las variables. Más hacia la derecha se tienen columnas correspondientes a los diferentes tramos definidos para el sistema identificados por sus correspondientes puntos extremos según como se definió en el diagrama de flujo elaborado previamente. No todos los sistemas tiene el mismo número de tramos, por lo tanto se deben eliminar o añadir (columnas tal y como sea necesario). Las que se requieran. Se debe evaluar con prioridad desde el punto de captura de polvo más lejano al filtro colector de polvos, en donde se espera la mayor cantidad de pérdidas de presión. Sin embargo, se deben verificar todos los ramales que aunque posean menor longitud total hasta el filtro, contengan una gran cantidad de accesorios que pueden resultar en una pérdida de presión mayor que en el caso prioritario. NOTA IMPORTANTE: Elimine o añada columnas, de ser necesario, entre la segunda columna de tramos y la columna anterior a la correspondiente al filtro colector, pero nunca elimine las dos primeras ni la columna anterior a la correspondiente al filtro colector.

9

Al final se tiene un cuadro resumen que calcula la presión estática del sistema, la presión total del sistema, el caudal de diseño y la potencia final requerida para el ventilador.

1.6.1

CALCULO COEFICIENTE CORRECCION PARA LA DENSIDAD SEGÚN ALTURA Y TEMPERATURA De acuerdo al cuadro de convenciones se deben alimentar los valores de los renglones a, b, c y d para obtener como resultado factor en el renglón j.

CALCULO COEFICIENTE CORRECCION PARA LA DENSIDAD SEGÚN ALTURA Y TEMPERATURA a

z [m] – elevación sobre el nivel del mar

b

SP [pul. Columna agua] solo se considera para entrada a ventilador

c

Temp. Amb. [°C]

d

w= lbm agua/lbm aire seco

0.00

e

dfe - factor por elevación

0.73

f

dfp - factor por presión en ducto

1.00

g

Temp. Amb. [°F]

h

dft - factor por temperatura

1.02

i

dfm - factor por humedad (solo se considera para casos de deshumidificación)

1.00

j

df=dfe*dfp*dft*dfm

0.75

1.6.2

2600.00 0.00 14.00

57.20

CAUDAL DE AIRE REQUERIDO PARA EQUIPOS

 En el renglón 1, alimentar este valor de caudal requerido. Este valor se puede determinar del libro Industrial Ventilation de ACGIH, Edición 25, Capítulo 10. A continuación algunos ejemplos:

10

11

 En el renglón 4, Alimentar el valor de w, Humedad del aire [lb aire seco/lb H2O] de ser necesario (para procesos de deshumidificación).

1.6.3

VELOCIDAD RECOMENDADO EN DUCTOS

 En el renglón 2, alimentar el valor de la velocidad media recomendada en ducto.  En el renglón 5, la hoja de cálculo definirá el valor del caudal corregido. La velocidad media recomendado en ductos se puede determinar de la siguiente tabla:

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Según HOLCIM la velocidad del aire en ducto hasta antes del filtro varía entre: 16 m/s (3150 fpm) para polvo abrasivo (clinker y escoria) 18 m/s (3543 fpm) para polvo no abrasivo (caliza, cemento, mezcla cruda de cemento) 18 a 24 m/s (3543 a 4724 fpm) para polvos explosivos Conversión: 1 m/s = 196,85 fpm Según FLSMIDTH, después del filtro colector de polvos, para la sección de aire limpio entre el filtro y la succión del ventilador se recomienda una velocidad media en ducto de 3000 CFM (ver diagramas mencionados en numeral 1.4)

1.6.4

DIÁMETRO DE DUCTOS

 En el renglón 7, se refleja el cálculo del diámetro del ducto. Para determinar el diámetro del ducto partimos de la ecuación del Caudal Q así: Q [CFM] = V [fpm] * A [ft2] Dónde: Q: caudal, V; velocidad media en ducto; A: Área de sección ducto. Conociendo el caudal y la velocidad media en ducto determinados en el numeral anterior se calcula el diámetro “d” así: d = ((A*4)/)0.5 Si el valor del diámetro calculado no es un tamaño estándar, la hoja de cálculo selecciona el tamaño siguiente inferior redondeado para garantizar que la velocidad actual en el ducto es igual o mayor a la mínima requerida. Con base a este cálculo de diámetro la hoja calcula 13

 En el renglón 9 la hoja de cálculo determina la velocidad media del ducto para el diámetro calculado y  En el renglón 10 la hoja de cálculo determina la presión dinámica.

