La metodología Pinch

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2-6-2017

Índice

Contenido

Índice        2

Tarea 2        3

Parte 1.        3

Parte 2.        5

Parte 3        17

Bibliografía        20

Tabla 1 Datos iniciales        6

Tabla 2 temperaturas, cp y entalpias de corrientes frias        6

Tabla 3 temperaturas, cp y entalpias de corrientes calientes        7

Tabla 4 datos curva compuesta fría        8

Tabla 5 datos curva compuesta caliente        9

Tabla 6 datos determinación gran curva compuesta        10

Tabla 7 datos gran curva compuesta        11

Tabla 8 limites temperatura pinch        12

Tabla 9 datos para cada corriente        12

Tabla 10 mejor configuración        13

Tabla 11 requerimientos para cada corriente        13

Tabla 12 configuraciones intercambiadores de calor        13

Tabla 13  costos sin pinch        16

Tabla 14 costos de vapor y agua para intercambiadores        16

Tabla 15 costos con pinch        17

Tabla 16 ahorro con metodo pinch        17

Tabla 17 ahorro energetico        17

Ilustración 1 temperatura vs entalpia corrientes frias        6

Ilustración 2 temperatura vs entalpia corrientes calientes        7

Ilustración 3 temperatura vs entalpia, curva compuesta fria        8

Ilustración 4 temperatura vs entalpia, curva compuesta caliente        9

Ilustración 5 temperatura vs entalpia, curva compuesta fria y caliente        10

Ilustración 6 tramos gran curva compuesta        11

Ilustración 7 temperatura vs entalpia, gran curva compuesta        12

Ilustración 8 configuraciones intercambiadores de calor        14

Figura 1 Datasheet intercambiador 4 pasos por coraza y 8 por tubos        20

Tarea 2

La metodología Pinch es un método centrado en la eficiencia energética. Se basa en las primeras dos leyes de la termodinámica, complementando los conceptos termodinámicos con los económicos. Es utilizado en grandes industrias como ENAP.

El objetivo de esta tarea es que el alumno entienda la base de esta metodología, la razón para utilizarla, sus ventajas y desventajas, para luego, aprender a realizar el procedimiento, pudiendo obtener análisis y conclusiones de sus resultados, de acorde al pensamiento ingenieril. Además, se pretende que el alumno pueda aplicar sus conocimientos en diseño de intercambiadores de calor, realizando uno en equipo.

Parte 1.

1. ¿Qué es la metodología Pinch? ¿Para qué sirve?

La metodología Pinch no es más que un algoritmo simplificado para diseñar redes de intercambiadores de calor funcionando al unísono, con la gracia de con este poder optimizar los costos, lo más importante en la industria. Este algoritmo está basado en los balances de energía en las corrientes de un proceso, por lo tanto, este método incluye procesos termodinámicos y económicos.

El objetivo principal es reducir al mínimo el concepto de servicios auxiliares, maximizando la recuperación energética entre las corrientes y el proceso, con esto reduciendo al mínimo las perdidas tanto en equipos como en servicios, con esto reduce la pérdida económica.

1. ¿Cómo se selecciona el delta T mínimo? ¿Qué reglas son importantes a la hora de utilizar esta metodología?

La importancia del delta T mínimo está que en cuando se encuentra, se observa en tan solo un punto del proceso, entre las corrientes frías y calientes, y este punto es el denominado punto Pinch, el cual define la fuerza motriz mínima permitida en tal intercambiador de calor.

Además de esto es muy importante por otras cosas, como por ejemplo para definir a que temperatura puede ser enfriada una corriente caliente, la cual solo puede ser enfriada a la temperatura que alcance con el delta T mínimo. Si se llegase a querer aumentar el delta T mínimo, esto lleva consigo gastos extras en gastos auxiliares de enfriamiento o calentamiento, esto se debe a que se reduce el área requerida por el intercambiador de calor.

La elección del delta T mínimo debe ser minimice al máximo los costos totales, según los costos que conlleve los costos aplicados al proceso tanto como la inversión que se debe aplicar para implementar el mismo, se determina tomando todo en cuenta, todas las restricciones prácticas, de trabajarse con un delta T pequeño se requieren intercambiadores de calor los cuales trabajen a contracorriente.

Cuando se grafican las curvas compuestas del sistema, se deja la curva del agua caliente fija y la del agua fría se corre hasta que no se intersecten y exista la distancia mínima vertical fijada para el diseño de ambos.

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