Trabajo Técnico No. 1 Arranque y aseguramiento de la

Trabajo Técnico No. 1
Arranque y aseguramiento de la calidad de
instalaciones de refrigeración por amoníaco
Silvio Toro Toro
Froztec International Inc.
Miramar, Florida
Abstracto
Las instalaciones nuevas y ampliaciones de plantas de refrigeración por amoniaco deben ser
sometidas a un proceso de arranque (start-up) y aseguramiento de la calidad (commissioning) que
garantice la operación del sistema según su diseño, especificaciones y nomas. Asegura la utilización
de materiales certificados para operar con amoníaco y bajo normas de montaje establecidas en cada
país. Este trabajo describe varios aspectos de este proceso incluyendo metodología, normativas
para el aseguramiento de la calidad, protocolos de pruebas, documentación, protección ambiental
y seguridad.
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Arranque y aseguramiento de la calidad de instalaciones de refrigeración por amoníaco
Definición
El commissioning es un proceso para asegurar que una instalación o sistema esté
diseñada y opere según lo previsto. El commissioning ayuda a alcanzar mejores
logros de diseño sostenible y de operación de las instalaciones de refrigeración, así
como ciclo de vida, costo-efectividad, uso eficiente del capital, lo que minimiza los
costos de mantenimiento generales y costos de servicios públicos; además, alarga la
vida útil y la fiabilidad de los equipos, mejorando las expectativas de rendimiento
de las instalaciones frigoríficas. En otras palabras, commissioning es el proceso que
orienta a lograr, verificar y documentar que el rendimiento de las instalaciones, de los
sistemas, el ensamblado, el montaje, y la puesta en marcha cumple con los objetivos
y criterios definidos.
Necesidad del commissioning
Los sistemas de refrigeración para la mayoría de instalaciones industriales son
diseñados a medida para cada aplicación, y adaptados a las necesidades del proyecto
y las preferencias de diseño.
Los diseñadores de sistemas de refrigeración eligen el tipo de válvulas de control,
la tecnología de compresores, el método de gestión del aceite, los métodos de
control de capacidad, el tipo de condensación y el diseño de sistemas de control y
estrategias de operación.
La temperatura, la carga, y el diseño del evaporador pueden ser completamente
únicos de un proyecto a otro proyecto, lo que requiere que los compresores,
condensadores, evaporadores, válvulas y recipientes se diseñen específicamente para
cada proyecto.
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Los sistemas de refrigeración industrial deben ser fabricados a medida, a partir
de componentes, en lugar de paquetes montados en fábrica. Como tal, cada
sistema es único y el rendimiento se ve muy afectado por las interacciones de los
componentes y los métodos de control. Compresores, evaporadores, condensadores,
y equipos auxiliares son seleccionados para satisfacer las necesidades de cargas
múltiples y condiciones variadas de aplicación, con válvulas de control y sistemas
de control electrónico.
Varios proveedores de sistemas de control y programadores aportan sus productos
y servicios para el sistema completo, lo que añade otra capa de personalización.
Hay no sólo numerosos fabricantes de compresores, condensadores, recipientes,
equipos auxiliares, automatismo de refrigeración y controladores, sino también hay
numerosos propietarios y contratistas con especificaciones únicas que dan como
resultante la posibilidad de infinitas variaciones.
Para abordar la fragmentación del proceso, el commissioning busca proporcionar un
hilo común con el propósito de crear sistemas de refrigeración de alto rendimiento
que satisfagan las especificaciones, así como minimizar el consumo energético al
tiempo que aumenta la fiabilidad y facilidad de mantenimiento.
Propósito y alcance
El propósito del commissioning es seguir un proceso de puesta en marcha de los
sistemas de refrigeración que se pueda adoptar fácilmente por una amplia gama
de los propietarios, diseñadores y contratistas de sistemas de refrigeración, que
comienza desde la concepción del proyecto y se extiende hasta el primer año de
operación y establecer una base para un proceso de mejora continua que perdure a
través de la vida útil de la instalación.
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El proceso del commissioning está destinado a mejorar y complementar el diseño
existente, la construcción y las prácticas operativas. Como la mayoría de las
empresas han perfeccionado con éxito sus prácticas para lograr los proyectos
a tiempo y dentro del presupuesto, el aseguramiento de la calidad debe ser
cuidadosamente considerado y adoptado de forma que las responsabilidades
existentes para el diseño, cumplimiento de los proveedores, y la terminación del
contrato no se vean disminuidas
El commissioning no aborda de manera integral el diseño del sistema, las
especificaciones detalladas de construcción, métodos de construcción, o los
procedimientos detallados de puesta en marcha de rutina (por ejemplo, aceite y
métodos de carga de refrigerante), y no incluye los temas de seguridad.
Potenciales participantes del proceso de commissioning
Propietario
En general, “propietario” se refiere a “quién está pagando las facturas” y tiene el
mayor interés en el ciclo de vida al obtener el valor del sistema. Algunos ejemplos
son los siguientes:
• Propietario individual de los negocios que puede estar muy involucrado con
características específicas del proyecto, como un frigorífico de distribución o un
propietario fabricante de alimentos.
• Propietario no directamente involucrado con detalles del proyecto, tales como una
firma de inversión de propiedad / gestión de la financiación de la ampliación de
un frigorífico.
• Ampliación de la empresa o de la cadena donde el dueño está representado por
un empleado o un tercero.
