Integración de sistemas secundarios de enfriamiento en procesos industriales

Abstract

La integración de sistemas de enfriamiento secundarios en procesos industriales es una forma efectiva de reducir la carga térmica de las torres de enfriamiento (TE), la incrustación, el consumo y gasto de agua fresca de repuesto en un sistema de enfriamiento, sobre todo en lugares en donde el agua escasea. Si la carga térmica de un sistema de enfriamiento secundarios (SES) es elevada, la TE consume menor cantidad de agua y electricidad, pero el costo y el consumo de energía de los SES es elevado. El presente trabajo evalúa técnico y económicamente dos opciones de integración: Enfriador de Aire y Chiller para Agua, y la opción del reemplazo de la TE: (1) Sin modificar la carga térmica del proceso (Q) y (2) Aumentando la Q del proceso; el ventilador y la bomba de recirculación de la TE. Se considera el uso de variadores de frecuencia en el Chiller y el Enfriador, para modificar la velocidad de operación en función de la Q requerida, ya que el desempeño de los equipos depende de las condiciones ambientales y temporales del sitio de instalación. Se analiza un caso de estudio donde el reemplazo de la TE representa: (1) un costo de la inversión del 11% y (2) en el consumo de servicios adicionales (electricidad y agua de repuesto) un 11% vs. integración de 3 chillers para agua. La integración de un Enfriador para Aire en el lado del agua de enfriamiento (AE) no brinda resultados satisfactorios. Para obtener una temperatura de salida del agua de enfriamiento (TLout) de un intercambiador de calor (IC) de cada ramal de la red de intercambio de calor (RIC) más uniforme, se modificó el arreglo de los IC de la RIC de serie-paralelo a paralelo. La concentración de carbonato de calcio [CaCO3] en el agua fresca de repuesto a la TE es un parámetro muy importante, ya que el ensuciamiento y la pérdida de Q son mayores a una [CaCO3] mayor.