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Los tanques de almacenamiento de líquidos se utilizan ampliamente en el sector químico. Durante el diseño de los sistemas de procesos, es necesario instalar indicadores de nivel y sistemas de alarma de nivel, a fin de garantizar un funcionamiento estable y seguro de los tanques y los dispositivos relacionados. Para los tanques del equipo que requieren un control o protección especial, también es necesario establecer alarmas de nivel de líquido muy bajo y muy alto, además de contar con las interconexiones correspondientes. En cuanto al establecimiento de los valores de alarma por altas concentraciones, se deben tener en cuenta plenamente los requisitos específicos del proceso de producción y los parámetros propios del recipiente. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=99431210de1373f0f53f6f97940f4b8b/1a5f748ca9773912fb1b0f0af7198618367ae27e.jpg Los tanques de almacenamiento son instalaciones importantes en las empresas petroquímicas, ya que sirven para almacenar materias primas, productos y productos intermedios en estado líquido o gaseoso. La cantidad de materiales almacenados en los tanques petroquímicos es mucho mayor que la cantidad crítica para considerarse una fuente de peligro significativo. Por lo tanto, existe un riesgo considerable y el estado de estos tanques es de alto riesgo. Un error en algún detalle puede provocar accidentes desastrosos. Según las estadísticas, la tasa de accidentes en los tanques de almacenamiento es mucho más alta que la tasa de accidentes en las instalaciones de las empresas petroquímicas donde se producen reacciones a altas temperaturas y presiones de forma continua. Se puede ver que los tanques de almacenamiento son un punto clave en la gestión de la seguridad de las empresas petroquímicas. ¿Cuáles son, entonces, los requisitos para la alarma de nivel alto en los tanques de almacenamiento, los valores de alarma para nivel muy alto, y la configuración de las válvulas de corte de emergencia? ¿Pueden las empresas modificarlo por su cuenta? En este artículo, lo analizaremos juntos. Veamos primero un caso: caso de desbordamiento – fallo en el nivelador. Había un tanque de almacenamiento de disolventes, y durante el proceso de carga en dicho tanque ocurrió un desbordamiento. Los disolventes inflamables se derramaron fuera del tanque; afortunadamente, no hubo incendio. La investigación del accidente reveló que, antes de la fuga, el medidor de nivel remoto del tanque presentó una falla. El tanque originalmente contaba con una alarma de nivel alto de líquido, pero durante las reparaciones recientes se realizaron ajustes, y la alarma ya no funciona correctamente (se trata de un cambio inapropiado). Lección de este accidente: es muy importante mantener activas las alarmas de nivel alto y asegurarse de que los medidores de nivel funcionen correctamente. La fábrica necesita probar periódicamente los medidores de nivel para asegurarse de que funcionen correctamente. Los medidores de nivel siempre presentan cierto índice de fallos; por lo general, puede ocurrir un fallo cada 10 años. Por lo tanto, para los disolventes de alto riesgo, cuando sea necesario, se debe considerar el uso de medidores de nivel o interruptores de nivel adicionales. Cualquier cambio en los medidores de nivel y en las alarmas relacionadas con el nivel debe quedar dentro del ámbito de la gestión de cambios. Es necesario seguir estrictamente los procedimientos establecidos para realizar dichos cambios, y no se puede eliminar arbitrariamente la función de monitoreo del nivel. El derivación de la alarma de nivel de líquido debe someterse a una revisión de cambios. Bypassar arbitrariamente la alarma de nivel de líquido puede provocar desbordamiento e incluso causar incendios y explosiones. Configuración de alarmas de nivel en los tanques de almacenamiento: https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=e44b6e487cf082022d9291377bfbfb8a/9fd1ae763912b31bf95147428918367adab4e17e.jpg. Se trata de un ejemplo de la configuración de alarmas de nivel en los tanques de almacenamiento, extraído de las normas API. El tiempo mencionado