El diagrama de flujo de proceso (DFP) es una representación esquemática de la secuencia de etapas para transformar la materia prima en productos, en donde se muestran las diversas operaciones unitarias.
El propósito de cualquier diagrama de flujo es representar de manera gráfica y esquemática algunos aspectos del proceso, de los equipos y de sus relaciones con respecto a las condiciones de operación.
Ciertamente la generación de un diagrama de flujo representa un esfuerzo ingenieril de síntesis de un proceso en el diseño de proceso que se complementa con otras herramientas del diseño tales como el análisis, la simulación y optimización de procesos, de aquí la relación del ingeniero de proceso con el ingeniero de proyectos en la ejecución o desarrollo de proyectos de plantas de proceso.
Utilidad de los diagramas de flujo.
- Ayudan al diseño y a la disposición layout del equipo, mostrando claramente las interrelaciones de los distintos equipos.
- Proporciona un esquema claro del proceso y de la planta para poder enfocar después el trabajo a los detalles de diseño.
- Ayuda a preparar una relación de equipos y de sus servicios auxiliares que sirva para hacer un estimado preliminar del costo de la planta.
- Proporciona una base para estimar el tamaño del equipo.
- Estudia las alternativas de disposición del equipo y sus servicios en la plan definitiva.
- Aclara y simplifica algunos aspectos de un proceso con mas eficiencia que una explicación verbal o escrita, en este caso la descripción de proceso complementa a la de un diagrama de flujo.
- Son útiles para el estudio de problemas de plantas o proceso existentes como para el diseño de instalaciones nuevas.
a. Tipos de diagramas de flujo
Se puede considerar tres tipos de diagramas de este tipo, cada uno de ellos se aprovecha dependiendo de su alcance y finalidad para ser aprovechado:
- Diagramas gráfico de flujo. Se emplea comúnmente para la publicidad o información de tipo general. Es elaborado formalmente por un dibujante publicitario o diseñador gráfico, el cual se encargara de darle cierta forma artística para llamar la atención en los puntos mas importantes del proceso, siendo esta su finalidad ser atractivo y llamar la atención.
- Diagrama de bloques. Es el más sencillo de elaborar, ya que él se muestran por medio de cuadros o bloques las operaciones unitarias, los equipos y servicios auxiliares de un proceso. Dichos bloques se encuentran interrelacionados por medio de flechas, las cuales muestran la secuencia del proceso de un bloque a otro.
- Diagrama de flujo de proceso (DFP). Se caracteriza porque contiene toda la información de condiciones de operación de los equipos de proceso y de las corrientes de flujo o líneas de proceso. Es una secuencia ordenada del proceso, este documento contiene información técnica que de manera resumida es importante para conocer las características del proceso, es la mejor fuente de transmisión de datos.
b. Características de un Diagrama de Flujo de Proceso.
Se presenta en forma esquemática el proceso, mostrando el equipo con una simbología estándar involucrado en el mismo, así como las interconexiones, clave de equipos, condiciones de operación y líneas de entradas y salidas (alimentación y descarga).
Este documento debe incluir, además la siguiente información:
- Debe ser objetivo: claridad en la información.
- Todos los equipos se muestran esquemáticamente, marcados con clave, capacidad, dimensiones y materiales de construcción, se representa normalmente el equipo mayor o principal (columnas, compresores, reactores, etc.)
- Condiciones de operación de los equipos (temperatura y presión) y algunas características del equipo (longitud, diámetro, potencia, área de transferencia, flujos, etc.).
- Principales líneas de proceso (marcadas con el número de corriente donde es aplicable el balance de materia), las líneas de proceso tiene una dirección para la interconexión entre los equipos.
- Todas las líneas esenciales para comprender el balance de masa alrededor de cada equipo, datos de presión , temperatura, flujo, por ciento de vaporización y algunas propiedades de los fluidos, como son : viscosidad, densidad, capacidad calorífica, etc.
- Todos los datos deben proporcionarse en le sistema de unidades que designe el cliente.
- Balance de materia y energía para las corrientes de entrada y salida de la planta, así como aquellas donde ocurra un cambio importante en composición, de deberán indicar además las condiciones de temperatura y presión.
- Controles básicos de proceso.
- Lista de equipo
Diferentes tecnólogos desarrollan diagramas de materiales, estos son semejantes a los diagramas de flujo, pero su principal objetivo es el de proporcionar información acerca del material que se esta usando en tuberías y equipos.
c. Procedimiento de elaboración de un DFP.
- Ubicación del equipo principal de proceso en el diagrama.
- Conectar por medio de líneas gruesas las corrientes de proceso ( interconexión de equipo), la distribución del equipo junto con las líneas de interconexión se recomienda hacerlo desde la parte superior izquierda del documento hacia la parte inferior derecha del mismo.
- Numerar las corrientes de proceso utilizando el símbolo rombo.
- Indicar el sentido de flujo de cada una de las líneas de proceso por medio de flechas donde exista cambio de dirección o en la entrada a los equipos.
- Mostrar la clave de cada uno de los equipos lo más cercano a los mismos o dentro de ellos.
- Indicar las corrientes que denotan algún servicio auxiliar ( vapor, agua de enfriamiento, aire, etc.) éstas serán diferenciadas con líneas menos gruesas que las líneas de proceso.
- Localizar las condiciones de operación en las líneas y en los equipos de proceso.
- Indicar el porcentaje de vaporización en donde exista cambio de fase utilizando el símbolo hexágono.
- Localizar los controles básicos de proceso que sean necesarios.
- Elaborar la lista de equipo de proceso, cubriendo los siguientes puntos: clave, servicio, características de los equipos.
- Mostrar en un cuadro, localizado en la parte inferior del documento el balance de materia y energía de todas las corrientes de proceso del cual fueron enumeradas previamente.
- Mostrar en un cuadro, localizado en la parte inferior derecha del diagrama los puntos siguientes: nombre de la planta, localización, número de diagrama, número o letra que denote la revisión del documento.
Claves de equipo de proceso
- BA- Horno o calentador a fuego directo
- DA-Torres
- DC-Reactores
- EA-Cambiadores de calorífica
- EC-Enfriador por aire
- FD-Filtros
- FA-Recipientes
- GA-Bombas
- GB-Compresores
- GC-Expansores
- GT-Turbinas de Vapor
- EE-Eyectores
Controles básicos
a) Elementos primarios de medición
- TC- Control de temperatura
- LC- Control de nivel
- FC- Control de Flujo
- PC- Control de presión
b) Elemento final de control
- Nivel
- Flujo
- Presión
- Temperatura
EJEMPLOS