1.6.5 PERDIDAS MAYORES (FRICCION EN TUBERIAS) Las pérdidas mayores, hd, corresponden a las pérdidas de presión debidas a la fricción en los tramos rectos de ductos. Para ello siga lo siguiente:  En el renglón 20, alimentar la longitud total del tramo en mm.  En el renglón 22, se calcula el valor de la pérdida hd= Fd*L*VP Donde: Fd, es un factor que la hoja de cálculo halla en función de una ecuación dada por el libro Industrial Ventilación. L, es la longitud del tramo en pies. VP, es la presión dinámica en el tramo. La longitud de tramos se toma entre los puntos de intersección de los ejes de centro de los ductos. Los accesorios (codos, derivaciones, reducciones, etc.) se toman como longitud cero. Estos valores deben actualizarse en el diagrama de flujo.

1.6.6 PERDIDAS MENORES (POR ACCESORIOS) Las pérdidas menores corresponden a las pérdidas de presión debidas a los accesorios que presentan resistencia al movimiento del fluido, tales como campanas, codos, válvulas de regulación, reducciones, expansiones, derivaciones, transiciones. Para la campana:  En el renglón 13, alimentar el número de campanas (Una sola por punto de captación).  En renglones 14 y 15 definir el ángulo entre caras de campana (Ɵ) y el Tipo de campana (menús desplegables).  En el renglón 13, la hoja determina la pérdida por campana.

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Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH Para los codos de 90°:  En el renglón 23, alimentar el número de codos de 90°. Si existen codos de diferentes ángulos se suman como fracciones de codo de 90°.  En renglones 24 al 27, definir tipo de sección transversal del ducto, relación radio de curvatura/diámetro ducto (R/d), tipo de fabricación (No. Partes), relación ancho ducto / altura ducto rectangular (menús desplegables).  En renglón 29, la hoja de cálculo determina la perdida por codos.

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Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH Las inclinaciones de los tramos pueden hacerse con la ayuda de codos. En los puntos más altos donde ocurre un punto de inflexión (cambio de dirección del flujo de subida a bajada) deben utilizarse codos auto limpiantes. Estos se toman como codos de 90° para el cálculo del factor de pérdida, Fe. Para las válvulas de regulación:  En el renglón 30, alimentar el número de Válvulas de regulación de flujo. Pueden existir más de una en un tramo cuando se requiera balancear mediante el uso de estas válvulas. (ver más adelante balanceo de ramales o tramos)

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 En renglón 31, definir el factor de pérdida. Normalmente se toma como 1.78. Puede variar como lo muestra la tabla de coeficiente C para una válvula tipo mariposa.  En renglón 32 la hoja de cálculo determina pérdida por válvula.

Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH

Tomado De HVAC Systems Duct Design - SMACNA 1990 Para las desviaciones, derivaciones o uniones:  En el renglón 33, alimentar el número de Desviaciones o derivaciones o inserto o unión de ramales. Este solo aplica para ramales secundarios que se desprenden o alimentan a un tramo principal. El tramo principal no lo cuenta.  En renglón 34, definir el ángulo formado entre el ducto principal y el ramal entrante (Lista desplegable).  En renglón 36 la hoja de cálculo determina pérdida por desviaciones.

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Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH Para las contracciones:  En el renglón 37, alimentar el número de Contracciones o reducciones de área.  En renglón 39 y 40 definir diámetro menor y longitud de la contracción.  En renglón 43 la hoja de cálculo determina pérdida por contracciones.