sirve únicamente como ejemplo; se pueden realizar ajustes adecuados según las circunstancias reales. La norma “Especificaciones para el diseño de áreas de tanques en sistemas de almacenamiento y transporte de productos petroquímicos”, SH/T 3007-2014, también establece regulaciones detalladas respecto a los valores de alarma relacionados con el nivel de líquido en los tanques. En el punto 5.4.2 se indica que deben existir alarmas de nivel alto y bajo dentro del sistema de control automático, y estas deben cumplir con las siguientes condiciones: a) El nivel de alarma para el nivel alto de líquido en los tanques no debe ser superior al nivel máximo de almacenamiento diseñado para esos tanques ； b) La altura de ajuste para la alarma de nivel bajo en el tanque de almacenamiento no debe ser inferior al nivel mínimo de almacenamiento diseñado para dicho tanque. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=9b13ccab8d025aafd3327ec3cbedab8d/452b3e13b31bb051b2193943397adab44aede07e.jpg Los tanques de almacenamiento tienen diferentes capacidades, y la relación entre su altura y su diámetro varía según los requisitos del proceso o de la disposición en el lugar donde se encuentran. Según la información disponible, el ratio altura-diámetro de los tanques más comúnmente utilizados es de aproximadamente 1:1 en el caso de los tanques de gran capacidad, mientras que en el caso de los tanques de menor capacidad, este ratio suele ser mayor que 1. En el caso de tanques de pequeña capacidad, a igual volumen, cuanto mayor sea la relación altura-diámetro, más significativos serán los cambios en el nivel del líquido, lo cual favorece una mayor precisión en la lectura de los medidores de nivel en el sitio. En la producción real, las “Normas de diseño para áreas de tanques en sistemas de almacenamiento y transporte de productos petroquímicos” son muy adecuadas para los tanques de gran capacidad. Sin embargo, no son completamente apropiadas para los tanques de pequeña capacidad que requieren procesos especiales. Para los tanques de pequeña capacidad, es conveniente establecer los valores de alarma en términos de porcentaje de su capacidad, a fin de garantizar el tiempo necesario para que el personal operativo y las válvulas de seguridad puedan reaccionar. Algunos requisitos normativos para la instalación de sistemas de interbloqueo y válvulas de corte de emergencia en las áreas de almacenamiento: I. SH/T 3007-2014, Normas para el diseño de áreas de almacenamiento en sistemas de almacenamiento y transporte de productos petroquímicos. 5.4.1 Los tanques con una capacidad superior a 100 m³ deben estar equipados con instrumentos de medición continua del nivel de líquido. 5.4.2 En los sistemas de control automático deben establecerse alarmas para niveles altos y bajos de líquido, y estas deben cumplir con las siguientes disposiciones: a) La altura de ajuste de la alarma por nivel alto en el tanque no debe ser superior al nivel máximo de almacenamiento diseñado para el tanque ； b) La altura de ajuste para la alarma de nivel bajo en el tanque de almacenamiento no debe ser inferior al nivel mínimo de almacenamiento diseñado para dicho tanque. 5.4.3 Los tanques para almacenar líquidos de toxicidad de nivel I y II, los tanques para líquidos inflamables de categoría A y B con una capacidad igual o superior a 3000 m³, y los tanques para otros tipos de líquidos con una capacidad igual o superior a 10000 m³, deben estar equipados con sistemas de alarma y bloqueo en caso de nivel de líquido excesivo. La alarma por nivel de líquido excesivo debe activar el cierre automático de la válvula de control de la entrada del tanque. 5.4.4 En los tanques de almacenamiento de las materias primas del equipo, es conveniente instalar alarmas de nivel de líquido muy bajo. Estas alarmas deberían estar conectadas a un sistema que permita detener la bomba en caso de que se alcance ese nivel. II. SH3136-2003: Normas de diseño de seguridad para tanques esféricos de hidrocarburos licuados. 