Planteamiento del Problema - cidar.uneg.edu.ve · Los procesos se inician con ... Dentro del Manual...
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA VICERRECTORADO ACADEMICO COORDINACION GENERAL DE PREGRADO COORDINACIÓN DE PASANTIAS GE BETZ VENEZUELA Evaluación del Costo de Tratamiento Químico en la Planta de Recirculación N° 3 de la Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro SIDOR. Informe de Pasantía Profesional para Optar por el Título de Ingeniero Industrial. Autor: Tlg. Figueroa L. Dionni D. C.I. 17.631.151 CIUDAD GUAYANA, SEPTIEMBRE DE 2012 _____________________ Nombre del Tutor Industrial _____________________ Nombre del Tutor Académico
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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA
VICERRECTORADO ACADEMICO COORDINACION GENERAL DE PREGRADO
COORDINACIÓN DE PASANTIAS GE BETZ VENEZUELA
Evaluación del Costo de Tratamiento Químico en la Planta de Recirculación N° 3 de la Siderúrgica del
Orinoco Alfredo Maneiro SIDOR.
Informe de Pasantía Profesional para Optar por el Título de Ingeniero Industrial.
Autor: Tlg. Figueroa L. Dionni D. C.I. 17.631.151
CIUDAD GUAYANA, SEPTIEMBRE DE 2012
_____________________
Nombre del Tutor Industrial
_____________________
Nombre del Tutor Académico
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INDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 4
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ............................................................................................... 6
Misión ................................................................................................................................................ 7
Visión ................................................................................................................................................. 7
Política de Calidad ........................................................................................................................... 7
Ubicación .......................................................................................................................................... 7
Principales Clientes ......................................................................................................................... 8
Principales Proveedores ................................................................................................................. 8
Organigrama Estructural de la Empresa ...................................................................................... 8
SITUACIÓN DEL PROBLEMA ................................................................................................... 10
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN ....................................................................................... 12
Objetivo General ............................................................................................................................ 12
Objetivos Específicos .................................................................................................................... 12
MÉTODOS APLICADOS ............................................................................................................. 14
Métodos........................................................................................................................................... 14
Técnicas Aplicadas .................................................................................................................... 15
Procedimiento Metodológico Aplicados ................................................................................ 15
1. Identificación del Problema ................................................................................................. 16
2. Observación ............................................................................................................................... 24 Relación del problema con los objetivos y políticas de la empresa y/o la satisfacción de los clientes (externos o internos)................................................................. 25 Política de Sidor ........................................................................................................................ 25
3.- Análisis del problema. ............................................................................................................. 25 Selección analítica de las causas reales ..................................................................... 26
RESULTADOS ............................................................................................................................. 33
FACILIDADES Y DIFICULTADES ENCONTRADAS ............................................................... 41
1. Facilidades ............................................................................................................................ 41
3
2. Dificultades ............................................................................................................................ 41
APORTES ..................................................................................................................................... 42
CONOCIMIENTOS TEÓRICOS Y PRÁCTICO ADQUIRIDOS ................................................. 46
Teóricos y Prácticos ...................................................................................................................... 46
CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 47
RECOMENDACIONES ................................................................................................................ 48
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 49
4
INTRODUCCIÓN
La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro, Sidor, se encuentra ubicada en
Ciudad Guayana, empresa con tecnologías de reducción directa Midrex, HyL y
hornos eléctricos de arco, para la obtención del acero. Los procesos se inician con
la fabricación de pellas y culminan con la entrega de productos finales largos como
barras, alambrón y planos como láminas en caliente, láminas en frío y recubiertos.
Para la obtención de estos productos se requiere que las líneas productivas operen
eficientemente, uno de los principales factores que afecta la calidad de los
productos es el control de la temperatura en las diferentes etapas de los procesos,
principalmente, en el enfriamiento de las chaquetas del horno eléctrico y moldes de
la colada continúa de planchones y palanquillas. Para disipar el calor transferido de
forma indirecta en las acerías de Palanquilla, Planchones, Barra, Alambrón, Midrex
II y HyLII se cuenta con la Planta de Recirculación N°3, la cual, consiste en un
sistema de enfriamiento de recirculación abierta con tiro inducido, donde mediante la
transferencia de masa y calor se disminuye la temperatura.
Actualmente, se han detectado pérdidas de agua en el sistema
específicamente en el áreas Planchones, Palanquillas y Midrex II e ingreso de agua
industrial no controlada en las áreas de Planchones y Palanquillas ocasionando
desbalance en el tratamiento químico y variaciones en la calidad del agua, ya que
para evitar los problemas típicos de un sistema de enfriamiento (corrosión,
deposición/incrustación y desarrollo microbiológico), se recurre a la adición de
productos químicos, para mantener unos parámetros de control pre establecidos
como: Ortofosfato, Zinc, Dispersante de Hierro, pH).
El tratamiento químico se realiza mediante dosificación continua y se debe
mantener la dosificación adecuada; de tal manera que los residuales de producto
cumplan con los rangos de control. El ingreso de agua al sistema de forma
descontrolada afectan la calidad del agua y origina ineficiencia de los sistemas
responsable de la transferencia de calor de la torre, porque facilitan la degradación
5
de sus componentes por oxidación, corrosión, ensuciamiento, permitiendo la
disminución de la concentración de los activos de los inhibidores de corrosión y
dispersante, por el efecto combinado entre las pérdidas de agua y el ingreso de
agua de emergencia al sistema.
Para disminuir los efectos que ocasionan el ingreso de agua de emergencia y
las pérdidas no controladas del sistema, se realizan ajustes a las aplicaciones del
tratamiento químico, generándose el consumo excesivo de los productos químicos
incrementando así los costos de tratamiento químico.
En el presente trabajo se expone la descripción precisa de la problemática,
siendo esta una Investigación de Campo; en la estructuración de esta
investigación fue necesaria la interacción constante y directa con el personal de la
Planta de Recirculación N°3 para verificar las pérdidas de agua de sistema de
enfriamiento e ingreso de agua de emergencia. Las técnicas que se llevaron acabo
para la recolección de la información fue la observación directa ya que permite
obtener el estado actual de la planta de recirculación, y la entrevista no
estructurada al personal involucrado con las etapas del proceso productivo de las
acerías.
Se logró incrementar los Ciclos de Concentración del sistema II y III de la Planta
de Recirculación N°3 al reducir el ingreso de agua de emergencia en palanquillas y
por medios estos ciclos se realizó un balance de masa de la torre obteniendo la
reposición y la purga (drenaje) del sistema de enfriamiento; quedando como aporte
la identificación de las principales causas que impactan directamente el sistema
tanto en Palanquillas y Colada Continúa de Planchones como lo es el ingreso de
agua no controlada y pérdida de agua tratada.
El presente trabajo se organizó de la siguiente manera: Descripción de la
Empresa, Planteamiento del Problema, Objetivo General, Objetivos Específicos,
Plan de Trabajo, Métodos, Técnicas y Procedimientos Aplicados; donde se
desarrolla la metodología aplicada para realizar el trabajo satisfactoriamente. Se
presentan los Resultados Obtenidos, se especifican las Facilidades y Dificultades,
se Desglosan los Aportes, Conclusiones, Recomendaciones y Anexo.
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DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
Reseña Histórica
La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro, Sidor, es un complejo siderúrgico
integrado que utiliza tecnologías de reducción directa y hornos eléctricos de arco.
Los procesos de esta siderúrgica se inician con la fabricación de pellas y culminan
con la entrega de productos finales largos como barras y alambrón y planos como
láminas en caliente, láminas en frío y recubiertos.
Esta siderúrgica ubica a Venezuela en cuarto lugar como productor de acero
integrado de América Latina y el principal de la Región Andina, ha logrado colocar
su nivel de producción en torno a los 4 millones de toneladas de acero líquido por
año, con indicadores de productividad, rendimiento total de calidad, oportunidad en
las entregas y satisfacción de sus clientes comparables con las empresas más
competitivas de Latinoamérica. Es reconocida además por ser el primer exportador
no petrolero del país.
Desde el 12 de mayo del 2008, Sidor es una empresa perteneciente al Estado
Venezolano luego de que el Presidente de la República Hugo Chávez Frías
decretara la nacionalización de la misma, la cual en 1997 había sido privatizada.