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Inquilino
El inquilino paga directa o indirectamente a los costos de operación. Algunos
proyectos están diseñados para adaptarse a las necesidades de un inquilino en
particular sobre la base de acuerdos de mediano o largo plazo.
Equipo de ingeniería
Ingeniero(s) de diseño de refrigeración que incluye:
• Asesoramiento técnico en refrigeración
• Diseñador de aislamientos térmicos en general.
• Asesoramiento para el contratista de diseño y construcción
• Recomendación de los proveedores de equipos de refrigeración.
Otros ingenieros y disciplinas, incluyendo las siguientes:
• Diseñador del sistema de control, proveedor o contratista
• Ingeniero eléctrico, en relación con los equipos de refrigeración y los controles de
la integración con otros sistemas
• Ingeniero hidráulico para manejo de aguas de servicio y drenajes.
Contratistas
Contratista de refrigeración que debe incluir:
• Instalación de equipos y controles de refrigeración.
• Instalación eléctricas de monitoreo, control y maniobra.
• Instalación de aislamientos.
Consultores de seguridad y manejo de códigos locales
Dependiendo del tipo de proyecto, la ubicación y el tipo de equipo, consultores o
especialistas adicionales pueden ser responsables de los problemas de seguridad
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y cumplimiento de las normas de seguridad. Preocupaciones especiales surgen de
ciertos tipos de sistemas, como los de amoníaco.
Proveedores de servicios de commissioning
Estos servicios pueden ser proporcionados por:
• Por terceros independientes o consultores que gestionan y coordinan el proceso
general preferiblemente independiente del equipo de diseño.
• Un miembro del equipo de diseño que actúe independientemente.
• Un contratista de diseño refrigeración montaje.
• Por especialistas técnicos de puesta en marcha que proporcionan pruebas de
terceros y verificación para poner en práctica los aspectos técnicos de la puesta
en servicio.
Personal de operación y mantenimiento
El personal de operaciones y mantenimiento son responsables de mantener el
funcionamiento del equipo y el mantenimiento de los límites de temperatura. Ellos
pueden ser contratistas externos y pueden ser diferentes. Los intereses de operaciones
de una instalación pueden variar ampliamente.
Personal con una visión estandarizada de refrigeración centrada en la confiabilidad,
mantenibilidad y eficiencia energética.
Un proyecto industrial puede requerir una estrecha coordinación con los operadores
de planta, personal de mantenimiento y personal de producción, sobre todo en una
ampliación de las instalaciones existentes.
Para una nueva instalación, el personal de operaciones sobre el terreno puede
estar involucrado tarde en el proceso, sólo cuando son contratados o asignados
a la ubicación.
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Consultores de ahorro de energía y sustentabilidad
Varias partes pueden estar involucradas con la eficiencia y la sostenibilidad
energética, incluyendo las siguientes:
• Departamentos corporativos que miden el desempeño con facilidad, como la
energía, el agua y la sostenibilidad
• Consultor de eficiencia energética comprometida por el propietario
• Utilidad y programas relacionados con los consultores de y programas de
asistencia de diseño
• Etiquetado y programas de certificación de consultores (por ejemplo, EQB,
LEED®, Green Globes, ENERGÍA STAR)
Otros
Los proyectos con equipos nuevos o sistemas de comunicación o tecnología
especiales, pueden incluir un representante asociado para ayudar con la integración
de diseño y puesta en marcha. Un representante de la tecnología de la información
puede ser necesario para apoyar las comunicaciones y la gestión de los recursos de
información necesarios para cumplir los objetivos de puesta en servicio de datos.
Etapas del aseguramiento de la calidad (commissioning) y de la
puesta en marcha para proyectos de instalaciones frigoríficas
El commissioning consta de tres etapas:
1. Commissioning durante la planeación y el diseño.
2. Commissioning durante la construcción e instalación.
3. Commissioning durante el arranque y operación del primer año.
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1. Aseguramiento de la calidad (commissioning) durante la planeación y el diseño
Objetivo
El objetivo central del commissioning durante esta fase es la planificación y el diseño
para asegurar que un proyecto está diseñado para ser “comisionable.”
El inicio del proceso de commissioning en esta fase ayuda a establecer un marco
por el cual la puesta en servicio está integrado en el proyecto desde el principio. En
concreto, se asegura que los requisitos del propietario son la base del proyecto y que
todas las fases posteriores del proyecto se basan en este conjunto de requisitos.
En este capítulo se describen los principales documentos desarrollados y las
actividades llevadas a cabo en esta fase para ayudar a asegurar que el proyecto
logrará los objetivos definidos en los requisitos del dueño y facilitará la puesta en
marcha del proyecto.
Las principales actividades durante esta fase de planificación y diseño son el
desarrollo o la compilación de varios documentos clave:
Formación del equipo de commissioning
La formación del equipo de commissioning es el primer paso en la ejecución con
éxito del proyecto en la fase de planificación y diseño. Es crucial para que el dueño
nombre una autoridad de commissioning (AxC) antes del desarrollo de todos los
documentos o requisitos del proyecto. La AxC también puede ayudar al dueño a
decidir qué otras entidades se requieren para hacer un equipo de commissioning y
decidir la entrada para generar los documentos del proyecto.