18

Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH

Tomado De HVAC Systems Duct Design - SMACNA 1990 Para las expansiones:    

En el renglón 44, alimentar el número de Expansiones o amplificaciones de área. En renglón 45, definir la ubicación de la expansión o amplificación de área. En el renglón 47, 48 definir diámetro mayor y longitud de la expansión. En renglón 53 la hoja de cálculo determina pérdida por expansiones.

Tomado de Industrial Ventilation-ACGIH 19

Para otros tipos de accesorios, consultar HVAC Systems Duct Design - SMACNA 1990.

1.6.7

OTRAS PERDIDAS

 En renglón 54, alimentar el valor de otras pérdidas como lo son: 

El paso del aire a través del filtro colector de polvos. FLSMIDTH y HOLCIM recomiendan tomar un valor de 6 pul. col. agua. El filtro en este caso corresponde a la columna correspondiente al tramo A (punto de entrada de aire sucio) y el punto Q (punto de salida de aire limpio del filtro).



El paso del aire a través del silenciador a la descarga del ventilador. ASHRAEHANDBOOK-Sound-and-Vibration-Control.pdf pág. 203, recomiendan tomar un valor de 0.42 pul. col. agua.

 En renglón 57, Para cada tramo la hoja calcula la presión estática acumulada desde aguas abajo hasta el punto extremo opuesto del tramo.

1.6.8 VERIFICACION DE VELOCIDADES  En renglón 11 se hace verificación de que la velocidad del ducto principal de salida sea menor que la velocidad de los ramales que lo alimentan. De ser así la hoja de cálculo no hace nada. De lo contrario,  En el renglón 12, la hoja de cálculo determina una presión dinámica ponderada promedio.  En el renglón 55, la hoja de cálculo determina una presión estática como pérdida por incremento de la velocidad en el ducto principal y se suma a las pérdidas de presión en el tramo. NOTA IMPORTANTE: Verifique entre que tramos se están comparando las velocidades. Deben ser tramos que convergen a un mismo punto, corrija la fórmula de ser necesario.

1.6.9 BALANCEO DE RAMALES O TRAMOS El balanceo del sistema de ductos consiste en garantizar que la presión estática acumulada por cada tramo o ramal para dos ramales convergentes a un mismo punto de conexión sea la misma.

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Primero se realiza un ajuste general tomando el tramo o ramal con menor pérdida de presión acumulada y se adiciona en cantidad o se cambian las características de los accesorios existentes (por ejemplo no. de partes en que se construye un codo) o se cambia el diámetro del tramo de modo que se logre que la relación entre la caída de presión menor / caída de presión mayor acumuladas sea superior a 0.8 (Ver renglón 60).  En el renglón 58 la hoja determina el valor de la pérdida acumulada de presión hasta el punto final de cada tramo o ramal.  En el renglón 59 la hoja determina el valor de pérdida de presión que gobierna el balance entre dos ramales, es decir cual tiene la mayor caída (el valor absoluto más alto). NOTA IMPORTANTE: Verifique entre que tramos se están comparando las pérdidas. Deben ser tramos que convergen a un mismo punto, corrija la fórmula de ser necesario. A continuación, se procede a hacer el ajuste fino que se puede lograr por dos métodos: 1.6.9.1 Ajuste del caudal en el tramo  En el renglón 61 se calcula el valor del caudal corregido para cada tramo según la ecuación: Qcorr = Qdiseño*(SP_gov/SP_ramal)0,5  En el renglón 62 se suma el caudal total corregido de los dos ramales o tramos convergentes. Este dato se alimenta como caudal de entrada (renglón 1) aguas arriba, en el siguiente tramo al que convergen, como ejemplo, ver celdas de fondo azul oscuro renglón 1 columna tramo HD que es alimentada por caudal total corregido de columnas de tramos JH e IH.  En los renglones 63, 64, 65 la hoja hace una verificación (no es necesaria, simplemente es aclaratoria). Se calcula la velocidad media del ducto corregida según el nuevo caudal corregido (Vcorr) y la consecuente presión dinámica corregida (VPcorr). Finalmente, en el renglón 65 se verifica que las pérdidas obtenidas por el ramal o tramo con la nueva presión dinámica corregida termina por ajustar el balance entre los ramales o tramos convergentes en evaluación. Este tipo de balanceo es obligatorio para control de polución de elementos tóxicos o explosivos.