Con el cambio de Sidor de manos del capital privado al Estado se espera
humanizar aún más las condiciones laborales de trabajo y se busca mejorar las
relaciones sociales de convivencia impulsadas por las y los trabajadores, sin dejar
atrás las metas de calidad y eficiencia.
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Misión
Comercializar y fabricar productos de acero con altos niveles de productividad,
calidad y sustentabilidad, abasteciendo prioritariamente al sector transformador
nacional como base del desarrollo endógeno, con eficiencia productiva y talento
humano altamente calificado, comprometido en la utilización racional de los recursos
naturales disponibles para generar desarrollo social y bienestar a los trabajadores, a
los clientes y a la Nación.
Visión
Ser la empresa socialista siderúrgica del Estado Venezolano, que prioriza el
desarrollo del mercado nacional con miras a los mercados del ALBA, andino,
caribeño y del MERCOSUR, para la fabricación de productos de acero con alto valor
agregado, alineada con los objetivos estratégicos de la Nación, a los fines de
alcanzar la soberanía productiva y el desarrollo sustentable del país.
Política de Calidad
El Sistema de Gestión de la Calidad de Sidor, se basa en el compromiso y la
participación de todo el personal en la búsqueda de la excelencia empresarial con
un enfoque dinámico que considera sus relaciones con los clientes, accionistas,
trabajadores, proveedores y la comunidad, promoviendo la calidad en todas sus
manifestaciones, como una manera de asegurar la confiabilidad de sus productos
siderúrgicos, la prestación de servicios y la preservación del medio ambiente.
Ubicación
Este complejo siderúrgico está ubicado en la zona industrial de Matanzas,
Estado Bolívar, región suroriental de Venezuela, sobre la margen derecha del río
Orinoco, a 282 km de su desembocadura en el océano Atlántico. Dicha factoría
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cuenta con 86 hectáreas de área techada dentro de las 2800 hectáreas de terreno,
atravesadas por 80 Km de carreteras y 160 Km de vías férreas.
Principales Clientes
Dentro del mercado interno destacan como principales clientes Acelaca,
Acerogalv, Acerogrill, Affinia, C.V.G, Caprosic, Comec, Danaven, Desica, Driff, entre
otras empresas.
Como parte del mercado de exportaciones se presentan como clientes las
industrias Acofergo, Arme, Colmena, Fajobe, G&JFerrete, La Campana, Metasa,
Perficol, Saintmarie, Unknown, siendo las de mayor relevancia.
Principales Proveedores
A nivel nacional, los proveedores de mayor valor para Sidor son Ferrominera
del Orinoco (FMO) quien suministra el mineral de hierro, Corpoelec quien
proporciona la energía eléctrica necesaria, y Petróleos de Venezuela (PDVSA) para
el abastecimiento de gas natural. Así también proveen Venalum, Alcasa, Orinoco
Iron, Venprecar, Comsigua, Tameca.
Organigrama Estructural de la Empresa
Dentro del Manual de Calidad se establece la siguiente organización de tipo
funcional para el cumplimiento eficaz del proceso productivo Sidor:
9
Figura 1: Organigrama General de Sidor Fuente SID0R C.A.
10
SITUACIÓN DEL PROBLEMA
En la búsqueda de una mayor competitividad se plantean restructuraciones en
el ámbito industrial, de manera de proyectarse con éxito en el mercado, para
conseguir así niveles mas altos de producción y desarrollo económicos; es por ello
que la Siderúrgica de Orinoco Alfredo Maneiro Sidor C.A, se plantea una serie
de cambios estructurales en su organización con la finalidad de incrementar la
calidad de sus servicios industriales y niveles de producción. Estos cambios se
fundamentan principalmente en la optimización de sus procesos productivos en
todas sus operaciones.
La empresa tiene como propósito fundamental producir acero que cumpla
con las especificaciones del cliente, para esto se requiere de varias líneas
productivas, constituidas por Planchones, Palanquilla, Barra y Alambrón; para que
estas plantas operen eficientemente en SIDOR, se cuentan con Plantas de
Recirculación Abiertas que permiten disipar el calor de los paneles de enfriamiento,
hornos eléctricos y ambientes de confort para el personal. Los equipos responsables
de acondicionar nuevamente el agua son las torres de enfriamiento encargadas de
los procesos de evaporación controlada, reduciendo así la cantidad de agua
consumida. El fin de estos equipos es que la gota de agua mantenga un tiempo de
residencia mayor, para permitir el contacto con el aire, para ello la altura de la torre
es primordial, para esto se utilizan barreras que obstaculizan y fragmentan la gota
formando películas muy delgadas, en donde se lleva a cabo el proceso de
evaporación.
En los actuales momentos se han detectados pérdidas en las áreas
Planchones, Palanquillas, Midrex II, aunado a esto existe el ingreso de agua
industrial no controlada en las áreas de Planchones y Palanquillas que ocasionan
variación en la calidad del agua y descontrol en el programa de tratamiento químico.
Estas variaciones en la calidad del agua pueden disminuir notablemente la
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transferencia de calor en los equipos de moldes, paneles de refrigeración e
intercambiadores de calor, producto de la degradación de los materiales por
corrosión, generación de capa de los lodo, por ensuciamiento o acumulación de
sales en la superficie de intercambio de calor, debido a las incrustaciones de sales,
que la alteran el sistema impidiendo la concentración de los inhibidores de corrosión
y dispersante por las pérdidas de agua que se presentan por distintas razones
como: falla de las bombas de retornos de Palanquillas generando rebose en las
pileta vertical, fuga en las mangueras que brindan enfriamiento a los hornos de
Planchones, Palanquillas, Barra y Alambrón, uso del agua para limpieza industrial e
ingreso de agua de emergencia en Colada Continúa de Planchones (línea 2) y en
Palanquilla (línea 3), en donde esta se activan por presentar una presión mayor con
respecto a la presión de la Línea 2 y 3 suministrada de planta de agua hacia las
acerías. Esto se debe a la inoperatividad de las bombas en las piletas horizontales
de ambas líneas por falta de mantenimiento, disminuyendo así la presión
proveniente de dichas piletas, siendo esta la principal causa que impacte el
consumo excesivo de los productos químicos.
De no buscarse una solución efectiva a la problemática presentada se podría
generar una inestabilidad económica en la Gerencia de Servicios Industriales de la
Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro Sidor, dado que esta destina parte de su
presupuesto en el tratamiento químico que se aplica a la Planta de Recirculación. La
Presente investigación tiene por objeto evaluar las pérdidas de agua tratada e
ingreso de agua de emergencia en la Planta de Recirculación N° 3 y optimización
del sistema de agua de enfriamiento; estudio que se espera arroje impacto
directamente sobre el costo, la productividad y competitividad de esta reconocida
empresa siderúrgica.
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OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
Objetivo General
Evaluar las Pérdidas de Agua Tratada y el Ingreso de Agua no Controlada en
la Planta de Recirculación N° 3 de SIDOR C.A.
Objetivos Específicos
1. Aplicar la metodología QC Story o Ruta de la Calidad
2. Diagnosticar las Pérdidas de Agua Tratada en los Usuarios.
3. Diagnosticar el Ingreso de Agua de Emergencia en los Usuarios.
4. Realizar el balance de masa de la Torre de Enfriamiento PR3/SIDOR
5. Calcular los costos del Programa de Tratamiento Químico de agua actual de
PR3 e Ingreso de agua de Industrial.
13
PLAN DE TRABAJO
Actividades Semanas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Aplicación de la metodología QC Story o
Ruta de la Calidad
Visita y estudio de la Planta Recirculación y Usuarios
Recolección de Datos
Toma de Muestra de agua y análisis de Laboratorio
Realizar Balance de agua
actual del Sistema Verificar las Causas de las
Pérdidas de agua en los usuarios
Verificar las causas de ingreso de agua no
controlada.
Establecer el Caudal óptimo de la Planta de
Recirculación.
Costo del Tratamiento Químico de Agua
Estructurar las Mejoras al
Sistema
Estructuración del Trabajo de Investigación
CIUDAD
GUAYANA
14
MÉTODOS APLICADOS
La metodología es un procedimiento general para lograr de una manera precisa
el objetivo de la investigación, esta constituye la médula del plan; se refiere a la
descripción de las unidades de análisis, o de investigación, las técnicas de
observación, recolección de datos, los instrumentos, los procedimientos y las
técnicas de análisis.