Dado que las actividades de la AxC idealmente se extienden desde el diseño inicial
hasta el primer año de funcionamiento, el propietario debe contratar estos servicios,
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ya sea de una entidad o varias, separado de los contratos de construcción. El papel
del AxC debe ser considerado y refinado para cada proyecto para adaptarse a las
prácticas comerciales de los propietarios, así como las necesidades y limitaciones
específicas del proyecto.
Fundamentos de diseño de acuerdo a los requerimientos del dueño
Los documentos con las necesidades del proyecto serán el fundamento del diseño y
la AxC ayudará al desarrollo del mismo para cumplir con las expectativas del dueño
y articulará dichas expectativas con las personas involucradas en el manejo de las
instalaciones para recabar información que pueda ser útil para el perfeccionamiento
del proyecto.
Registros de soluciones acordadas en la solución de problemas
El registro de temas contiene descripciones detalladas de cualquier problema de
diseño, instalación y rendimiento contrario a las necesidades del proyecto. Los
cuestionamientos y soluciones son identificados y rastreados a medida que se
encuentran y se resuelven a través de todas las fases del commissioning.
Es particularmente importante para establecer la responsabilidad de mantener el
registro desde el inicio del proyecto y de la entidad responsable de los cambios
durante el transcurso del proyecto, con un medio eficaz para la transferencia de la
responsabilidad para mantener la continuidad.
El registro de problemas es un documento vivo que registra problemas desde su
identificación inicial hasta su cierre. Una vez que se identifica un problema, se debe
registrarlo en el libro, junto con un plan inicial para resolverlo. Como se tomen
medidas hacia una resolución, cada paso debe ser documentado. Por último, una vez
que un asunto está cerrado (si es o no se ha resuelto como estaba previsto) hay que
señalar el resultado y conservar los temas en el libro de registro para futuras consultas.
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Desarrollo del plan de commissioning
Un plan de commissioning bien desarrollado es vital para el proceso general
de puesta en marcha de un proyecto. Este plan debe definir los procesos y las
actividades necesarias para alcanzar el rendimiento de la instalación prevista. Una
vez que la las necesidades del dueño se han definido, un plan de commissioning
puede ser desarrollado para guiar los esfuerzos de puesta en marcha de un proyecto
a través de la fase de planificación y diseño y dar una estructura básica a los
esfuerzos de puesta en marcha. El plan de commissioning requerirá revisiones y
adiciones a lo largo de la fase de planificación y diseño para que capte todos los
procesos y actividades de apoyo para el diseño final del sistema y para las fases
posteriores del proyecto. Debido a la variación en el diseño y la configuración de
un proyecto a otro, lo más probable es que el plan de commissioning del sistema
de refrigeración será único para cada proyecto, incluso para proyectos similares. No
obstante, el plan de commissioning debe ser desarrollado en la fase del proyecto
de planificación y diseño para ayudar a asegurar que el sistema se desarrolla de
acuerdo con las bases del diseño.
El plan commissioning se extiende por un período de tiempo que incluye: diseño,
construcción e instalación, puesta en marcha y la apertura, y el primer año
de operación.
El plan de commissioning incluye: responsabilidad de la gestión; las actividades
incluidas en los procedimientos técnicos, que deben realizarse; las responsabilidades
individuales; los requisitos de documentación; métodos de evaluación; y los
requisitos de información.
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El plan de puesta en marcha debe ser revisado y actualizado periódicamente durante
el proyecto (al menos una vez durante cada fase del proyecto) para incorporar
información adicional. Las situaciones que podrían afectar el plan de puesta en
marcha son las siguientes:
• procedimientos para el momento de la selección del equipo, que varían de una
compañía a otra.
• La elección del diseño-licitación vs. contratación de diseño y construcción, que
afecta a las responsabilidades, presupuestos y calendario.
• La incorporación de los miembros del equipo durante el proceso del proyecto.
• Los cambios de diseño y selecciones de opciones que se producen en el
transcurso del proyecto, que a menudo afecta el rendimiento de la instalación.
Desarrollo de los documentos de construcción
En el proceso commissioning, el desarrollo de los documentos de construcción (DC)
coincide con el desarrollo de la base del diseño (BD), pero proporciona los detalles
más finos para el diseño que se describe en la BD. En última instancia, los DC deben
contener suficiente información para que puedan cumplir con los requisitos del dueño.
Una de las razones para desarrollar un conjunto de DC es proporcionar un marco
claro de trabajo para que los contratistas puedan proporcionar las ofertas precisas y
competitivas. No sólo es el contratista obligado a llevar a cabo el alcance del trabajo
como se define en los DC en el precio cotizado, sino que el contratista debe también
ofrecer un producto final que cumpla con la intención de diseño que se explica en los
DC. Los DC contienen suficiente información para permitir a un contratista hacer una
oferta e instalar el sistema, deben ser documentos relativamente completos, incluso en
ausencia de un proceso de commissioning. El diseñador responsable de producir los DC
debe familiarizarse con el plan de commissioning para que el diseño se pueda soportar
adecuadamente en las actividades de puesta en marcha y en los procedimientos
técnicos que se producirán durante la construcción y puesta en marcha. Por ejemplo,
los sensores de presión y temperatura adecuados deben ser especificados para su
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instalación en los DC si van a ser un requisito previo para llevar a cabo alguna tarea
de puesta en marcha más adelante en el proyecto. Del mismo modo, la secuencia de
operaciones debe anexarse a los DC de manera que se evidencie a todo el equipo de
commissioning de cómo se pretende que el sistema funcione.
