Introducción a los intercambiadores de calor refrigerados por aire
La escasez de agua y el aumento de los costos, junto con las preocupaciones más recientes sobre la contaminación del agua y los penachos de las torres de refrigeración, han reducido considerablemente el uso de intercambiadores de calor refrigerados por agua por la industria. Por consiguiente, cuando no es posible una mayor integración térmica en la planta, ahora es habitual rechazar el calor directamente a la atmósfera, y una gran proporción del proceso de refrigeración en refinerías y plantas químicas se lleva a cabo en intercambiadores de calor refrigerados por aire (AC-hes).
También hay un uso creciente de condensadores refrigerados por aire para centrales eléctricas. Los principios básicos son los mismos, pero son elementos especializados y normalmente están configurados como un marco A o "tipo de techo". Estos condensadores pueden ser muy grandes, los condensadores para una central eléctrica de 4000 MW en Sudáfrica tienen más de 2300 haces de tubos, 288 ventiladores cada uno de 9,1 m de diámetro y un área total de parcela de 500 m X 70 m.
Los AC-Hes para las plantas de proceso normalmente se llaman Aircoolers, pero no deben confundirse con dispositivos para el aire de refrigeración (mejor descrito como Air Chillers).
El diseño de un AC-HE es más complejo que para un intercambiador de calor de tubo y de vaciado, ya que hay muchos más componentes y variables.
La estructura de un AC-HE está pintada o galvanizada, según las especificaciones del cliente. Sin embargo, los costos son aproximadamente los mismos si se especifica un sistema de pintura de revestimiento múltiple. A menudo las unidades pintadas son más caras. Parece haber una tendencia hacia estructuras más galvanizadas porque prácticamente no requieren mantenimiento. Las estructuras pintadas requieren retoques después de la instalación y a menudo se oxidan de todos modos.
Los intercambiadores de calor refrigerados por aire se utilizan ampliamente en toda la industria del petróleo y el gas, desde la producción de aguas arriba hasta las refinerías y plantas petroquímicas, en condiciones de alta presión y alta temperatura, así como en fluidos y entornos corrosivos.
Aplicaciones:
Petroquímica
Refinando
Refinería
plantas químicas
Generación de energía
Procesamiento de gas natural
Compresión de gas natural
Transmisión de petróleo y gas
Licuefacción de GNL &vaporización
Refrigeración del radiador del motor
Extracción y actualización de betún
Aplicaciones de procesos industriales
plantas de procesamiento de gas natural
instalaciones de licuefacción
grandes tuberías de transmisión
Compresión de gas
¿Qué estándares de aire se utilizan para los intercambiadores refrigerados por aire?
En primer lugar, casi todos los refrigeradores de aire se construyen en la sección VIII del Código ASME, ya que son recipientes a presión. Para servicios de refinería y Petroquímicos la mayoría de los clientes incluyen API 661 (intercambiadores de calor refrigerados por aire para el servicio general de refinería) en sus especificaciones.
Esta especificación API es muy buena ya que incluye toda la información necesaria para especificar correctamente un refrigerador y proporciona un alto nivel de calidad mínima en el diseño y fabricación del refrigerador. En la parte trasera tiene una muy buena lista de comprobación donde un cliente puede decidir exactamente qué tipo de construcción es necesaria y qué opciones son importantes. Estos incluyen elementos como galvanización vs pintura, tipos de cabezales, pasarelas y plataformas de mantenimiento, controles y cargas externas en el refrigerador. Los siguientes detalles se refieren principalmente a las especificaciones de la API.
¿Qué tipos de tubos con aletas se utilizan?
Los tubos pueden ser de prácticamente cualquier material disponible, como acero al carbono, acero inoxidable, latón de Almirantazgo o aleaciones más exóticas. El diámetro exterior mínimo preferido es de una pulgada. Algunos fabricantes a veces usan tubos más pequeños, pero la mayoría de los refrigeradores de proceso tienen tubos que son 1,0", 1,25", o 1,5" de de de de de. El espesor mínimo de la pared del tubo varía con el material. En algunos casos, la presión de diseño y la temperatura de diseño del intercambiador regulan el espesor mínimo.
Las aletas son casi siempre de material de aluminio. El tipo más común de aleta es el tipo de L-footed, envuelto por el helélices. Se utilizan cuando las temperaturas del proceso están por debajo de unos 350 °. F. la especificación API requiere bandas de zinc fundido en los extremos de los tubos para evitar que las aletas se desenrollen. Algunos de los mejores fabricantes también utilizan bandas de zinc fundido en los soportes de tubos. Para temperaturas de proceso más altas, la mayoría de los clientes prefieren las aletas incrustadas o extruidas. Las aletas integradas tienen las capacidades de temperatura más altas. Se hacen por un proceso que corta una ranura helicoidal en el OD del tubo, envuelve la aleta en la ranura, luego enrolla el metal alterado del tubo contra la aleta para bloquearla en su lugar. La pared del tubo debe ser más gruesa con aletas incrustadas debido a la ranura.
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