Métodos
El tipo de estudio es Aplicada, ya que se realizaron cálculos para determinar las
pérdidas de agua por evaporación y arrastre en la torre de enfriamiento, lo que con
llevo al análisis físico químicos del agua tratada, para identificar los residuales de
Ortofosfato con respecto a los Retornos de Palanquillas, Planchones, Barra y
Alambrón, lo que permitió evidenciar las pérdidas que se generan en los usuarios e
ingreso de agua Industrial no controlada.
Esta investigación obedece al tipo Descriptivo, puesto que identifica y explican
las diversas causas que influyen en el origen y desarrollo del problema en estudio,
fruto de la observación y el análisis del sistema de enfriamiento PR3.
El diseño de la investigación es Documental, por lo que fue necesario la
manipulación de diferentes fuentes de información, tales como Libros, Internet,
prácticas operativas, informes y datos históricos, los cuales proporcionaron el apoyo
teórico y técnico necesario para desarrollar dicho proyecto de investigación.
Es de Campo; en efecto la estructuración de esta investigación fue necesaria la
interacción constante y directa con el personal de las acerías de Planchones,
Palanquillas, Barra y Alambrón para verificar las pérdidas de agua de sistema de
enfriamiento e ingreso de agua de emergencia.
15
Técnicas Aplicadas
La recolección de Información fue a través de la Observación Directa, la cual
permitió llevar a cabo la identificación de las causas que generan las pérdidas e
ingreso de agua al sistema de enfriamiento.
Entrevista No Estructurada, se desarrollo mediante los testimonios orales y
escritos del personal involucrado con las torres de enfriamiento específicamente en
el área: Servicios Industriales, Planchones, Palanquillas, Barras y Alambrón.
Procedimiento Metodológico Aplicados
Para alcanzar los objetivos específicos planteados para la presente
investigación, se procederá a realizar una serie de pasos estructurados que
permitirán el logro del mismo cumpliendo con los parámetros de dichos objetivos.
Para la solución del problema planteado se aplicó la metodología QC Story o
Ruta de la Calidad, la cual consiste en ocho pasos, de los cuales en este apartado
se desarrollaron los cuatro primeros, quedando los últimos cuatro pasos al apartado
de Resultado de este informe.
Identificación del problema
Observación
Análisis y diagnóstico de causas
Definir plan de acción
Implantar las acciones correctivas
Verificación
Estandarización
Conclusión
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1. Identificación del Problema
El servicio de tratamiento de agua es vital para toda industria, Sidor usa cerca
de 30 m³ de agua por tonelada de acero, siendo está un insumo básico para la
producción de acero, aplicar un correcto tratamiento químico y mantenerlo dentro
de los parámetros de control conlleva a beneficios económicos y ambientales,
porque este garantiza la calidad del servicio y se minimiza el consumo de agua del
sistema a los usuarios (Planchones, Palanquilla, Barra y Alambrón); el programa de
tratamiento químico se ve afectado por el ingreso de agua de emergencia
permanentemente, dado que esta alineado al sistema de enfriamiento, este debería
activarse cuando falle el suministro de planta de agua, como las pérdidas que se
dan en el sistema, específicamente en las mangueras que brindan el enfriamiento a
los hornos eléctricos de las acerías de Planchones, Palanquillas, Barra y Alambrón,
determinándose desviación, lo que implica que los inhibidores de corrosión
(Ortofosfato, Zinc y Dispersante de Hierro) estén fuera de los parámetros de control,
generando un incremento en la dosis de productos químicos, y por ende, alto costos
del tratamiento químico, afectando severamente el presupuesto de la Gerencia de
Servicios Industriales destinado a la aplicación del tratamiento químico.
Figura. N° 1 Medidor de Presión SII Palanquilla 6,6 kg/cm
2. Fuente: el
autor.
Figura. N° 2 Medidor de Presión agua de Emergencia de Palanquilla
7,2 Kg/cm2
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En las figura 1 y 2 se observan la presión del suministro II de planta de agua y
la presión de agua de emergencia respectivamente; en donde se visualiza que la
presión de la línea 3 perteneciente a palanquillas, es baja con respecto a la presión
de agua de emergencia, lo que origina el ingreso de agua al sistema, generando
mezcla en ambas agua, ocasionando alteración al tratamiento químico aplicado en
el sistema, es importante destacar que esta desviación se aprecia en los caudales
de los retornos, donde estos ingresan a la torre con mayor caudal del suministrado
por el sistema, como también en los análisis de Ortofosfato del agua de retorno.
En la figura 3 se presenta el diagrama de suministro de agua indirecta a la
acería de palanquilla, donde se observa la lógica de control que garantiza el
enfriamiento de los paneles refrigerado, este cuenta con una válvula de control,
activada por un diferencial de presión entre la presión de la línea de suministro y la
presión de la línea de agua de emergencia.
PR3/SIDOR
CC
Palanquilla
Rio Caroni
Fosa de
paneles
Refrigerados
Pileta
horizontal
Fosa de
Pileta
vertical
retorno
Línea 3 del sistema II
Retorno
Reposición
Agua de Emergencia
Válvula
automáticaPresión
baja
Ingreso de
Agua de
emergencia
Presión
alta
Perdida por
rebose
Válvula automática
abre
Figura N° 3 Suministros de agua indirecta a la acería de palanquillas. Fuente: el autor.
18
Figura N°4 Alarma Ingreso de agua de Emergencia
de Palanquillas
Figura N° 5 Panel de Bombas Piletas Horizontal
Planchones. Alarma de Ingreso de agua de
emergencia
Fuente: el Autor
Las figuras 4 y 5 pertenecen a la automatización de los panales de bombas en
las piletas horizontales de palanquillas y colada continúa de planchones
respectivamente, las bombas que están en servicio verdes y fuera de servicio rojas,
en palanquilla se tiene una bomba fuera de servicio y la franja roja indica que esta
ingresando agua de emergencia al sistema de enfriamiento, debido a que no se
cuenta con el total de bombas requeridas, lo que origina la caída de presión, por
dificultad de succionar el agua de la pileta horizontal a los paneles refrigerados de la
acerías, trayendo como consecuencia la activación de las válvulas automáticas del
agua de emergencia, con respecto a colada continúa de planchones ocurre lo
mismo con la diferencia de que hay dos bombas fuera de servicio. (Ver figura N°3 y
N°6 suministros de agua indirecta a la acería de palanquillas y colada continúa de
planchones).
19
PR3/SIDOR
CC
Planchones
Rio Caroni
Fosa de
paneles
Refrigerados
Pileta
horizontal
Fosa de
Pileta
vertical
retorno
Línea 3 del sistema II
Retorno
Reposición
Agua de Emergencia
Válvula
automáticaPresión
baja
Ingreso de
Agua de
emergencia
Presión
alta
Perdida por
rebose
Válvula automática
abre
Figura N° 6 Suministro de agua indirecta a la acería de colada continúa de planchones.
Fuente: el autor
20
En la figura 7 se observa la presión de agua de Emergencia en la línea 2 de
colada continúa de planchones perteneciente al sistema 2 de la planta de
recirculación, generando el ingreso de agua de emergencia no controlada.
Figura N ° 7 Presión de Agua de emergencia de cc
planchones 7,8 kg/cm2
Figura N° 8 Válvula Automática de agua de
emergencia abierta en cc planchones.
Fuente: el autor
Figura N° 9 Rebose de la pileta vertical de palanquillas.
Fuente: el Autor
21
Las Pérdidas de agua en el Sistema están asociadas a varios factores como:
1) La falla inesperada de las bomba que retorna el agua a la planta de
recirculación genera rebose en los tanques, perdiéndose el agua tratada por
las alcantarillas de aguas negras, esto se debe a la baja capacidad de
bombear el volumen de agua a la torre de enfriamiento, viéndose en la
obligación planta de agua incrementar los caudales a las acerías de
palanquillas o planchones.
Figura N° 10 Bomba de Retorno Fuera de Servicio Figura N° 11 Mangueras de enfriamiento de los hornos en planchones
Fuente: el autor
2) Las pérdidas de agua tratada también se ven afectadas por el deterioro de
las mangueras (ver figura N°11), que brindan enfriamiento a los hornos de las
acerías, estas pérdidas se prolongan, debido a que la gerencia de abastecimiento
no le suministra los repuesto para su reparación o remplazo, adicionalmente a esto
se debe esperar programar una parada de planta para poder realizar dicha
reparación.