1.6.9.2 Ajuste de posición de apertura de válvulas de regulación de flujo en el tramo de menor pérdida  En renglón 30 se adiciona 1 o 2 máx. válvulas de regulación y se modifica el valor del factor de pérdida Fv, en el renglón 31 de modo que se igualen las presiones de los ramales convergentes en comparación. Se recomienda no pasar de 2.5 en Fv, de lo 21

contrario aumentar en una válvula si ya se tiene 1 o ninguna. Si se tiene que Fv requerido > 2.5, balancear por el método de caudal corregido. Por ejemplo, ver renglones 30 y 31 de columna tramo ED.

1.6.10 CÁLCULO DE LA PRESIÓN ESTAT. SISTEMA (SSP)  En el renglón 67 se debe alimentar el factor de seguridad (o factor de diseño) para el cálculo de la presión estática del sistema y presión total del sistema.  En el renglón 68 y 70 la hoja determina las presiones estáticas estándar corregidas  En el renglón 71 toma el valor del factor de corrección por densidad calculado al inicio  En los renglones 72 y 73 la hoja determina la Presión Estática actual del Sistema corregida y la presión total actual del sistema corregida respectivamente.  En el renglón 74 se debe alimentar el factor de seguridad (o factor de diseño) para el caudal total del sistema.  En el renglón 76 se muestra el resultado.

1.6.11 CÁLCULO DEL VENTILADOR  En el renglón 81, la hoja calcula la potencia del ventilador.  En el renglón 82, se debe alimentar una potencia de motor eléctrico trifásico comercial en HP de acuerdo a catálogo de tal manera que sea superior a la requerida.  En el renglón 83, la hoja calcula la potencia total del ventilador en KW

1.7 DETERMINE DIMENSIONES DE CAMPANAS VELOCIDAD DE CONTROL (CAPTURA) Determine velocidad de control (captura) y velocidad recomendado en ductos. Consultar el libro Industrial Ventilation de ACGIH, Edición 25, Capitulo 3. La velocidad de control (captura) se puede determinar de la siguiente tabla:

22

Esta velocidad es requerida para el dimensionamiento de las campanas de captación

1.8 CALCULO DEL FILTRO COLECTOR DE POLVOS El filtro colector es un equipo diseñado para separar el material particulado suspendido en la corriente de aire o gas del aire o gas propiamente dicho haciendo pasar el aire cargado con partículas a través de un material filtrante que atrapa estas partículas y dejando pasar únicamente el gas o aire portador. En este caso se tratará únicamente los filtros colectores tipo jet-pulse que utilizan una corriente de aire a presión en contraflujo para sacar las partículas atrapadas en las mangas fabricadas de material filtrante y que se decantan por gravedad un una tolva inferior. Se recomienda no superar un número de ocho (8) puntos de captación por filtro para no volver incontrolable o difícil de calibrar el sistema. A continuación se muestra una figura con la identificación de partes de un filtro colector de polvos tipo jet- pulse (pulso de aire).

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1 CRITERIOS DE ESCOGENCIA DEL MATERIAL FILTRANTE: Tipo de filtro y principio de limpieza. Nivel de humedad. Temperatura promedio del aire o gas Composición y propiedades químicas del gas y propiedades físicas y químicas del polvo. Esto para determinar si puede haber interacción entre los elementos (aire o gas, partículas y material filtrante) Tamaño de partícula y cantidad de polvo transportado por unidad de caudal transportado. Abrasividad del material. Cantidad máxima de partículas permisibles en gas filtrado.

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El medio filtrante debe satisfacer condiciones como: Alta permeabilidad. Buena resistencia mecánica. Estabilidad térmica y dimensional a la temperatura de operación.