5.3.1 Los tanques esféricos de hidrocarburos licuados deben estar equipados con medidores de nivel, tanto locales como a distancia; no se recomienda el uso de medidores de nivel basados en placas de vidrio. El nivelómetro que se utilice debe ser seguro y fiable, y se debe reducir al mínimo el número de aberturas en los tanques esféricos para hidrocarburos licuados. 5.3.2 Los tanques esféricos para hidrocarburos licuados deben estar equipados con un detector de nivel alto y un sistema de bloqueo en caso de que el nivel sea aún más alto. De ser necesario, se debe instalar un detector de nivel bajo. 5.3.3 En los tanques esféricos de almacenamiento de gas licuado de petróleo, utilizados para la carga y descarga desde camiones cisterna en operaciones intermitentes, se debe instalar un dispositivo de corte automático de emergencia, accionado por un sensor que detecta niveles de líquido muy altos. Para los tanques esféricos de almacenamiento utilizados en procesos de licuefacción monocomponente o en instalaciones de refinación que operan de forma continua, los requisitos de interbloqueo deben determinarse en función de las necesidades del proceso productivo anterior y posterior. 6.1 En los tanques esféricos de almacenamiento de petróleo licuado, deben instalarse válvulas de corte de emergencia en las entradas y salidas de la fase líquida. Estas válvulas deben estar ubicadas lo más cerca posible del tanque esférico. III. Normas para el diseño de almacenes de petróleo GB50074-2014 8.3.10 En las tuberías que transportan líquidos inflamables y combustibles, y que se encuentran en lugares adecuados a lo largo de la orilla, también deben instalarse válvulas de corte de emergencia. 13.2.2 Cuando los tuberías que transportan aguas residuales grasosas salen del dique de contención en la zona de tanques, deben tomarse medidas para evitar que los líquidos inflamables y combustibles se derramen fuera del dique. 15.1.4 Los instrumentos de medición de nivel que se utilicen para enviar señales de alarma cuando el nivel del líquido en los tanques está muy alto o muy bajo, deben ser instrumentos de medición continua de nivel o interruptores de nivel independientes. Además, debe haber sistemas de alarma e interbloqueo integrados en el sistema de control automático. IV. Normas de diseño contra incendios para empresas petroquímicas GB50160-2008 6.3.11 Los tanques de almacenamiento de hidrocarburos licuados deben estar equipados con medidores de nivel, termómetros, manómetros y válvulas de seguridad. Además, deben contar con sistemas de alarma por nivel elevado y mecanismos de interrupción automática del suministro cuando el nivel es excesivamente alto. En los tanques de almacenamiento de hidrocarburos licuados completamente congelados, también deben instalarse dispositivos de alivio de vacío y sensores para detectar temperaturas altas y bajas; además, deben estar conectados al sistema de control automático. 6.3.12 Los tanques de gas deben estar equipados con dispositivos de alarma para detectar posiciones superiores e inferiores, y también sería conveniente que cuenten con dispositivos de bloqueo automático en las tuberías de entrada y salida. 6.3.14 En los tanques de almacenamiento de hidrocarburos licuados a presión total, es conveniente utilizar un sistema de deshidratación secundario con medidas de protección contra la congelación. Además, en la parte inferior del tanque debería instalarse una válvula de corte de emergencia. V. AQ 3053-2015: Especificaciones técnicas de seguridad para tanques de almacenamiento de acero cilíndricos verticales soldados. 6.13 Válvulas de corte: Debe instalarse una válvula de corte principal cerca de las tuberías de entrada y salida de los materiales en el tanque. Para los tanques de gran tamaño, se deben utilizar válvulas con actuadores neumáticos, hidráulicos o eléctricos. Cuando el actuador es de tipo eléctrico, sus cables de alimentación, cables de señal y el propio actuador eléctrico deben estar protegidos contra incendios. La válvula de corte debe contar con funciones de cierre automático y manual; el cierre manual incluye el cierre manual a distancia y el cierre manual en el lugar. 