22
Análisis de Funcionamiento y Optimización de la Torre
de Enfriamiento de Sidor/PR3
Rio Caroni
Midrex II HyL III
Planchone
s
CC
Planchone
s
Palanquilla
CC
Palanquilla
Barras
Alambrón
Pozo de Agua Fría
Torre de Enfriamiento
PR3
Balance : E = S Entrada = Salida
M= P+E+A
CC= P+E+A/A+P
Aportación = Purga + Evaporación + arrastreDonde:
CC= Ciclos de Concentración
P= Caudal de purga
A= Caudal de Arrastre
E= Caudal de evaporación
TF=32,42TC=38,92
CC= 1,07
CC=1,19
E=322,68 m3/Hr
A=10,19 m3/Hr
E=536,63 m3/Hr
A=31,06 m3/Hr
W=8150 m3/Hr
W= 24850 m3/Hr
Rep II = 3392, 05 m3/Hr
SITUACIÓN ENCONTRADA
L1
8304 m3/hr
34°c
L2
5599 m3/hr
34°c
L3
9552 m3/hr
34°c
Retorno L3
8622 m3/hr
36,16°c
Retorno L2
11710 m3/hr
37,2°c
Retorno L1
6639 m3/hr
43,4 °c
2665 m3/hr
34°c
6924 m3/hr
34°c
2160 m3/hr
39,18 °c
Rep III= 4942,58 m3/hr
P=7434,07 m3/hr
SII +SIII
P=(E/CC-1)
P= (536,63/0,19)
P2= 2824,36 m3/hr.
P3
=(
32
2,6
8 m
3/h
r/0,0
7)
P3
= 4
60
9,7
1m
3/h
r
Ingreso de agua de
emergencia= 8332,8 m3/hr
Pileta
Horizontal
Pileta
Horizontal
Pileta
Horizontal
Pileta
VerticalPileta
Vertical
Pileta
Vertical
Figura N° 12 Balance de masa de agua de la torre de enfriamiento actual. Fuente: el autor.
23
El sistema de enfriamiento de agua recirculada refleja las desviaciones en
cuanto a ciclos de concentración y agua de reposición en el sistema. La figura 12
detalla los cálculos obtenidos del balance de masa aplicado a la torre de
enfriamiento en base a la situación encontrada. Se determinaron las pérdidas
normales por arrastre, evaporación, pero con desviaciones en las reposición
afectando directamente los ciclos de concentración de la torre, producto de las
pérdidas de agua tratada e ingreso de agua de emergencia.
Tabla N° 1 Comparación de los datos técnicos operativos de la planta de
recirculación y los datos de operación (PR3/SIDOR).
Datos operativos de diseño Situación encontrada
SII SIII SII SIII
cc:4,0
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 35,0 °c
Temp fin: 32,0 °c
Reposición: 715,51 m³/hr
Purga: 178,88 m³/hr
cc:4,0
Arrastre: 10,19 m³/hr
Evaporación: 322,68 m³/hr
Temp inic: 35,0 °c
Temp fin: 32,0 °c
Reposición: 430,24 m³/hr
Purga: 107,56 m³/hr
cc:1,19
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 °c
Reposición: 3392,05 m³/hr
Purga: 2824,36 m³/hr
cc:1,07
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 ° c
Reposición: 4942,58 m³/hr.
Purga: 4609,71 m³/hr.
Fuente: Manual de Operación de la Torre de Enfriamiento.
La tabla 1 refleja los datos operativos de diseño de la torre de enfriamiento lado
izquierdo y por el lado derecho se muestra las condiciones en que se encontró la
planta operando, en el laboratorio se obtuvieron los Ciclos de Concentración de la
Torre de Enfriamiento a través de un instrumento que mide la Conductividad, a
partir de ese dato se realiza un balance de masa del sistema para obtener las
pérdidas por arrastre y evaporación, es evidente entonces la diferencia de los ciclos
24
de concentración con respecto a las condiciones de diseño, esto se debe al ingreso
de agua de emergencia a la torre y las purgas no controladas, dado que esta
desconcentra el sistema alterando los ciclos de la torre de enfriamiento. (Ver figura
N°12 balances de masa de agua).
2. Observación
Tabla N°2 Ingreso y Pérdidas de Agua tratada en las acerías fuente: panel de
control PR3/ Sidor.
Perdidas e Ingreso de Agua. Mᶟ/Hr % Acumulado % Mᶟ/Hr.
Ingreso de Agua Emergencia en Planchones 5337 52,22 52,22
Ingreso de Agua Emergencia en Palanquillas 2996 81,53 29,31
Pérdidas por falla de bomba en palanquillas 658 87,97 6,44
Pérdida de Agua En Midrex II 505 92,91 4,94
Pérdidas por avería de Mangueras de Hornos 359 96,42 3,51
Pérdida Por Evaporación 328 99,63 3,21
Pérdida por Arrastre SII y SIII 33 99,95 0,32
Mal Uso del Agua 5 100,00 0,05
Fuente: Panel de Control de PR3/ Manual de Operación de la Torre de
Enfriamiento. (Ver anexo N° 4).
En la tabla 2 se contabilizan las pérdidas e ingreso de agua de emergencia,
estas lecturas son detectadas por medidores de flujo, ubicados en las líneas de
suministro de agua a los usuarios, lo que permite identificar las principales pérdidas
e ingreso de agua en la torre de enfriamiento, quedando el sistema abierto y
operando bajo las condiciones establecidas por el personal de las acerías
(Planchones, Palanquillas, Barra y Alambrón). Operar el sistema bajo esta situación
genera un alto costo operativo por el alto consumo de productos químicos para
mantener las características físicas químicas del agua Industrial.
25
Relación del problema con los objetivos y políticas de la empresa y/o la
satisfacción de los clientes (externos o internos).
Política de Sidor
Aumento de la productividad mediante una mayor participación de los
trabajadores y trabajadoras en la gestión de la empresa, adopción de normas de
calidad, utilización óptima de los recursos disponibles y desarrollo de nuevos
productos de acero que generen ventajas competitivas.
3.- Análisis del problema.
Costo de
Operación
PR3/SIDOR
Management
Método de Trabajo
Maquinas y Equipos
Mano de ObraMedición
Materia Prima
Falta de
Compromiso
Seguimiento
Operativo
Mtto. de las
Bombas
Toma de
Decisión
Prácticas
Operativas de
Trabajo
Mtto. de las
Sondas de Flujo
Pérdida de Agua
Tratada
Especificaciones
Técnica de Producto
Ingreso de Agua
de Emergencia
Operador
Inspeccionar las
Acerías
Ajuste de
Presión
Medición de la
Purga
Pérdida por
Evaporación
Medición de la
Reposición
Mal Uso del Agua
Verificación Por
parte del Proveedor
Sistema de
Dosificación de
Químicos
Habilidad
Capacitación
Concientizar al Usuarios
Incentivar al
Trabajador
Medidores de
caudales
Mtto. De los
Ventiladores de la
Torre
Diagrama de Causa y Efecto
Pérdida Por
Arrastre
Avería de
Mangueras En los
Hornos
Figura N° 13 Análisis de las principales causas que generan las perdidas de agua
tratada e ingreso de agua de emergencia de PR3/SIDOR. Fuente: el autor
La figura 13 representa la relación cualitativa e hipotética de los diversos
factores que pueden contribuir a las pérdidas e ingreso de agua de emergencia
entre las principales causas se puede determinar que:
26
Método de Trabajo: se tiene ajuste de presión, dado que esta genera la activación
de las válvulas automáticas de agua de Emergencia.
Maquinas y Equipos: averías de las mangueras que brindan enfriamiento a los
hornos de las acerías, falta de mantenimiento de las bombas de retornos de
palanquillas, planchones, barra y alambrón estos factores originan las pérdidas de
agua tratada.
Mano de obra: uso indiscriminado de agua para aplicar limpieza industrial en todas
las acerías.
Management: a todos estos factores se pueden asociar, la toma de decisión a nivel
gerencial y la falta de compromiso, de manera de concienciar a los operadores y
personal de las acerías.