1.8.1 LA PERMEABILIDAD (O RELACIÓN AIRE/TEJIDO) DEL MATERIAL FILTRANTE Es una relación matemática usada para expresar la cantidad de área de filtrado disponible para filtrar una corriente de aire o gas a un caudal determinado. MATERIAL Escoria, Carbón, Clinker

HOLCIM 1.2 m3/min x m2

Cemento, Caliza

1.5 m3/min x m2

Arcilla

---

FLSMIDTH | 1.9 m3/min x m2 (6.2 CFM/ft2) ---

COIN S.A. ----1.6 m3/min x m2 (5.25 CFM/ft2)

Tomado de si431-lesson3.pdf pág. 3-15

1.8.2 NUMERO DE MANGAS REQUERIDAS MÍNIMA Para un filtro colector se debe conocer:  

Permeabilidad definida para material de la manga según material a capturar [m3/min x m2] ó [CFM/ft2] Dimensiones de una manga estándar (diámetro y largo), para determinar el área de una (1) manga.

De este modo, se determina el Área Filtrante Total, At [pie2]= Caudal Sistema/ permeabilidad El No. De mangas = Área Filtrante Total, At [pie2] / Área de una manga [ft2]  Ver pestaña No. de Mangas

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1.8.3

REQUERIMIENTOS DE AIRE COMPRIMIDO PARA FILTRO COLECTOR

Según cotización COIN, haciendo la relación se tiene una relación: Caudal aire comprimido [CFM] = Caudal aire a limpiar [CFM] * 0.0025

1.8.4 RELACIÓN $/CFM FILTRADO Con base a cotización filtros por parte de COIN S.A. a continuación se determina valores de $/CFM filtrado.

EQUIPO FILTRO 501, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 502, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 503, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 504, INCLUYE VENTILADOR FILTRO 505, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 506, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 507, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 508, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 509, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA FILTRO 510, INCLUYE VENTILADOR Y VALVULA

ROT. ROT. ROT.

ROT. ROT. ROT. ROT. ROT. ROT.

POTENCIA [HP]

CFM TOTAL

$/CFM

25

4000

$ 15,339

20

3000

$ 16,904

60

11000

$ 9,919

7.5

1000

$ 32,291

75

13500

$ 9,268

25

11500

$ 9,744

15

2000

$ 22,031

15

2000

$ 22,054

60

11000

$ 9,889

25

3000

$ 17,312

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BIBLIOGRAFIA                

NATIONAL INSTITUTE FOR OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH (NIOSH). The Industrial Environment - its Evaluation and Control, 1973. NATIONAL INSTITUTE FOR OCCUPATIONAL SAFETY AND HEALTH (NIOSH). Report of Investigations 9689 2012, January 2012 AMERICAN CONFERENCE OF GOVERNMENTAL INDUSTRIAL HYGIENISTS (ACGIH). Industrial Ventilation - A Manual of Recommended Practice. 25 Ed. 2004. CEMEX, Criterio de Diseño No. CRTIM31201/13900. Diseño Sistema de Colección de Polvo Auxiliar Rev. 0. Agosto 2002. MODY, Vinit. and JAKHETE, Raj., Dust Control Handbook for Minerals Processing, Martin Marietta Laboratories, February, 1987. SALVADOR ESCODA. Manual Ventilación. SOLER&PALAU. Casos Prácticos de Ventilación. SOLER&PALAU. Manual Práctico De Ventilación, CARRIER. Duct Design Level 1: Fundamentals LOREN COOK COMPANY, Engineering Cookbook, 2. Ed., 1999. SHEET METAL AND AIR CONDITIONING CONTRACTORS NATIONAL ASSOCIATION (SMACNA). HVAC Systems Duct Design. 3a. Ed. 1990. Bulletin 1.0301.5UK Application Manual, 2a. Ed., Duct Silencers, IAC (Industrial Acoustic Company) Data Sheet 301. Dust Collection Services data sheet 301 modupulse. BILLINGS, Charles E. Handbook of Fabric Filter Technology, Vol. I. Fabric Systems Study. Diciembre 1970. FLÜCKIGER, Werner and FLÜCKIGER, Leticia Nacif. HOLCIM GROUP SUPPORT LTD CMS. Fabric Dust Collector Systems, Mechanical Process Technology, Transport and Dust Collecting Manual Version 1.08.

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