Analisis de golpe de ariete para reducir la sobrepresión en el sistema de bombeo del tanque TK-007 al cajon LA003B de la presa de relaves de SMCV

Abstract

El presente trabajo de tesis titulado ANALISIS DE GOLPE DE ARIETE PARA REDUCIR LA SOBREPRESIÓN EN EL SISTEMA DE BOMBEO DEL TANQUE TK-007 AL CAJON LA003B DE LA PRESA DE RELAVES DE SMCV partió de la necesidad de buscar la causa de los daños que se produjeron en las válvulas para flushing ubicadas en la descarga del sistema de bombeo que va del tanque TK-007 al cajón LA003B en el área de la presa de relaves de sociedad minea Cerro Verde S.A. En el presente trabajo inicialmente se realizó la evaluación del análisis estable (cálculo hidráulico) para determinar las características y condiciones de operación para los diferentes casos del sistema de bombeo que va del tanque TK-007 al cajón LA-003B, este cálculo se realizó utilizando el software AFT Fathom (software especializado para este tipo de análisis). Los resultados obtenidos para este régimen para la condición normal de operación del sistema es a un caudal de xiv 5393 m3/h y ADT= 53.45 m.c.a.. Asimismo para la condición más crítica de este régimen se obtuvo una presión de 104.0 m.c.a. (147.9 psig) en las válvulas para flushing (válvulas que fallaron), para lo cual se observó que bajo estos parámetros de operación el sistema no presenta problemas ya que las velocidades y presiones se encuentran de los valores permisibles establecidos para las tuberías, válvulas y accesorios. Seguidamente se realizó el análisis transitorio (cálculo de golpe de ariete) del sistema de bombeo con el fin de determinar la sobrepresión al cual están sometidos todos los componentes del sistema (tuberías, válvulas y accesorios) durante el fenómeno de golpe de ariete. Para este análisis se utilizó como herramienta de cálculo el software Bentley Hammer (software para análisis de transitorio), de este cálculo se obtuvo como resultados que las presión en la tubería en el punto más crítico (válvulas para flushing cerradas) llegan a valores de 369 psig., este valor de presión es muy superior a la presión que soportan las válvulas para flushing (285 psig) ubicadas en el área de ciclones, con este resultado se evidencia que el sistema fallo por sobrepresión por golpe de ariete. Posterior a este análisis transitorio primario (sin dispositivos de protección) se evaluó los distintos tipos de dispositivos de protección contra el golpe de ariete y se seleccionó el más adecuado para el sistema de bombeo, de este análisis se seleccionó una válvula de alivio como dispositivo de protección contra el golpe de ariete. Se realizó el análisis transitorio incluyendo una válvula de alivio seteada a 150 psig como dispositivo de protección contra golpe de ariete en el sistema de bombeo. De este análisis se obtuvo como resultado que la máxima presión en las válvulas para flushing es de 144 psig este valor es inferior a los 285 psig que xv soportan las válvulas para flushing (clase 150) instaladas. Con este resultado se demostró que con la instalación de una válvula de alivio en el sistema de bombeo se reducira la sobrepresión generada por el golpe de ariete y de esta manera proteger de posibles daños por presión excesiva a los componentes del sistema de bombeo. Asimismo se evaluó el riesgo del posible colapso de las tuberías por los vacíos generados en el interior de la tubería durante el fenómeno de golpe de ariete y se concluyó en base a los resultados que el sistema no requiere de dispositivos de protección contra el colapso de las tuberías. Finalmente se definió la posición o punto donde se deberá instalar el dispositivo de protección (válvula de alivio) y se ruteo la tubería descarga de la válvula de alivio hacia el cajón LA008B que almacenará el agua liberada al abrirse la válvula de alivio.