Selección analítica de las causas reales.
0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
mᶟ/
Hr
Pérdidas e Ingreso de Agua PR3/Sidor
Mᶟ/Hr
% Acumulado
Gráfica. N°1. Causas reales de los ingresos y pérdidas de agua de la torre de
enfriamiento. Fuente: Tabla N°2
Causas Reales
27
La gráfica 1 resalta los valores individuales más importantes y hace denotar el
impacto de un 80 % los factores de ingreso de agua en Planchones e ingreso de
agua en Palanquilla.
02000400060008000
100001200014000
m³/
h
Ingreso de Agua de Emergencia
en CC Planchones al Sistema
CC Planchones
Retorno
Alarma Ingreso de agua de Emergencia
Gráfica N°2 Caudal de suministro de colada continúa de Planchones y Retornos.
Fuente: Panel de Control de PR3 (ver anexo N°4).
En la gráfica 2 se ilustra el ingreso de agua de emergencia en planchones,
donde se puede observar como el caudal de agua de retorno (línea de tendencia
roja) es mayor al sumistrado por la planta de recirculació (línea de tendencia azul),
evidenciándose el ingreso de agua de emergencia al sistema de enfriamiento.
28
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
m³/
h
Caudal de Palanquillas
Vs Retorno
Palanquillas
Retorno
Pérdida de Agua Tratada
Gráfica. N°3 Caudal de suministro de Palanquillas y Retorno. Fuente: Panel de
Control de PR3 (ver anexo N°4).
La gráfica 3 refleja el ingreso de agua de emergencia (línea de tendencia roja
mayor a la línea de tendencia azul que representa el caudal de suministro a la
acería de palanquillas) y las pérdidas de agua en el sistema de palanquillas se
evidencia cuando la tendencia azul se encuentra por encima de la línea roja, se
debe señalar que es complicado contabilizar cuanto esta ingresando al sistema,
puesto que este es revertido por las pérdidas que allí se presentan.
Ingreso de Agua de Emergencia
29
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
1/6
/12
3/6
/12
5/6
/12
7/6
/12
9/6
/12
11
/6/1
21
3/6
/12
15
/6/1
21
7/6
/12
19
/6/1
22
1/6
/12
23
/6/1
22
5/6
/12
27
/6/1
22
9/6
/12
m³/
h
Caudal de PlanchonesVs Retornos
Planchones
Retorno
Ingreso de Agua de Emergencia
Gráfica. N°4 Caudal de suministro de Palanquillas y Retorno. Fuente: Panel de
Control de PR3 (ver anexo N°4).
La gráfica 4 presenta las pérdidas de agua tratada en planchones, entre el área
de la línea de tendencia azul y la línea de tendencia roja , debido a que tiene menor
retorno de lo suministrado por planta de agua; el ingreso de agua de emergencia es
eventual, puesto que solo se originó en un solo punto de la gráfica.
Gráfica. N°5 Residuales de Ortofosfato Suministro II y Suministro III. Fuente: el autor
Pérdida de agua Tratada
30
En la gráfica 5 se ilustra cualitativamente el ingreso de agua al sistema
mediante uno de los parámetros de control del tratamiento químico, como es el
residual de Ortofosfato, análisis que se realiza bajo un método de ensayo
establecido por la norma COVENIN 2408-86 determinación de Ortofosfato en
muestras de agua, este es medido en la línea de suministro de los sistemas II y III,
en donde se disminuye su concentración por debajo de los parámetro de control;
producto de las pérdida de agua tratada, la cual se debe por la falla de una bomba
en la pileta de retorno vertical en palanquillas, ocasionando pérdidas de forma
indiscrimada por rebose, al igual que se encontró la presión de planta de agua SII
de la línea 3 es menor a la de agua de emergencia, dada esta situación las válvulas
automáticas se activan para el ingreso de agua de emergencia. A partir del 15 de
junio se incrementan los residuales de Ortofosfato por el ajuste de presión realizado
en la línea 3 de Palanquilla.
Tabla N°3. Diferencia de Residuales de Ortofosfato con respecto a los
Retornos.
Residuales Ortofosfato en ppm
Sistema Directo Sistema Indirecto Variación de OPO4
Fecha Retorno I Ret Planchones Ret CC Planchones Ret Palanquilla Midrex II SII-RP SII-CC SII-Pal SIII- M
18/06/2012 4,06 5,25 5,45 5,41 3,56 0,28 0,08 0,12 0,09
19/06/2012 5,26 4,31 4,59 4,65 4,02 0,62 0,34 0,28 0,1
20/06/2012 4,35 4,79 5,12 5,12 4,68 0,63 0,3 0,3 0,05
21/06/2012 4,22 6,12 6,24 6,12 6,25 0,48 0,36 0,48 0,14
22/06/2012 4,15 5,98 6,15 5,99 6,23 0,34 0,17 0,33 0,11
25/06/2012 4,14 6,44 6,63 6,35 6,99 0,44 0,25 0,53 0,17
Fuente: Laboratorio Ge Betz Venezuela.
La tabla 3 refleja la dilución de los residuales de Ortofosfato de los retornos con
respecto al agua suministrada a las acerías de planchones, colada continúa de
planchones, palanquillas, barras y alambrón, esto se debe al ingreso de agua de
emergencia.
También se analizó el sistema directo de PR3, donde no se suministra ningún
tratamiento químico y presentó concentración de Ortofosfato, lo que evidencia que
31
una gran parte de las fugas del sistema indirecto van a descargar al sistema directo,
especialmente las fugas provenientes de las mangueras en las acerías y al mal uso
del agua tratada para limpieza industrial, estas son colectadas por las canaletas que
captan el agua del sistema directo para retornarla a la torre de enfriamiento. Esto se
observa comparando los residuales de Ortofosfato del Suministro II integrado por
Planchones, Colada Continúa de Planchones, Palanquilla y Suministro III por Midrex
II y HyL perteneciente al Sistema Indirecto con respecto a los Retornos de dichas
líneas, para el día 18/06/2012 el residual de Ortofosfato del Sistema II es de 5,53
ppm y para el Retorno de Planchones es de 5,25 ppm lo que refleja la dilución por
ingreso de agua de emergencia. Para el Sistema III 3,65 ppm y el retorno de Midrex
II 3,56 ppm. (Ver Tabla 3 y 4).
Tabla N°4 Residuales de Ortofosfato de sistema II y sistema III de PR3.
Residuales ppm
Fecha OPO4 II OPO4 III
01/06/2012 3,77 3,71
04/06/2012 3,07 3,08
05/06/2012 2,52 2,85
06/06/2012 1,7 1,69
15/06/2012 2,59 3,12
18/06/2012 5,53 3,65
19/06/2012 4,93 4,12
20/06/2012 5,42 4,73
21/06/2012 6,6 6,39
22/06/2012 6,32 6,34
25/06/2012 6,88 7,16
26/06/2012 7,28 7,22
27/06/2012 6,92 6,67
28/06/2012 6,99 6,62
29/06/2012 6,64 6,28
Fuente: Laboratorio Ge Betz Venezuela.
32
Una de las acciones tomadas fue ajustar la presión de agua del suministro SII
de manera que supere la presión del agua de emergencia, (en la gráfica 5 y la
Tabla 4) se muestran los resultados de los análisis químicos de los residuales de
Ortofosfato del sistema II y sistema III, en donde se visualizan los incrementos en
ambos sistemas, producto de la eliminación del ingreso de agua de emergencia
ayudando incrementar los ciclos de concentración.
33
RESULTADOS
Análisis de Resultados
De acuerdo a las observaciones realizadas se determinó que las fugas,
pérdidas o ingresos de agua que existen en el circuito generan variaciones en la
composición química del tratamiento de agua, propiciando los problemas de
corrosión deposición y/o ensuciamiento del sistema. Estas fugas aumentan el
consumo de agua de reposición, generando mayor consumo de productos químicos
para mantener los parámetros del agua, lo que conlleva a un gasto económico extra.
Tabla N°5 Situación de mejora en la torre de enfriamiento PR3/Sidor.
