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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN TEMA: PRESENTADO POR: PATRICIO MORENO ALTAMIRANO.

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2 ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN TEMA: PRESENTADO POR: PATRICIO MORENO ALTAMIRANO

3 OBJETIVOOBJETIVO Establecer de manera clara y objetiva todas las consideraciones necesarias para el desarrollo del proyecto de implementación del carbón mineral como combustible en su etapa de Recepción, Almacenamiento y Extracción de su lugar de almacenamiento; siguiendo las normas y recomendaciones establecidas para estos fines.

4 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? Demanda mundial de energía Demanda mundial de energía

5 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? Precio del petróleo y gas natural. Precio del petróleo y gas natural.

6 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? Según estudios realizados la explotación de Petróleo y Gas Natural llegará a su máximo en la presente década y luego decaerá. Según estudios realizados la explotación de Petróleo y Gas Natural llegará a su máximo en la presente década y luego decaerá.

7 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN?

8 Combustible más abundante del planeta. Combustible más abundante del planeta. Combustible más barato por unidad de energía. Combustible más barato por unidad de energía. Estabilidad de precio. Estabilidad de precio. VENTAJAS DEL CARBÓN MINERAL

9 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? ABUNDANCIAABUNDANCIA Reservas Probadas en EEUU. 20 años del consumo mundial. Reservas Posibles en EEUU. 200 años del consumo mundial.

10 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? Carbón Mineral:0.15 Centavos de USD/MJ Gas Natural:0.51 Centavos de USD/MJ Petróleo:0.82 Centavos de USD/MJ PRECIO EN MERCADO INTERNACIONAL.

11 ¿POR QUÉ UTILIZAR CARBÓN? Aumento de precio en 30 años Carbón Mineral:65% Gas Natural:240% Petróleo:530% Aumento de precio en 30 años Carbón Mineral:65% Gas Natural:240% Petróleo:530% ESTABILIDAD DE PRECIO.

12 DESVENTAJASDESVENTAJAS Gran volumen por unidad de energía. Gran volumen por unidad de energía. Contaminante. Contaminante. Combustión CenizasColectores de polvo GasesLavadores Húmedos Manejo y Transporte Colectores de polvo Técnicas para obtención de combustibles limpios a partir del carbón

13 EL CARBÓN MINERAL El carbón es un combustible sólido que se originó a partir de los restos de formas de vida vegetal de hace millones de años.

14 CLASIFICACIÓNCLASIFICACIÓN El carbón según ASTM se clasifica en: Antracitas. Antracitas. Bituminosos. Bituminosos. Sub-bituminosos. Sub-bituminosos. Lignitos. Lignitos.

15 PROYECTO: IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA PARA UTILIZAR CARBÓN COMO COMBUSTIBLE INDUSTRIAL Recepción y Almacenamiento Transporte al Molino Molienda Dosificación

16 OBJETIVOOBJETIVO Establecer de manera clara y objetiva todas las consideraciones necesarias para el desarrollo del proyecto de implementación del carbón mineral como combustible en su etapa de Recepción, Almacenamiento y Extracción de su lugar de almacenamiento; siguiendo las normas y recomendaciones establecidas para estos fines.

17 PRECAUCIONES EN UTILIZACIÓN DE CARBÓN MINERAL Explosiones de polvo. COMBUSTIBLE OXIGENOTEMPERATURA DISPERSIONCONFINAMIENTO

18 PRECAUCIONES EN UTILIZACIÓN DE CARBÓN MINERAL Autoignición y desgaste. CARBÓN TEMPERATURA O2O2 O2O2 CALOR

19 PRECAUCIONES EN UTILIZACIÓN DE CARBÓN MINERAL Factores de Influencia: Contenido de materia volátil en el carbón. Contenido de materia volátil en el carbón. Tamaño de grano del carbón. Tamaño de grano del carbón. Temperatura y contenido de agua en las pilas. Temperatura y contenido de agua en las pilas. Alturas de las pilas. Alturas de las pilas. Compresión de las pilas. Compresión de las pilas. Composición química del carbón. Composición química del carbón. Autoignición y desgaste.

20 PROPIEDADES DE CARBÓN BITUMINOSO Poder calorífico:30.2 MJ/kg. Densidad Aparente: 720–880 kg/m 3. Tamaño: 0-50 mm. Ángulo de Reposo: 35 º. Ángulo Fricción interna: 48.7º. Ángulo Fricción paredes metálicas:26.5º. Ángulo de Sobrecarga: 15º. Máxima inclinación para transporte:18º.