12.2.2 Accesorios de control del nivel de líquido: En los tanques de almacenamiento de líquidos inflamables, se deben instalar medidores de nivel, así como dispositivos de alarma para niveles altos y bajos, y también dispositivos de alarma para niveles extremadamente altos. Además, la información relativa a las alarmas y al nivel de líquido debe ser transmitida a la sala de control. En los tanques que se utilizan con frecuencia, es conveniente instalar dispositivos de corte de emergencia con interbloqueo automático. Los tanques de gran tamaño deben estar equipados con alarmas de nivel de líquido bajo y alto, así como con dispositivos de corte de emergencia. Además, se deben implementar medidas para que las alarmas de nivel de líquido alto actúen como disparador para los dispositivos de corte de emergencia. En el exterior del dique de contención y en las estaciones de control, deben colocarse botones de interconexión para las válvulas de corte de emergencia. Cuando se produce una alarma de nivel elevado en el tanque de almacenamiento o se produce un incendio, es posible cerrar la válvula de corte de alimentación de forma remota o manualmente. Una vez que la válvula de corte se cierra, la bomba de alimentación debe detenerse automáticamente mediante un sistema de bloqueo. VI. AQ3036-2010: Normas para la instalación de equipos de monitoreo de seguridad en las áreas donde se almacenan sustancias químicas peligrosas. 4.2.5 En el caso de la renovación de tanques antiguos, se debe dar prioridad a la utilización de sensores que puedan instalarse sin necesidad de vaciar los tanques primero. 5 Requisitos para la instalación de equipos de control interconectado 5.1 Se pueden instalar equipos de control automático interconectado para regular parámetros como la temperatura del tanque, el nivel del líquido, la presión y la temperatura ambiental, según las condiciones reales. Estos equipos incluyen sistemas de corte o transferencia automática de los materiales, así como dispositivos de enfriamiento por rociado. 5.2 Los dispositivos de conmutación de emergencia deben tener en cuenta, al mismo tiempo, el impacto que puedan tener en la seguridad operativa de los dispositivos situados aguas arriba y aguas abajo. Además, deben permitir la comunicación de alarmas con dichos dispositivos, así como la posibilidad de retrasar su funcionamiento. Si es necesario, también deben instalarse sistemas de alivio de presión de emergencia o dispositivos para la recuperación de materiales. 6.3.7 Los tanques de almacenamiento de líquidos inflamables de gran tamaño (más de 5000 m3) y los tanques a presión para sustancias químicas peligrosas de más de 400 m3 deben contar con sistemas adicionales de detección y alarma de nivel elevado del líquido, así como sistemas de interbloqueo. 6.3.8 El sistema de control para la detección de niveles elevados de líquido en los tanques de presión debe constar de alarmas por software y alarmas por hardware. La estructura lógica para el control de alarmas debería ser una lógica de puerta OR. VII. Notificación sobre el fortalecimiento adicional de la gestión de la seguridad en las áreas donde se almacenan productos químicos. Anuncio n.º 3 [2014] 68: https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=38f03d5955afa40f3cc6ced59b64038c/d54eb41ab051f819cd188921d5b44aed2e73e77e.jpg. Fortalecimiento adicional de la gestión de la seguridad en las áreas donde se almacenan productos químicos. (I) Mejorar aún más las instalaciones de monitoreo y control en dichas áreas. De acuerdo con los requisitos normativos, se establecen alarmas para detectar niveles altos y bajos de líquido en los tanques. Se implementan sistemas de bloqueo automático cuando el nivel de líquido es excesivamente alto, con el fin de cerrar las válvulas de alimentación del tanque; además, existe un sistema de bloqueo automático cuando el nivel de líquido es excesivamente bajo, para detener el transporte de materiales. Asegurarse de que el sistema de alarma para fugas de gases inflamables, explosivos, tóxicos o dañinos esté en buen estado y funcional. En los tanques de almacenamiento de gran tamaño, de gases licuados y de productos químicos altamente tóxicos, es necesario instalar válvulas de corte de emergencia. VIII. Notificación sobre la emisión de directrices para prevenir accidentes graves relacionados con sustancias químicas peligrosas y productos pirotécnicos. Anexo de Gestión de Seguridad, Nº 3 (2016), 62. https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=ce02e5f4ab0f4bfb8cd09e5c334f788f/5f47b750f81986187a7a65ef45ed2e738bd4e67e.jpg. Es necesario controlar estrictamente los riesgos y abordar las posibles amenazas. 