Fuente: Manual de Operación de la Torre de Enfriamiento / Laboratorio Ge Betz Venezuela
Datos operativos de diseño Situación encontrada
SII SIII SII SIII
cc:4,0
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evap. 536,63 m³/hr
Temp inic: 35,0 °c
Temp fin: 32,0 °c
Reposición: 715,51 m³/hr
Purga: 178,88 m³/hr
cc:4,0
Arrastre: 10,19 m³/hr
Evap. 322,68 m³/hr
Temp inic: 35,0 °c
Temp fin: 32,0 °c
Reposición: 430,24 m³/hr
Purga: 107,56 m³/hr
cc:1,19
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 °c
Reposición: 3392,05 m³/hr
Purga: 2824,36 m³/hr
cc:1,07
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 ° c
Reposición: 4942,58 m³/hr.
Purga: 4609,71 m³/hr.
Situación Mejorada
Sistema II Sistema III
cc:1,42
Arrastre: 31,06 m³/hr
Evaporación: 536,63 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 °c
Reposición: 1845,38 m³/hr
Purga: 1277,69 m³/hr
cc:1,52
Arrastre: 10,19 m³/hr
Evaporación: 322,68 m³/hr
Temp inic: 38,93 °c
Temp fin: 32,42 °c
Reposición: 898,98 m³/hr
Purga: 566,11 m³/hr
34
En la tabla 5 se detallan los datos operativos de la Planta de Recirculación N°3,
en donde se contrasta la diferencia de los datos del diseño operativo con respecto a
los de funcionamiento, encontrándose por encima de su capacidad instalada de
operación, este factor es generado por las distintas desviaciones antes
mencionadas en la torre de enfriamiento, se logró incrementar la presión en la línea
3 del sistema II de palanquilla incrementando la frecuencia y carrera de las bomba
de dicha línea, para vencer la presión de las válvulas de agua de emergencia y
evitar el ingreso de agua no controlada al sistema, logrando mejorar los ciclos de
concentración del sistema y así efectuar un balance de masa al sistema de
enfriamiento obteniendo una mejora significativa en la reposición del sistema II y III.
(Ver figura N°14).
0500
100015002000250030003500
715,51
3392,05
1845,38
mᶟ/
hr
Datos de Operación de la Planta de Recirculación N°3
Sistema II
Reposición SII (mᶟ/hr)
Purgas SII (mᶟ/hr)
Gráfica N° 6 Reposición y purga del sistema II de PR3. Fuente: Tabla N°1
La gráfica 6 presenta los datos de operación del sistema II de PR3 en donde se
demuestra un incremento de 474,07% del agua de reposición lográndose disminuir
en un 257,91%. Las pérdidas de la torre (drenaje) esta operaba con 1578,91% por
encima de su capacidad, generando alteración al sistema de enfriamiento; se logró
35
disminuir en un 714,27%. Estos porcentajes se obtienen por medio del diseño de
operación de la Torre de Enfriamiento con respecto a los datos de operación. (Ver
tabla N°1).
Gráfica N°7 Reposición y purga del sistema III de PR3. Fuente: Tabla N°1
La gráfica 7 presenta los datos de operación del sistema III de PR3 en donde se
demuestra un incremento de 1148,90% del agua de reposición lográndose
disminuir en un 208,97%. Las pérdidas de la torre (drenaje) operaban con 4285,71%
por encima de su diseño de operación, afectando directamente el óptimo
funcionamiento de la planta de recirculación se logró disminuir en un 526,32%.
Estos porcentajes se obtienen por medio del diseño de operación de la Torre de
Enfriamiento con respecto a los datos de operación. (Ver tabla N°1).
36
Gráfica N°8 Ciclos de Concentración de la Planta de Recirculación N°3. Fuente: Tabla N°1
En la gráfica 8 se observa el comportamiento de los ciclos de concentración de
ambos sistemas II y III, en la medida que el agua de reposición disminuye y
disminuyen los ingresos de agua por los usuarios permiten que los ciclos se
aproximen al punto óptimo de funcionamiento (cuatro Ciclos de Concentración), ya
que el agua que ingrese a la torre en un momento determinado se utilizará cuatro
veces, lo que implica reducir el consumo de productos químicos por la
concentración. Esto se logra mediante el bloqueo efectivo de las pérdidas de agua
tratada e ingreso de agua de emergencia.
37
Análisis de Funcionamiento y Optimización de la Torre
de Enfriamiento de Sidor/PR3
Rio Caroni
Midrex II HyL III
PlanchonesCC
Planchones
Palanquilla
CC
Palanquilla
Barras
Alambrón
Pozo de Agua Fría
Torre de Enfriamiento
PR3
Balance : E = S Entrada = Salida
M= P+E+A
CC= P+E+A/A+P
Aportación = Purga + Evaporación + arrastreDonde:
CC= Ciclos de Concentración
P= Caudal de purga
A= Caudal de Arrastre
E= Caudal de evaporación
TF=32,42TC=38,92
CC= 1,57
CC=1,42
E=322,68 m3/Hr
A=10,19 m3/Hr
E=536,63 m3/Hr
A=31,06 m3/Hr
W=8150 m3/Hr
W= 24850 m3/Hr
Rep II = 1845, 38 m3/Hr
SITUACIÓN MEJORADA
L1
8304 m3/hr
34°c
L2
5599 m3/hr
34°c
L3
9552 m3/hr
34°c
Retorno L3
8622 m3/hr
36,16°c
Retorno L2
11710 m3/hr
37,2°c
Retorno L1
6639 m3/hr
43,4 °c
2665 m3/hr
34°c
6924 m3/hr
34°c
2160 m3/hr
39,18 °c
Rep III= 898,98 m3/hr
P=1843,8 m3/hr
SII +SIII
P=(E/CC-1)
P= (536,63/0,42)
P2= 1277,69 m3/hr.
P3
=(
32
2,6
8 m
3/h
r/0
,57)
P3
= 5
66
,11
m3
/hr
Ingreso de agua de
emergencia= 5336,8 m3/hr
Pileta
Horizontal
Pileta
Horizontal
Pileta
Horizontal
Pileta
VerticalPileta
Vertical
Pileta
Vertical
Figura N° 14 Balance de masa de la torre de enfriamiento N°3 de SIDOR mejorado. Fuente: el autor.
38
Es importante señalar que existen beneficios económicos y operativos que
trascienden a toda la planta, en este propósito al mejorar la operación de la torre se
garantiza el buen funcionamiento en las áreas de proceso y se prolonga la vida útil
de los equipos, así como se contribuye a reducir los índices energéticos y el costo
de tratamiento químico. Más aún, el beneficio redunda en el aspecto ambiental,
puesto que se dejaría de extraer agua de reposición del rio Caroní para mantener
los caudales de operación de la torre de enfriamiento.
Tabla N° 6. Costos de los ingresos de agua de emergencia por m3 /mes
Ingresos de agua de Emergencia Mᶟ/mes P.U (Bs. M³) costo
Ingreso de Agua Emergencia en Planchones 3842640 0,05227 200854,79
Ingreso de Agua Emergencia en Palanquillas 2157120 0,05227 112752,66
Total 5999760
313607,46
Fuente: Panel de Control de PR3/ departamento de costo de SIDOR C.A.
La tabla 6 representa el costo asociados al ingreso de agua de emergencia en
las acerías de planchones y palanquillas, en donde se estableció como precio
unitario 0,05227 bolívares/metro cúbico de agua industrial, aquí se considera
trasladar el agua del rio Caroní, incrementar su PH con cal hidratada y enviarla a la
planta de recirculación N°3.
Tabla N° 7 Costos de las pérdidas de agua tratada por m3 /mes
Perdidas de Agua Tratada Mᶟ/mes P.U (Bs. M³) costo
Pérdidas de agua Tratada en Planchones 1491120 0,17896 266850,84
Pérdidas de agua Tratada en Palanquillas 1041840 0,17896 186447,69
Falla de Bomba en palanquillas 473760 0,17896 84784,09
Pérdida de Agua En Midrex II 363600 0,17896 65069,86
Avería de Mangueras en los Hornos 258480 0,17896 46257,58
Mal Uso del Agua 3600 0,17896 644,26
Total 3632400
650054,30
Fuente: Panel de Control de PR3/ Ge Betz Venezuela.
