Comparativa de diferentes métodos para predecir el clapeteo de las válvulas de alivio de presión

Identificador:  TFM:245

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFM245

Autores:  de la Fuente Sánchez, David

Resumen:
Las válvulas de alivio de presión son elementos de seguridad que podemos encontrar en cualquier instalación industrial. Estas válvulas son las encargadas de evitar que los equipos de la instalación superen su presión máxima admisible. Se trata, por lo tanto, de un elemento crítico a la hora de evitar posibles accidentes. En la fase de diseño, debe asegurarse que las válvulas de seguridad operarán de manera estable, es decir, sin clapeteo. Para evitar la inestabilidad, en la normativa API 520 Parte II, se requería con anterioridad limitar las pérdidas de presión en la entrada de la válvula a un máximo del 3% de su presión de tarado. En su última edición (2015), ha indicado que instalaciones con pérdidas de presión en la entrada superiores a un 3% han resultado ser estables durante su funcionamiento. Además, añade el concepto de “análisis de ingeniería” para chequear de una manera sistemática la posibilidad de clapeteo de una válvula de seguridad. Se ha demostrado que muchas de las instalaciones actuales no están diseñadas adecuadamente. Como ejemplo, Otis B., en el año 2011, realizó un estudio de causas de los 25 accidentes debidos al clapeteo registrados en la base de datos de la empresa Shell, en el cual se demuestra que algunos de ellos podrían haberse evitado. Por ejemplo, siete fueron debidos a una mala elección del asiento y uno no tuvo en cuenta los fenómenos acústicos en la fase de diseño. La presente master tesis compara los diferentes métodos de cálculo utilizados por las ingenierías de seguridad de procesos para la validación de las instalaciones donde existen válvulas de seguridad. Se han analizado 6 válvulas de seguridad que incumplen la norma del 3% de unas plantas de polipropileno situadas en Tarragona. Se aplican 3 metodologías de cálculo distintas, dos de ellas utilizan métodos simplificados y una utiliza métodos rigurosos. Se observa que la predicción de estabilidad con los métodos simplificados concuerda con la del método riguroso. El objetivo final es presentar a la comunidad científica una lista de recomendaciones para la validación de la instalación de una válvula de seguridad ante fenómenos de inestabilidad. Como conclusión se recomienda el uso del método de Melhem (simplificado) por su sencillez, siempre y cuando se conozca con precisión el escape (blowdown) de la válvula de seguridad.