Entregables y aceptación
Actividades de commissioning emprendidas durante la fase de planificación y diseño
tienen el propósito de prepararse para el commissioning del proyecto en fases futuras.
Como tal, es esencial que los documentos producidos, los conocimientos adquiridos
y la solución de problemas identificados deben ser transmitidas a los responsables de
la implementación de las futuras fases del proyecto. Tener un conjunto definido de
prestaciones y un proceso de aceptación formal ayuda a garantizar esta continuidad a
lo largo de las fases.
Todos los entregables de esta fase deben ser presentadas tanto para el propietario
como para los responsables de la construcción e instalación, y las copias deben
mantenerse en un lugar fácilmente accesible. Además, si hay un cambio en la
persona o personas responsables del commissioning de una fase a otra, los resultados
deben ser transferidos a ellos también.
Los resultados clave de esta fase son los siguientes: plan de puesta en marcha,
registro de problemas y soluciones, requerimientos del cliente y bases de diseño.
La aceptación es un proceso crítico por el cual el titular o el representante del
propietario y las personas involucradas en la próxima fase del proyecto “aceptan” las
prestaciones y actividades de puesta en servicio realizadas durante la fase actual.
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Los conocimientos adquiridos durante la fase actual deben ser transferidos a los
implicados en la siguiente fase. Esta transferencia de conocimientos puede tener lugar
durante una sola sesión, una serie de reuniones, u otros métodos de comunicación
según lo decidido por el equipo propietario o commissioning. Sin embargo, esto
implica la comunicación en dos direcciones; para el proceso de aceptación al final
de la fase de planificación y diseño y para los que tienen responsabilidades en
commissioning de la fase de construcción y de instalación, se debe indicar que
entienden cómo entregables los documentos con base a las necesidades del dueño
de proyecto, BD, DC, etc., que deben ser utilizados en la puesta en construcción e
instalación. Igualmente importante, es que esas mismas personas deben plantear
cualquier inquietud que tengan si sienten que la puesta en marcha no se puede
implementar como se especifica.
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Planeación & Inicio del proyecto
Fase de diseño Commissionig
LRD Formación del equipo
Plan
de commmissioning
Determinación Alcance
& Presupuesto
Desarrollo
de LRD
Desarrollo inicial
Plan de Commissioning
de NO ACEPTADO SI Desarrollo de
correcciones
Correcciones
iniciales
desarrollo de
BD BD
Desarrollo de
DC
Especificaciones
Listados
de construcción
de construcción
Revisión de
BD & DC
NO Actualización de LRC LRD, BD o DC satisfecho? SI Actualización
C x Plan
NO Aceptado SI A la fase construcción & Instalación International Technical Paper #1
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2. Commissioning durante la construcción e instalación
Los objetivos del commissioning durante la construcción se centran en la realización
de las expectativas de los costos de la energía y de ciclo de vida a través de la
correcta instalación de los sistemas y componentes críticos. Una planificación
adecuada entregará el proyecto a tiempo y dentro del presupuesto y dará la
oportunidad de elegir y comprar el sistema de refrigeración apropiado.
En esta fase se asegura que cada sistema instalado es comisionable y alcanza los
objetivos definidos en los requisitos del proyecto del propietario y commissioning
durante el arranque y primer año de operación.
El propietario debe garantizar que los posibles contratistas para la instalación de
refrigeración entiendan el alcance del proyecto y qué aspectos principales influyen en
el desarrollo del mismo hasta la puesta en marcha.
El propietario debe preparar un documento escrito que detalla el alcance del
trabajo para los contratistas. Los contratistas deben proporcionar las propuestas al
propietario por escrito detallando los costos, horario, exclusiones, etc. La instalación
y puesta en marcha de propuestas debe hacer referencia a los documentos actuales
del proyecto y especificaciones, así como sus cláusulas.
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Fase de construcción & instalación Fase de diseño de commmissioning del proyecto NO de commmissioning SI NO SI Manuales del sistema SI Listado de construcción NO SI NO SI International Technical Paper #1
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3. Commissioning durante el arranque y el primer año de operación
El objetivo del commissioning durante la fase de arranque y de operación durante el
primer año es verificar que el sistema de refrigeración está correctamente iniciado y
que funciona como está diseñado según las necesidades del propietario del proyecto y
de la Base de Diseño (BD). Mientras que la verificación de la correcta instalación del
sistema no es un objetivo directo de esta fase, tendrán que abordar cuestiones sobre
las instalaciones descubiertas durante el proceso de puesta en marcha. La realización
de ajustes adicionales después de la puesta en marcha durante el primer año de
funcionamiento, que corresponde con el período de garantía del equipo típico, ayuda
a los propietarios a identificar y resolver problemas de rendimiento dentro del período
de garantía. Otra de las razones para continuar con las actividades de commissioning
durante el primer año, o más, se debe a que no es posible durante el arranque verificar
el rendimiento del sistema en todas las condiciones, incluyendo ambientes extremos
de las condiciones meteorológicas y toda la gama de cargas de enfriamiento. Además,
algunos problemas de rendimiento pueden ser evidentes sólo después de que el sistema
de refrigeración haya estado operando por un período de tiempo.