39
Estos costos fueron suministrados por la gerencia de servicios industriales de
Sidor y la empresa Ge Betz Venezuela, cabe agregar que los costos fueron
calculados de forma general asociando todos los insumos necesarios como, energía
eléctrica, tratamiento químico, lubricantes, reactivos para análisis de laboratorio
entre otros. Por lo que se determinó un precio por m3 de agua industrial por parte de
Sidor y un precio por m3 de agua tratada por Ge Betz Venezuela.
La tabla 7 representa el costo asociados al programa de tratamiento químico
aplicado a la planta de recirculación N°3, en donde se estableció como precio
unitario 0,17896 bolívares/metro cúbico de agua industrial, aquí se considera todas
las actividades que debe realizar Ge Betz Venezuela para prestar el servicio de
tratamiento químico por metro cúbico de agua tratada.
Los ahorros, tanto de energía eléctrica como de agua, serían:
Tabla N°8 Ahorros energéticos de la torre de enfriamiento N°3 de la
Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro SIDOR C.A.
Fuente: Sidor/Ge Betz Venezuela.
Ahorros
Energía eléctrica 330 GWh-mes
Agua tratada.
Agua industrial.
3632400 m³-mes
5.999.760 m3-mes Económicos. 963,661,76 Bs/ mes
AHORROS
Energía eléctrica 330 GWh/mes
Económico $224,107.386 por mes
40
La tabla 8 muestra los ahorros de operación que se pueden alcanzar en la
Planta de Recirculación N °3 controlando las pérdidas de agua tratada e ingreso de
agua industrial.
41
FACILIDADES Y DIFICULTADES ENCONTRADAS
1. Facilidades
Orientación por parte de mi tutor académico e Industrial.
Conocimientos obtenidos y herramientas adquiridas a lo largo de mi carrera que
van enfocada con este tema.
Herramientas suministradas por la empresa como Laptop, y asignación de
Vehículo para el traslado y visita a las plantas de Sidor.
2. Dificultades
Falta de apoyo y compromiso por parte de los trabajadores de Planta de Agua
para monitorear las Acerías.
Toma de decisiones de la Gerencia de Servicios Industriales.
Resistencia al cambio de los trabajadores de las acerías con el ingreso de Agua
Industrial al Sistema de PR3.
42
APORTES
A lo largo de los planteamientos hechos se deduce la identificación de las
principales áreas a mejorar de manera de dar repuesta a la presente problemática:
PR3/SIDOR
CC
Palanquillas
Rio Caroni
Fosa de
paneles
Refrigerados
Pileta
horizontal
Fosa de
Pileta
vertical
retorno
Línea 3 del sistema II
Retorno
Reposición
Agua de Emergencia
Válvula
automáticaPresión
baja
Ingreso de
Agua de
emergencia
Presión
alta
Perdida por
rebose falla de
Bomba
Válvula automática
abre
Leyenda:
Fuera de servicio
En Servicio
Figura N°15 Ubicación del ingreso de agua de emergencia y agua Tratada en Palanquilla
Fuente: el autor.
43
Se requiere que en ambas líneas de las acerías como las piletas horizontales
en donde se da el ingreso de agua de emergencia y las piletas verticales donde se
presentan las pérdidas por rebose, cuenten con bombas que se activen cuando falle
una de la que este operativa para no permitir el ingreso de agua de emergencia y
mucho menos las pérdidas por rebose.
Realizar programas de mantenimiento preventivos de las bombas de retornos y
mangueras de enfriamiento que circundan por los hornos y equipos de las acerías
de palanquillas y planchones, para evitar las pérdidas.
PR3/SIDOR
CC
Planchones
Rio Caroni
Fosa de
paneles
Refrigerados
Pileta
horizontal
Fosa de
Pileta
vertical
retorno
Línea 2 del sistema II
Retorno
Reposición
Agua de Emergencia
Válvula
automáticaPresión
baja
Ingreso de
Agua de
emergencia
Presión
alta
Perdida por
rebose
Falla de bomba
Válvula automática
abre
Leyenda:
Fuera de
Servicio
En Servicio
Figura N°16 Ubicación del ingreso de agua de emergencia y agua tratada en colada continúa de planchones Fuente: el autor.
44
A manera de resumen final es importante considerar, que no será de gran
ayuda todo el esfuerzo y la inversión que se pueda llevar a cabo en la Planta de
Recirculación si no se ofrece la formación adecuada al personal de operaciones
encargado de la torres de enfriamiento y al personal de planta de las acerías que
esté involucrado con el sistema, para esto se debe preparar la formación al personal
de planta explicando cual es el funcionamiento general de las torres pero haciendo
énfasis en puntos más críticos como son las pérdidas e ingreso de agua en la Torre
de Recirculación N°3 lo que afecta el consumos de los productos químicos y los
gastos que se derivan por falta de un mejor uso del agua desde el punto de vista
económico y ambiental.
45
ELABORACION DEL PLAN DE ACCION PARA EL BLOQUEO
PLAN DE ACCIÓN
PÉRDIDAS E INGRESO DE AGUA AL SISTEMA DE ENFRIAMIENTO Empresa: Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro SIDOR C.A.
Realizado por: Figueroa Dionni. Fecha: 17/09/12
QUE se hará
("WHAT" POR QUE se
hará ("WHY"). COMO se hará
(“HOW”) QUIEN lo
hará ("WHO").
DONDE se hará
("WHERE")
CUANDO se hará ("WHEN")
Sep
Obt
Nov
Presentar las Evidencias de los análisis químicos,
Fotografías y caudales del
Sistema.
Para dar a conocer el problema que afecta la torre de
enfriamiento
Se Realizará una Presentación
Ge Betz / Gerencia de
Servicios Industriales
Junta Directiva de Sidor
Establecer una Reunión con los
usuarios de Palanquilla,
Planchones, Barra de Alambrón
Para Exponer las Condiciones
Operativas de la Planta de
Recirculación
Reunión
Ge Betz/ Gerencia de
Servicios Industriales
Planta de Recirculación
(PR3)
Verificar las condiciones de las
acerías con respecto a sus Bombas, ajuste
de presión de las líneas con respecto al agua de emergencia
Para determinar la disponibilidad de las
Bombas y su Mantenimiento
Predictivo.
Visita Técnica
Servicio Industriales y Producción Industrial
Planchones, Palanquillas,
Barra y Alambrón.
Mantener Operativa la Torre de
enfriamiento con su Caudal óptimo de
Operación.
Para Mantener en buen
Funcionamiento los la Torre de
Enfriamiento
Controlando Las Pérdidas e
Ingresos de agua del Sistema.
Servicio Industrales
Planchones, Palanquillas,
Barra y Alambrón.
Estandarizar y Controlar
Implantar e impedir desviaciones en el
Sistema
Realizar el Seguimiento y control de los parámetros de
control y caudales.
Ge Betz/ Servicios
Industriales
Lab. Graver, Planta de Agua
y acerías
46
CONOCIMIENTOS TEÓRICOS Y PRÁCTICO ADQUIRIDOS
Entre los conocimientos adquiridos mediante el desarrollo del presente trabajo se
encuentran los siguientes:
Teóricos y Prácticos
Entre los aspectos teóricos se tiene el análisis y la implementación de la Metodología
Qc Story o Ruta de la Calidad, para aplicar un seguimiento y control al problema
encontrado como es la Pérdida de Agua Tratada e Ingreso de Industrial, de manera de
dar respuesta a dicha problemática, en donde se tuvo que analizar y comprender cada
uno de los pasos establecidos en dicha metodología.
Con respecto a la parte práctica se adquirió conocimiento acerca del funcionamiento
operativo de la torre de enfriamiento y realización del balance de masa para obtener los
caudales de agua de reposición y purga de la planta.
47
CONCLUSIONES
Luego de haber alcanzado todos los objetivos para el presente estudio, se
puede concluir lo siguiente:
Se observó que las pérdidas de agua tratada en las acerías de palanquillas,
planchones, barras y alambrón se deben a varios factores como: la falla de las
bombas de retornos, las mangueras que brindan el enfriamiento a los hornos de
las acerías averiadas, mal uso de agua tratada aplicada para limpieza industrial,
pérdidas por mezcla en midrex II con agua de proceso para enfriamiento.
La activación de las válvulas automáticas del agua en las Acerías de
palanquillas y colada continúa de planchones, se debe a la falla de las bombas
de las piletas horizontales de cada línea de producción.