3. Se debe llevar a cabo una acción decidida para abordar los problemas relacionados con las sustancias químicas peligrosas, aplicando medidas de prevención efectivas: (4) A partir del 1 de enero de 2017, todas las áreas donde se almacenan sustancias químicas peligrosas que constituyen fuentes de riesgo de nivel uno o dos, y que no cuenten con sistemas de parada de emergencia, dejarán de ser utilizadas ； IX. SH/T 3184-2017: Normas para el diseño de sistemas automatizados en áreas de tanques de la industria petroquímica. 4.2.3.1 Deben instalarse 2 equipos de medición continua del nivel de líquido en la parte superior de los tanques; uno de ellos se utiliza para activar las alarmas de nivel alto y bajo en el sistema de control. 4.2.3.2 De acuerdo con los requisitos del proceso, en el sistema de control se deben establecer sistemas de alarma para niveles de líquido muy altos, así como mecanismos de cierre automático de las válvulas que controlan el flujo de líquido hacia los tanques de almacenamiento. Las señales deben provenir de aquellos instrumentos de medición continua de nivel mencionados anteriormente. Cuando sea necesario contar con un tercer instrumento de medición de nivel, se puede utilizar un instrumento de medición continua o bien un interruptor de nivel. 4.2.4.1 Debe haber 2 sistemas de medición continua del nivel de líquido en la parte superior del tanque; uno de ellos se utiliza para activar las alarmas de nivel alto y bajo en el sistema de control. 5.3.7.1 En los tanques de acero al carbono para líquidos que no tienen revestimiento interno ni capas de suciedad, se pueden utilizar interruptores ultrasónicos de nivel montados en la superficie exterior. 5.3.7.2 En los tanques con techo flotante o en aquellos destinados al almacenamiento de aceites pesados, es recomendable utilizar interruptores ultrasónicos de nivel montados en la superficie exterior del tanque. 5.3.7.3 En los tanques de hidrocarburos licuados, es recomendable utilizar interruptores de nivel ultrasónicos de tipo externo. 5.3.7.4 La instalación del sensor de ondas ultrasónicas debe realizarse de tal manera que la dirección de medición del sensor no se vea obstaculizada por tuberías o componentes dentro del tanque. Además, es necesario evitar que el sensor quede cerca de las soldaduras en las paredes del tanque. X. Principios y características del interruptor de nivel por ultrasonidos de Dinghua Electronics https://imgsa.baidu.com/forum/w%3D580/sign=17af1b5444fbfbeddc59367748f0f78e/5c0dff188618367a97b4f5b621738bd4b31ce57e.jpg Este interruptor de nivel por ultrasonidos es un dispositivo de detección completamente sin contacto, que se instala fuera del tanque para medir el nivel del líquido. Utiliza la tecnología patentada por Dinghua Electronics, llamada “análisis de microvibraciones”. Gracias a un proceso de fabricación preciso y a controles estrictos, este interruptor garantiza su fiabilidad, estabilidad y durabilidad. Las características de rendimiento de este interruptor de nivel de tipo externo son las siguientes: 1) Se puede instalar en línea, sin necesidad de detener la operación; no es necesario abrir el tanque, utilizar fuego ni conexiones por bridas. 2) No se ve afectado por la viscosidad del líquido que se mide, ni por su pureza. 3) No se ve afectado por la densidad, la presión o la temperatura del medio. 4) No se ve afectado por las condiciones dentro del tanque que se está midiendo. 5) Sin componentes de movimiento mecánico, duradero y sin desgaste. 6) Respetuoso con el medio ambiente, sin fugas y sin emisiones. Debido a las características mencionadas de este interruptor de nivel de tipo externo, es adecuado para aplicaciones donde se exigen altos estándares de seguridad y condiciones de instalación rigurosas ； Apto para todo tipo de medios líquidos.