El commissioning durante el arranque del sistema general comienza después de que
todo el equipo y los controles para el sistema de refrigeración se han instalado, el
sistema de refrigeración ha sido evacuado, y se ha precargado suficiente refrigerante
para romper el vacío. El resto de las actividades de construcción y puesta en servicio
de instalación también deben estar terminadas para este momento. Estos son los
requisitos obvios previos para la puesta en marcha y el primer año de la fase de
operación. Menos evidentes son el control de calidad (QC), medidas que se deben
tomar por el contratista de refrigeración para asegurarse de que el sistema entregado
al inicio cumple en un todo con la calidad ofrecida.
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Requisitos de evaluación comparativa son en general sobre la documentación de
las expectativas de los propietarios de las prestaciones del sistema de refrigeración
y con qué frecuencia se necesita el mantenimiento. Estos requisitos deben ser
especificados en el LRC. Uno de los requisitos que a menudo se incluye en el Cx Plan
es documentar los límites operacionales aceptables del sistema de refrigeración en
función de los puntos de ajuste de control, el consumo de energía eléctrica esperada,
eficiencia estimada del sistema y los requisitos de servicio del sistema. Algunos de
los posibles requisitos de referencia pueden incluir lo siguiente:
• Rangos de temperatura de carga aceptables, incluyendo temperaturas de carga.
durante el deshielo.
• Rangos de temperatura de succión del compresor aceptable.
• Temperatura de condensación prevista, oscila para la gama de condiciones
ambiente del sitio.
• Previsiones de consumo anual de energía del sistema, basado en las condiciones.
ambientales.
• Tasa de fugas de refrigerante anual anticipado.
• Requisitos de servicio anuales previstos.
La documentación de las pruebas de rendimiento de un sistema de refrigeración
proporciona un alto nivel de confianza en que el sistema está funcionando como se
pretende según las condiciones de diseño y de acuerdo a LRD.
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condiciones.ambientales. • Tasa de fugas de refrigerante anual anticipado. • Requisitos de servicio anuales previstos. La documentación de las pruebas de rendimiento de un sistema de refrigeración 2016 IIAR Industrial Refrigeration Conference & Exhibition, Orlando, FL
proporciona un alto nivel de confianza en que el sistema está funcionando como se pretende según las condiciones de diseño y de acuerdo a LRD. Primer año De instalación y puesta en marcha De del sistema Operación Actualización de correcciones Documento de referencia de rendimiento Evaluación de la capacidad del sistema Determinar defectos y hacer correcciones de correcciones Evaluación de operación con cargas p arciales Verificación de la secuencia de operación NO ¿LRD satisfecho? SI Entrega de reporte final Aceptado final? 20
Final del proyecto © IIAR 2016
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Arranque y aseguramiento de la calidad de instalaciones de refrigeración por amoníaco
Arranque y puesta en marcha (start-up) de instalaciones con
circuitos de amoníaco
Arranque y puesta en marcha (start-­up) de instalaciones con circuitos de amoníaco Es el conjunto de procesos para poner a punto una instalación de refrigeración
Es el conjunto de procesos para poner a punto una instalación de refrigeración para para
amoníaco, con lo que se confirma la capacidad de esta para cumplir los
amoníaco, con lo que se confirma la capacidad de esta para cumplir los requerimientos requerimientos de diseño y la maniobrabilidad de todo el conjunto para operar en
de diseño y la maniobrabilidad de todo el conjunto para operar en forma automática, forma
automática, confiable y segura.
confiable y segura. Antes de empezar el start-­up, se debe certificar la calidad del amoníaco el cual debe Antes
de empezar el start-up, se debe certificar la calidad del amoníaco el cual debe
cumplir con el requerimiento de pureza como lo muestra la tabla 1. cumplir con el requerimiento de pureza como lo muestra la tabla 1.
Tabla-­1 Requerimientos de pureza del amoníaco para refrigeración Concentración de amoníaco. 95% min Contenido de gases diferentes en el vapor 25 ppm máx. Contenido de gases diferentes en el liquido 10 ppm máx. Contenido de agua 33 ppm máx. Aceite ( Éter de petróleo soluble) 2,0 ppm máx. Sal (Na Cl) Cero Piridina, sulfuro de hidrógeno y naftaleno Cero Verificaciones
preliminares
•
Se debe comprobar hasta qué punto se hizo un commissioning con análisis de
Verificaciones preliminares las Se debe comprobar hasta qué punto se hizo un commissioning con análisis de anotaciones que se efectuaron durante las fases 1 & 2.
• • Verificar
que el diseño está de acuerdo a los criterios de carga y necesidades
las anotaciones que se efectuaron durante las fases 1 & 2. del proyecto.
• Verificar que el diseño está de acuerdo a los criterios de carga y necesidades del • De proyecto. acuerdo al diagrama P&ID, verificar que se han instalado las tuberías e
instrumentación con los requerimientos exactos.
• De acuerdo al diagrama P&ID, verificar que se han instalado las tuberías e instrumentación con los requerimientos exactos. • Verificar que las conexiones eléctricas estén de acuerdo a las necesidades de carga, revisar memorias de cálculo y selección de conductores y aparatos y aplicaciones de códigos eléctricos. El arranque y puesta a punto debe llevarse a cabo como mínimo cumpliendo los © IIAR 2016
requerimientos de los fabricantes de los equipos. International Technical Paper #1
Para normas y referencias ver sección 4 de ANSI/IIAR 5 -­2013 21
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• Verificar que las conexiones eléctricas estén de acuerdo a las necesidades de
carga, revisar memorias de cálculo y selección de conductores y aparatos y
aplicaciones de códigos eléctricos.