Los cálculos de los caudales reposición y pérdidas de la torre de enfriamiento
con las mejoras fueron 2744,36 mᶟ/hr y 1843,8 mᶟ/hr respectivamente, con
ciclos de concentración de 1,42 para el sistema II y 1,52 para el sistema III.
Se demostró que las Pérdidas de Agua Tratada e Ingreso de Agua de
Emergencia generan un impacto económico por el alto costo operativo de la
Planta de Recirculación y ambiental.
Los ahorros que se obtendrían aplicando el ajuste de presión (Ingreso de Agua
de Emergencia) serían de 75568,06 $/mes y en el control de las Pérdidas de
Agua Tratada serían de 156639,51 $/mes.
48
RECOMENDACIONES
Al analizar las conclusiones y cumplir con los objetivos del estudio, se
recomienda lo siguiente:
Aplicar el mantenimiento oportuno a las bombas de retornos y mangueras de
las acerías de palanquillas, planchones barra y alambrón, para impedir las
pérdidas de agua por rebose e impedir la mezcla de agua recirculada con el
agua de proceso de midrex II, a los efectos de mejorar la eficiencia de la torre
de enfriamiento.
Garantizar el funcionamiento de las bombas de las piletas horizontales y piletas
verticales de las acerías, para impedir que la presión de agua de emergencia
sea mayor a la suministrada por planta de agua y evitar el ingreso de agua de
emergencia.
49
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Arias, F. (1999). El Proyecto de Investigación: Introducción a la
Metodología Científica (4ª ed.). Episme, Caracas.
Christie, G. (1998). Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias 3era
edición CECSA, México.
Himmelblau, D. (2002). Principios Básicos y Cálculos de Ingeniería
química 6ta edición. Prentice Hall, México.
Levenspiel, P. (2002). Ingeniería de la Reacciones Químicas 4ta edición
Repla, s.a. México.
Levine, I. (1995). Fisicoquímica volumen 1 5ta edición. Mc Graw- Hill, México
Miller, T. (2005). Estadística y Estiquiomiometría para Química Analítica
4ta edición Prentice Hall, México.
Mccabe, W. (2004). Operaciones Unitarias en Ingeniería Química 4 ta
edición Mc Graw-Hill, México.
Narváez, R. (1997). Orientaciones Prácticas para la Elaboración de
Informes de Investigación. (2ª ed.). Puerto Ordaz. UNEXPO.
Perry, R. (2005). Manual del Ingeniero Químico 6 ta edición Mc Graw-Hill,
México.
Smith, A. (2007). Introducción a la Termodinámica en Ingeniería Química
5ta edición Mc Graw-Hill, México.
Sabino, C. (1992). El Proceso de Investigación. Editorial Panapo. Caracas
Treybal, R. (2001). Operaciones de la Transferencia de Masa 2da edición
Mc Graw-Hill, México.
50
Anexos
51
Anexo N° 1 Falta Bomba en la Pileta Horizontal de Planchones. Fuente: el autor
Anexo N°2 Diagrama de la Planta de Recirculación Abierta PR3. Fuente: el autor
52
Anexo N°3 Principio básico de una torre de enfriamiento Fuente: Internet
53
F echaSistema II,
m 3 / h
Sistema III,
m 3 / h
Suma de
diferenc.
R epo sició n
pro medio ,
A N C ,
m 3 / h
T o tal
A gua Suministro
SIIR eto rno SII
D iferenci
a SII
Suministro
SIII
R eto rno
SIII
D iferencia
SIII
C C
P lancho nesP lancho nes P alanquilla
C C
P lancho nesP lancho nes P alanquilla SL1-R L1 SL2-R L2 SL3-R L3 M idrex II H y L II
M idrex
II/ H y L II
S(M +H )-
R M H
1/6/12 8281,00 5333,00 8862,00 10120,00 7752,00 7701,00 -1839 -2419 1161 3028 6936 2778 7186 4089 434 4258 4692
2/6/12 8292 5073 8814 6435 10172 7724 1857 -5099 1090 2976 6938 2838 7076 4924 333 5099 5432
3/6/12 8283 5688 8743 6434 10087 7710 1849 -4399 1033 2980 6913 2862 7031 5514 258 4399 4657
4/6/12 8281 5680 8790 6432 10107 7711 1849 -4427 1079 2983 6913 2869 7027 5528 511 4427 4938
5/6/12 8282 5682 8664 6433 10109 7690 1849 -4427 974 2966 6924 2703 7187 5583 532 4427 4959
6/6/12 8290 5676 8351 6434 10083 7710 1856 -4407 641 3044 6903 2486 7461 5551 901 4407 5308
7/6/12 8296 5654 8109 6435 10053 7733 1861 -4399 376 3096 6914 2166 7844 5682 718 4399 5117
8/6/12 8150 5616 8224 6434 10228 7682 1716 -4612 542 3109 6944 2127 7926 5572 614 4612 5226
9/6/12 8303 4998 8352 6432 10940 7715 1871 -5942 637 3121 6954 2133 7942 4508 636 5942 6578
10/6/12 8301 5510 8223 6432 10970 7683 1869 -5460 540 2749 6915 1931 7733 4682 644 5460 6104
11/6/12 8294 5721 8209 6434 10900 7689 1860 -5179 520 2401 6901 2042 7260 4461 515 5179 5694
12/6/12 8303 5713 8120 6435 10907 8228 1868 -5194 -108 2156 6934 1688 7402 3968 459 5302 5761
13/6/12 8150 5616 8224 6434 10228 7682 1716 -4612 542 3109 6944 2127 7926 5572 618 4612 5230
14/6/12 8275 5772 8658 6437 11157 8527 1838 -5385 131 2126 6940 1680 7386 3970 401 5385 5786
15/6/12 8390 5766 5562 6436 11103 8558 1954 -5337 -2996 2046 6920 1709 7257 878 391 8333 8724
16/6/12 8422 5774 8978 6434 11712 8593 1988 -5938 385 2045 6926 1579 7392 3827 538 5938 6476
17/6/12 8437 5753 9512 6434 11712 8623 2003 -5959 889 2026 6917 1572 7371 4304 763 5959 6722
18/6/12 8452 5766 9552 6435 11710 8622 2017 -5944 930 2010 6913 1595 7328 4331 839 5944 6783
19/6/12 8465 5776 9923 6434 11707 8664 2031 -5931 1259 2065 6894 1582 7377 4736 1172 5931 7103
20/6/12 8450 5818 10023 6433 11708 8651 2017 -5890 1372 2013 6924 1544 7393 4892 1286 5890 7176
21/6/12 8446 5911 10080 6434 11709 8670 2012 -5798 1410 2043 6985 1565 7463 5087 1185 5798 6983
22/6/12 8444 5997 10053 6432 11719 8652 2012 -5722 1401 2044 6908 1529 7423 5114 1199 5722 6921
23/6/12 8453 5602 10112 6432 11695 8609 2021 -6093 1503 2029 6906 1511 7424 4855 1177 6093 7270
24/6/12 8449 5868 10114 6432 11728 8612 2017 -5860 1502 2035 6904 1513 7426 5085 1119 5860 6979
25/6/12 8413 6559 9858 6432 11793 8566 1981 -5234 1292 2037 6888 1541 7384 5423 961 5234 6195
26/6/12 8424 6407 9883 6433 11783 8517 1991 -5376 1366 1979 6914 1490 7403 5384 926 5376 6302
27/6/12 8421 6407 9888 6399 11708 8476 2022 -5301 1412 2010 6934 1419 7525 5658 1151 5301 6452
28/6/12 8401 6448 9706 6434 11750 8527 1967 -5302 1179 2054 6936 1472 7518 5362 883 5302 6185
29/6/12 8346 6593 9587 6438 11786 8495 1908 -5193 1092 2018 6919 1510 7427 5234 899 5193 6092
30/6/12 8453 5602 10112 6432 11695 8609 2021 -6093 1503 2037 6888 1541 7384 4815 913 6093 7006
1/7/12
2/7/12
Promedio 8354,9 5792,6 9042,9 6555,5 11023,7 8221,0 1799,4 -5231,1 821,9 2411,2 6921,6 1903,4 7429,4 4819,6 765,9 5395,8 6161,7
Anexo N°4 Caudales de Suministros y Retornos de PR3/SIDOR C.A.