21 DIAGRAMA DE FLUJO RECEPCIÓN ALMACENAMIENTO EXTRACCIÓN

22 IMPLANTACIÓN GENERAL BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

23 CORTE A – A

24 IMPLANTACIÓN GENERAL BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

25 CORTE B – B

26 IMPLANTACIÓN GENERAL BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

27 CORTE C – C

28 IMPLANTACIÓN GENERAL BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

29 CORTE D – D

30 SISTEMA DE RECEPCIÓN RECEPCIÓN ALMACENAMIENTO EXTRACCIÓN SISTEMA DE PESAJE TOLVA DE RECEPCIÓN BANDA BT1 BANDA BT2 BANDA BT3 COLECTOR DE POLVO VENTILADOR TRANS. DE DERRAME

31 SISTEMA DE PESAJE Puente de Pesaje: Este consiste en un par de vigas colocadas sobre celdas de carga las cuales sensan el peso del camión. Puente de Pesaje: Este consiste en un par de vigas colocadas sobre celdas de carga las cuales sensan el peso del camión. Las cargas son móviles por tanto hay que utilizar líneas de influencia. Las cargas son móviles por tanto hay que utilizar líneas de influencia. Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD), siguiendo normas del AISC. Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD), siguiendo normas del AISC. Utilización del programa SAP2000. Utilización del programa SAP2000.

32 SISTEMA DE PESAJE

33 TOLVA DE RECEPCIÓN ALMACENAMIENTO DE SÓLIDOS AL GRANEL.

34 TOLVA DE RECEPCIÓN TIPOS DE TOLVA. FLUJO DE MASAFLUJO DE EMBUDO

35 TOLVA DE RECEPCIÓN PROBLEMAS CON TOLVA DE FLUJO DE EMBUDO.

36 TOLVA DE RECEPCIÓN DISEÑO DE FORMA Parte Vertical + Inclinada. Anillos en Transición. Anillos para evitar deformación excesiva. Cubierta para evitar contaminación. Utilizar Cortinas.

37 TOLVA DE RECEPCIÓN MEDIDAS PRINCIPALES

38 TOLVA DE RECEPCIÓN CÁLCULO DE PRESIONES EN TOLVAS. Presión Vertical. Presión Normal a las paredes. Esfuerzo Cortante Estado Activo de Esfuerzos. Estado Pasivo de Esfuerzos. Utilización de Normas DIN.

39 TOLVA DE RECEPCIÓN

40 Utilización del Programa SAP2000.

41 BANDAS TRANSPORTADORAS BANDA BT1 BANDA BT2 BANDA BT3 BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

42 BANDAS TRANSPORTADORAS Para el diseño de bandas transportadoras se utilizó Programa Computacional desarrollado como tesis de grado en la FIMCP.

43 BANDA TRANSPORTADORA BT2 DATOS DE ENTRADA: Propiedades del material. Longitud de Banda: 250 m. Capacidad: 150 TM/h Velocidad: 1.5 m/s Tipo de Rodillo: Terna a 35° Geometría: Tramo horizontal + inclinado con tensor de gravedad. Condiciones de Operación.

44 BANDA TRANSPORTADORA BT2 DATOS DE SALIDA: Ancho de Banda: 650 mm. Capacidad Máxima: 306 TM/h (49%). Potencia Requerida: 15 Hp Tensión del Contrapeso: N. Tipo de Cinta: EP250. Diámetro de tambores y árboles de transmisión. Rodillos de Carga y Retorno.

45 BANDA TRANSPORTADORA BT2

46 BANDAS TRANSPORTADORAS ESPECIFICACIONES DESCRIPCIONTIPO ANCHO (mm) LONG. (m) POT. (Hp) VELOC. (m/S) BT1Plano BT2 Terna 35° BT

47 SELECCIÓN DE EQUIPOS Se seleccionaron los siguientes equipos: Transportador de Derrame Colector de Polvo.

48 SISTEMA DE ALMACENAMIENTO ALMACENAMIENTO EXTRACCIÓN RECEPCIÓN CARRO DE DESCARGA APILADOR BT2 BT APILADOR TRIPPER CAR CP PILA DE CARBÓN BANDA TRANSPORTADORA DE ALIMENTACIÓN AL PROCESO PROYECCIÓN DE CUBIERTA NAVE DE ALMACENAMIENTO TOLVA DE RECEPCIÓN SISTEMA DE PESAJE BT EXTRACTOR

49 APILADORAPILADOR DATOS PARA SELECCIÓN: Material:Carbón Bituminoso. Tamaño:50 mm Altura de la pila:10 m. Ancho de la pila:28.6 m. Capacidad:150 TM/h.