El arranque y puesta a punto debe llevarse a cabo como mínimo cumpliendo los
requerimientos de los fabricantes de los equipos.
Para normas y referencias ver sección 4 de ANSI/IIAR 5 -2013
Antes de acometer el arranque y puesta a punto de la instalación de amoníaco, se
deben revisar la documentación concerniente para la valoración del status de la
instalación y constatar que se dispone de la información necesaria para la etapa
práctica. La verificación debe incluir:
Diseño
Verificar que las instalaciones de refrigeración por amoníaco fueron diseñadas
e instaladas bajo la supervisión de personas que por razón de su experiencia,
conocimiento y entrenamiento acreditan las competencias para el desarrollo de
estas tareas.
Tales personas típicamente son:
• Contratistas experimentados, preferiblemente acompañados de expertos en
códigos, agencias autorizadas para inspecciones o agencias de seguros que
suscriben la póliza del usuario.
• Personal de ingeniería de diseño propio del usuario o personal contratado por
el usuario.
• Ingenieros consultores en cabeza del personal del usuario o el personal
designado.
• Proveedores de equipos de refrigeración.
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Memorias
• Memorias digitales o físicas y documentación relevante debe estar en poder del
usuario y mantenerse disponible para el arranque y puesta en marcha para la
revisión de los estándares y puntos de control. Estos documentos deben contener
las memorias de diseño, y todos los detalles que conciernen a la inspección
inicial, reglaje del equipo y mantenimiento.
• Las memorias deben contener diagramas P&ID, diagramas de flujo de
refrigerante y diagramas de instalación de tuberías. En estos diagramas el
diseñador del sistema, el contratista y el usuario deben identificar claramente
cuáles son las válvulas más importantes en el caso de emergencias. Todas
las válvulas y controles deben ser identificadas individualmente en planos y
correspondientemente en la instalación física debidamente etiquetadas para
facilidad de reposición o ampliaciones futuras.
• Copia de diagramas unifilares eléctricos y diagramas completos de todos los
sistemas automáticos con sus claves de servicio y protocolo de programación.
• Copia de memorias de selección de cables eléctricos de acuerdo a la regulación,
selección de apartaos de maniobra y rango de capacidad de los mismos.
Lista de inventario
Se debe preparar una lista de inventario que incluya los componentes principales:
compresores, condensadores, evaporadores, recipiente de presión, bombas de líquido,
válvulas y conectores, sistema de ventilación de la sala de máquinas, otros controles
y dispositivos de seguridad.
Para cada componente del sistema en la lista de inventario se debe elaborar una hoja
de información que incluya:
• Descripción de la instalación
• Descripción de los elementos que componen la instalación
• Memoria de funcionamiento.
• Instrucciones para el mantenimiento
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Instrucciones sobre prevención de accidentes
Datos de placa o detalles de fábrica.
Certificaciones de calidad, y de pruebas o de fabricante donde aplique.
Válvulas de seguridad deben especificar el tipo, presión de trabajo, fecha de
instalación y fecha de cambio.
Manual de instrucciones de servicio del fabricante.
Materiales de fabricación.
Clasificación eléctrica.
Diagramas de conexión de tuberías e instrumentación.
Diseño de tuberías de descarga de seguridad y bases del diseño.
Códigos de diseño y estándares empleados.
Sistemas de seguridad que incluyen dispositivos, bloqueos eléctricos, detectores
de amoníaco y cedula de calibración.
Año de fabricación.
Protocolos de pruebas de presión de acuerdo al ANSI/ASME B31.5 y presión
de diseño.
Temperatura y presión de diseño.
Temperaturas y presiones máximas de trabajo.
Diagramas de flujo del sistema de ventilación de la sala de máquinas.
Cálculo de precarga de cantidad de amoníaco requerida por la instalación.
Legalización de equipo o equipos
Relación de planos
Protocolos de pruebas de presión y vacío
El historial de pruebas de estanqueidad y vacío deben estar completamente
ejecutados y aprobados antes de proceder con la carga inicial de amoníaco.
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Seguridad
• Las personas que operan instalaciones de amoníaco deben ser entrenadas para el
manejo seguro del mismo y conocer y estar familiarizados con los peligros que
esto implica.
• Disponer del equipo de seguridad personal para los técnicos encargados de operar
el sistema.
• Antes de proceder con la carga de amoníaco, es recomendable que se lleve a cabo
un análisis de riegos y técnicas de mitigación y prevención de accidentes.
• Se recomienda conocer el IIAR 2 última edición.
Arranque de instalaciones nuevas
Las guías para arranque deben considerar las variaciones que sean requeridas de
acuerdo al tipo de maquinaria, sitio de instalación, tipo de trabajo y particularidades
de la instalación.
Pre-arranque, inspección de seguridad
Antes de introducir amoníaco a un proceso se deben seguir las regulaciones de
la OSHA o las agencias de salud ocupacional y seguridad industrial de cada país
para procesos de manejo de agentes químicos peligrosos y los pasos siguientes de
seguridad.
Análisis del peligro del proceso
El usuario debe confirmar que el análisis de peligro del proceso ha sido completado,
está resuelto e implementado. Se debe confirmar que este análisis y sus
consecuencias están disponibles totalmente para todo el personal responsable de la
operación del sistema.
