Requerimiento de Venteos en tanques de almacenamiento.
Como norma general, los tanques de almacenamiento operan a presión atmosférica o valores de presión muy bajas. En el diseño de los tanques de almacenamiento, un apartado fundamental asociada a la protección y seguridad de los mismos es el diseño de los elementos ante sobrepresión y vacío. Las opciones más utilizadas de protección en tanques de almacenamiento son los venteos, junto a válvulas de alivio de presión adicionales o el uso de la unión frágil del techo del tanque.
El dimensionado de los venteos en tanques de almacenamiento, se basan en el estándar API 2000: “ Venting Atmospheric and Low-Pressure Storage Tanks”. Esta norma cubre los requisitos de operación de los tanques de almacenamiento a presiones hasta 15 psig.
Para realizar el análisis serán necesarios una serie de valores de temperaturas, latitudes, flujos de líquido, cambios de temperatura, posibles escenarios de fuego etc.
Las causas principales que pueden generar una sobrepresión o vacío en el tanque de almacenamiento son las siguientes:
- Proceso de llenado y/o vaciado del tanque.
- Cambios de presión y temperatura en el ambiente.
- Exposición del tanque a fuego, lo que genera un aumento de presión dentro del tanque.
- Fallos o bloqueos en operación.
Cuando se producen las situaciones anteriormente descritas, será requerido un alivio de presión o una inhalación por vacío que deberá ser calculada mediante los requerimientos indicados en la norma API 2000.
Los escenarios que se deben considerar a la hora de calcular la capacidad del venteo en un tanque de almacenamientos son los siguientes:
- Inhalación al tanque por salida de líquidos debido al desplazamiento volumétrico (efectos de la transferencia del líquido).
- Inhalación al tanque por condensación de vapores en el espacio de vapor del tanque (efecto térmico) debido a un descenso de la temperatura del medio ambiente – Thermal Inbreathing.
- Exhalación del tanque por entrada de líquidos y desplazamiento volumétrico (efectos de la transferencia del líquido).
- Exhalación del tanque por evaporación de líquidos en el espacio de vapor del recipiente (efecto térmico) debido a un aumento de la temperatura del medio ambiente – Thermal Outbreathing
- Venteo de emergencia por exposición al fuego.
Evaluando y calculando las capacidades de los escenarios indicados previamente se combinarán para obtener las capacidades totales de venteo requeridas tanto por inhalación como por exhalación.
En el diagrama inferior se indican los diferentes rangos de presión de trabajo de un tanque de almacenamiento y, los momentos en los cuales operan los dispositivos de emergencia, venteos y válvulas de alivio de presión.
Diagrama de presiones en tanques de almacenamiento
Además del cálculo indicado anteriormente, la norma API 2000 sugiere el uso de arrestadores de llama o apagallamas en tanques de almacenamiento que contengan productos inflamables como hidrocarburos. La función de este dispositivo es evitar la entrada de llamas al interior del tanque en caso de un incendio externo. Cuando el tanque está en caso fuego, será necesario realizar los cálculos necesarios para dimensionar el venteo ante este escenario.
Arrestador o apagallama
El Código API 650 permite el uso de unión de techo frágil como medida de prevención ante sobrepresiones y venteos de emergencia, pero esta opción solo deberá ser considerada cuando exista la posibilidad de incendio.
Sobrepresión en tanque de almacenamiento debido a fuego
Blanketing
Las válvulas de blanketing se utilizan en tanques de almacenamiento con el fin de minimizar los riesgos asociados al producto inflamable almacenado, reducir la contaminación del producto al generarse una cámara de aire dentro del tanque o para reducir las pérdidas por evaporación.
El funcionamiento es instalar una válvula que genere un colchón de un gas inerte como el nitrógeno.
La norma API 2000 en el anexo F indica unas directrices a seguir para el dimensionado y protección mediante un gas inerte.
Válvula de blanketing – tanques de almacenamiento
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