50 APILADORAPILADOR

51 CARRO DE DESCARGA (TRIPPER CAR) DATOS PARA SELECCIÓN: Material:Carbón Bituminoso. Tamaño:50 mm. Altura de descarga:6.6 m. Capacidad:150 TM/h.

52 CARRO DE DESCARGA (TRIPPER CAR)

53 NAVE PARA ALMACENAMIENTO Dimensiones (Pila de carbón y equipos). Dimensiones (Pila de carbón y equipos). Estructura fabricada de cerchas, cubiertas con plancha metálica. Estructura fabricada de cerchas, cubiertas con plancha metálica. Utilizar arcos estructurales. Utilizar arcos estructurales. Apoyo pivotante. Apoyo pivotante.

54 DISEÑODISEÑO CARGAS: Carga Muerta. Carga Muerta. Carga Viva. Carga Viva. Carga de Sismo. Carga de Sismo. Carga de Viento. Carga de Viento. CRITERIO: Diseño por Factores de Carga y Resistencia (LRFD), siguiendo normas AISC.

55 NAVE PARA ALMACENAMIENTO

56 SISTEMA DE EXTRACCIÓN RECEPCIÓN ALMACENAMIENTO EXTRACCIÓN EXTRACTOR TOLVA DE ALIMENTACIÓN

57 EXTRACTOREXTRACTOR DATOS PARA SELECCIÓN: Material:Carbón Bituminoso. Tamaño:50 mm Altura de la pila:10 m. Ancho de la pila:28.6 m. Capacidad:100 TM/h.

58 EXTRACTOREXTRACTOR

59 AUTOMATIZACIÓNAUTOMATIZACIÓN Evitar acumulación de materia en zonas de transferencia. Bandas deben correr vacías antes de detenerse. Parada de emergencia general e individuales. Sensores magnéticos, de desalineación y cable de seguridad en bandas.

60 PROYECTO INTERDISCIPLINARIO En proyectos de este tipo el Ingeniero Mecánico debe trabajar en conjunto con Ing. Civil y Eléctrico. Hay que proporcionar información necesaria.

61 CONCLUSIONESCONCLUSIONES Debido a la gran demanda de energía mundial, existe la necesidad de buscar una alternativa para la obtención de energía. Una de las opciones es la utilización del carbón mineral por su abundancia, estabilidad de precio y bajo costo. Debido a la gran demanda de energía mundial, existe la necesidad de buscar una alternativa para la obtención de energía. Una de las opciones es la utilización del carbón mineral por su abundancia, estabilidad de precio y bajo costo.

62 CONCLUSIONESCONCLUSIONES Una desventaja del carbón es la contaminación producida. Es por esto que una de las industrias más idóneas para la utilización de este combustible es la del cemento. Una desventaja del carbón es la contaminación producida. Es por esto que una de las industrias más idóneas para la utilización de este combustible es la del cemento.

63 CONCLUSIONESCONCLUSIONES Una de las consideraciones más importantes en cualquier tipo de proyecto es la seguridad, por esta razón que hay que poner especial atención en las recomendaciones y normas dadas. Una de las consideraciones más importantes en cualquier tipo de proyecto es la seguridad, por esta razón que hay que poner especial atención en las recomendaciones y normas dadas.

64 CONCLUSIONESCONCLUSIONES La utilización de programas computacionales optimizan el proceso de diseño, disminuyendo el tiempo empleado por el personal de proyectos y obteniendo resultados confiables. La utilización de programas computacionales optimizan el proceso de diseño, disminuyendo el tiempo empleado por el personal de proyectos y obteniendo resultados confiables.

65 CONCLUSIONESCONCLUSIONES El tipo de apilador utilizado para este proyecto puede ser diseñado y fabricado localmente. El diseño del resto de equipos requiere ingeniería especializada; una alternativa para disminuir costos para este tipo de equipos es comprar los planos de construcción. El tipo de apilador utilizado para este proyecto puede ser diseñado y fabricado localmente. El diseño del resto de equipos requiere ingeniería especializada; una alternativa para disminuir costos para este tipo de equipos es comprar los planos de construcción.

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