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Procedimientos de operación
• Confirmar que los procedimientos de operación se han completado paso a paso
para cada fase de la puesta en marcha. Asegúrese que se han tenido en cuenta
los límites de operación, las consideraciones de seguridad y la operación de los
mecanismos de protección.
• Los procedimientos de operación deben ser de lectura fácil para el personal de
operación y mantenimiento. Los operarios deben certificar que los procedimientos
son de uso corriente y adecuado. Prácticas de trabajo con seguridad deben ser
implementadas para control de bloqueos, apertura de tuberías, trabajo en caliente
y desplazamientos de entrada y salida de áreas en casos de emergencia.
Entrenamiento
El empleador debe verificar que el entrenamiento ha sido completado en los
siguientes puntos:
• Los operarios involucrados en la operación de los procesos deben ser entrenados
en la función del proceso y los procedimientos de operación. El entrenamiento
debe incluir seguridad y cuidado de la salud, operaciones de emergencia y
prácticas de trabajo con seguridad. El entrenamiento debe ser documentado
y debe ser verificado con evaluaciones que certifiquen que los operarios
entendieron el mismo.
• Los operarios involucrados en mantenimiento y encargados de la marcha e
integridad de los equipos deben ser entrenados en el proceso de mantenimiento y
peligros del mismo. El entrenamiento debe incluir los procedimientos de todas las
tareas de los operarios.
• Los empleados involucrados en el plan de emergencia deben ser entrenados para
cumplir completamente con sus funciones.
• Un técnico de planta debe ser asignado para el arranque y será responsable del
mismo ante el usuario.
• Conocer y estar familiarizado con el manejo de los equipos de seguridad personal
indispensables para trabajar con amoníaco.
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Información de suministros
Antes del arranque inicial y puesta en marcha del sistema, los proveedores de
equipos, la firma diseñadora y la empresa contratista deberán entregar al usuario o
delegado del mismo las memorias relevantes de diseño y mantenimiento, presiones
de trabajo y aspectos básicos de seguridad del sistema.
Esta información puede incluir:
• Manual de operación de los equipos que incluya lista de partes y detalles técnicos.
• Dibujos del sistema de refrigeración.
• Instrucciones de parada y arranque incluidas las maniobras de emergencia.
• Procedimiento para paradas prolongadas incluido el apagado.
• Detalles de procedimientos en caso de eventos de emergencia.
• Lista de aceites lubricantes recomendados e instrucciones de frecuencia de cambios.
• Instrucciones del usuario con la conformación del personal de operación con las
instrucciones de entrenamiento, arranque y servicio.
Estatus inicial y provisiones de seguridad
Antes de cargar el sistema con amoníaco, el usuario o su delegado debe verificar que
la sala de máquinas y otros espacios de ubicación de maquinaria y demás elementos
del sistema cumplen con los requerimientos.
• Verificar que la siguiente lista de chequeo ha sido completada totalmente.
• Componentes que incluye
a. Compresores.
b. Condensadores
c. Recipientes de alta y baja presión
d. Líneas principales y secundarias de tuberías.
e. Evaporadores.
f. Equipos auxiliares como purgadores, rectificadores de amoníaco, bombas, etc.
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• Lista genérica de verificación.
a. Entrenamiento de seguridad completado.
b. Seguridad de la instalación verificada.
c. Sistemas de ventilación operan.
d. Sistemas de alarmas operan.
e. Suministro de agua disponible.
f. Estación de lavado de ojos y ducha de emergencia operan.
g. Sistema de detección de fugas instalado.
h. Sistema de parada de emergencia operativo.
i. Pruebas de presión y vacío completadas y con protocolo certificado.
j. Licencia de operación expedida por autoridad competente en orden.
k. Verificación visual de toda la instalación eléctrica.
Arranque y puesta a punto
Cumplidas las condiciones de la lista de chequeo, proceder con la secuencia
siguiente:
1. Parte eléctrica
a. Un técnico electricista debe verificar que todas las conexiones eléctricas han
sido ejecutadas de acuerdo a los requerimientos y que las protecciones son
adecuadas a las cargas que deben soportar.
b. Antes de energizar, el técnico electricista debe verificar la continuidad de los
cables y el correcto torque de las conexiones en borneras y aparatos.
c. Todos los motores principales deben ser desconectados de las líneas de fuerza
y se debe energizar solo los circuitos de control.
d. Una vez energizados los circuitos de control, medir el voltaje de suministro y
verificar que las señales estén correctas y hacer maniobra sin la fuerza a los
motores principales.
e. Verificar que todos los motores principales giran libremente.
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f. Arrancar motores auxiliares como los de evaporadores, condensadores,
bombas y verificar el sentido de giro y hacer mediciones de amperaje cuando
el sistema llegue a las condiciones de operación.
g. Los motores principales deben desacoplarse y probar su rotación, en algunos
casos es necesario hacer puente (bypass) de algunas protecciones. Una vez
establecido el correcto sentido de rotación, acoplar, verificar la alineación y
colocar las correspondientes guardas de seguridad.
h. Una vez terminada la verificación de todos los puntos anteriores, se deben
documentar las pruebas y los valores de los aparatos de protección.
i. Todos los datos deben ser guardados para la entrega final. Estos
procedimientos deben ser efectuados antes de la carga de amoníaco.
Pruebas de presión y vacío
Una vez terminados los trabajos de instalación y conexión de todas las tuberías, el
sistema debe ser sometido a pruebas de estanqueidad, vacío y deshidratación.
La presurización del sistema debe ser efectuada con nitrógeno o aire seco, hasta
alcanzar las presiones mínimas de diseño, Appendix A ANSI/IIAR 5-2013.
Para esto se debe tener todas las válvulas abiertas excepto las que desfogan al
exterior y las válvulas de seguridad, estas deberán retirarse durante la prueba y usar
tapones en las salidas de la válvula manifold de seguridad.
No deben usarse para este efecto los fluidos siguientes:
• Oxigeno o cualquier mezcla de gases combustibles
• CO2
• Freones
• Agua o soluciones acuosas
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Terminadas las pruebas de estanquidad después de haber corregido todas las fugas
que se presentaron, se debe hacer vacío con una bomba apropiada de acuerdo al
tamaño de la instalación. El vacío debe alcanzar 5.000 micrones y el incremento
máximo permitido es de 1.000 micrones en una hora.
Terminado el vacío, proceder con la carga de refrigerante.
Carga de amoníaco
Una vez terminado el vacío, proceder con la carga de amoníaco por las válvulas
de servicio a los diferentes recipientes. Se puede realizar la carga por diferentes
sitios usando mangueras apropiadas, en este caso un técnico experto deberá
cerrar las válvulas de servicio donde sea necesario para facilitar el procedimiento.
Esta operación debe estar a cargo de un técnico designado con experiencia en la
maniobra de cargue de amoníaco. Se debe disponer de la pileta para lavado de ojos
y ducha de emergencia.
Cuando se usen diferentes cilindros, se debe cerciorar que no ocurra regreso a los
cilindros por diferenciales de presión.
En instalaciones de gran tamaño se usa la carga directamente desde carros cisterna,
los cuales deberán ser ubicados estratégicamente para evitar derrames. Se debe evitar
que el vehículo quede expuesto a corrientes de entrada de aire; es decir, se debe
considerar la dirección del viento.
Todo el personal involucrado en la carga de refrigerante debe ser entrenado y
con conocimiento de manejo de amoníaco y debe llevar puesto el equipo de
protección personal requerido. Las rutas de acceso a sala de máquinas debe estar
libre de personas ajenas a la maniobra y de otros equipos que interrumpan un
desplazamiento de emergencia.
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Durante el proceso de carga de amoníaco, deberán monitorearse todos los equipos;
finalmente la carga completa se realizará con los equipos en marcha.
Arranque de prueba
Predisponer todas las válvulas para la posición de arranque, iniciar la puesta en marcha
con la lógica establecida y verificar la operación y dar los puntos de control de:
• Presión de descarga y punto de control para parada por alta presión.
• Presión de succión y punto de parada por baja presión.
• Control de aceite y verificación de parada por falla de aceite.
• Control por alta temperatura de descarga.
• Todos los demás controles susceptibles a poner a punto y ser probada su
operación.
• Protecciones y puntos de operación de nivel de líquido.
° Parada de compresor(es) por alto nivel de líquido.
° Alarmas por alto nivel de líquido.
° Parada de bombas por bajo nivel de líquido.
° Alarma por bajo nivel de líquido.
• Control de operación de condensador(es)
° Control de presión de condensación
° Alarma por falla de motores condensador.
Arranque con sistema de monitoreo
Cuando todos las pruebas de los controles y sus ajustes se han completado, proceder
con el arranque automático completo con el sistema de control y monitoreo operando
en modo automático.
Realizar el monitoreo por un mínimo de tiempo hasta lograr estabilizar las
temperaturas en los evaporadores o las aplicaciones de proceso; si se han presentado
anomalías durante este tiempo, tomar las medidas necesarias para efectuar las
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correcciones y dejar memorias de parámetros de operación inicial y anotaciones de
ajustes y/o correcciones realizadas.
Los documentos del start-up serán las bases para el commissioning del primer año
de operación. Es importante dejar las mediciones de consumos eléctricos y de otros
insumos desde el arranque inicial para elaborar los protocolos de operación del
primer año.
¿Y por qué es tan importante realizar una buena puesta en marcha inicial de la
instalación? Porque muchos de los errores cometidos en ese proceso no se corrigen
jamás, o tardan mucho en solucionarse.
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Referencias
American National Standard ANSI/IIAR 5-2013
AHRI. 2004. ANSI/AHRI Standard 540-2004: Performance Rating of Positive
Displacement Condensing Units. Arlington, VA: Air-Conditioning, Heating, and
Refrigeration Institute.
Stoecker, W. 1998. Industrial Refrigeration Handbook. New York: McGraw-Hill
Professional.
Maxson, S. 1995. Oil pressure problems in refrigeration systems. Tech·Topics 3(1).
www.heatcraftrpd.com/res/pdfs/faqs/HRP_TechTopic_OilPressureProblems.pdf
ASHRAE. 2007. ASHRAE Guideline 1.1-2007, HVAC&R Technical Requirements for the
Commissioning Process. Atlanta: ASHRAE.
ASHRAE. 2010. ASHRAE Handbook—Refrigeration. Atlanta.
Abreviaturas
Cx Plan – Plan de commissioning
AxC–Autoridad de commissioning
LRD–Lista de requerimientos del dueño
DC–Documento de construcción
BD–Diseño básico.
LRC–Lista de requerimientos de construcción.
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Notes:
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