Principios Basicos Int de Calor

PDVSA MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO TRANSFERENCIA DE CALOR INTERCAMBIADORES DE CALOR

PDVSA N°

MDP–05–E–01

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JUL.95

REV.

FECHA

APROB.

E1994

TITULO

PRINCIPIOS BASICOS

116 DESCRIPCION FECHA AGO.95

PAG. REV. APROB.

APROB. APROB. FECHA AGO.95

ESPECIALISTAS

MANUAL DE DISEÑO DE PROCESO

PDVSA .Menú Principal

TRANSFERENCIA DE CALOR INTERCAMBIADORES DE CALOR PRINCIPIOS BASICOS Indice manual

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PDVSA MDP–05–E–01 REVISION

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Página 1 Indice norma

Indice 1 OBJETIVO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

2 ALCANCE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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3 REFERENCIAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4 CONSIDERACIONES BASICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Definiciones y descripciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Funciones de los intercambiadores de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mecanismos de transferencia de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Proceso de transferencia de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Clasificación y aplicaciones de intercambiadores de calor . . . . . . . . . . . . Consideraciones generales de diseño . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Consideraciones de diseño para intercambiadores de tubo y carcaza . . Problemas operacionales típicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Optimización de los sistemas de integración de calor . . . . . . . . . . . . . . . .

5 8 8 9 13 24 39 60 64

5 GUIA GENERAL PARA DISEÑO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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5.1 5.2 5.3 5.4

Proceso de diseño de intercambiadores de calor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Criterios de selección para intercambiadores de calor . . . . . . . . . . . . . . . . Guía general para el diseño de intercambiadores de calor . . . . . . . . . . . . Programas de computación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

67 69 71 73

6 NOMENCLATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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7 APENDICE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Tabla 1 Tabla 2a Tabla 2b Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Tabla 8 Tabla 9 Tabla 10 Figura 1 Figura 2 Figura 3

Sumario de los diferentes tipos de intercambiadores de calor . . . Información requerida para el diseño de intercambiadores de calor (unidades métricas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Información requerida para el diseño de intercambiadores de calor (unidades inglesas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Coeficientes globales de transferencia de calor típicos (U0) . . . . . Temperatura de diseño del agua de enfriamiento entrando . . . . . . Factores de ensuciamiento típicos ri y ro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Caída de presión típicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Datos de tubos para intercambiadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conductividades térmicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selección de tipos de cabezales (TEMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Número de pasos máximo por los tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Hoja de especificación para intercambiadores de calor (unidades SI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Elementos de los intercambiadores de tubo y carcaza . . . . . . . . . . Nomenclatura TEMA para intercambiadores de calor . . . . . . . . . .

81 82 84 86 93 95 100 101 102 103 104 105 106 107



Figura 4 Figura 5 Figura 6a Figura 6b Figura 6c Figura 7 Figura 8 Figura 9


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Arreglos comunes de tubos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de deflectores para la carcaza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y carcaza – carcaza de un paso (TEMA, Tipo AES) . . . . . . . . . . . . . Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y carcaza – carcaza de flujo dividido (TEMA, Tipo AJS) . . . . . . . . . Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y carcaza – carcaza de dos pasos (TEMA, Tipo AFS) . . . . . . . . . . . . Localización de la banda de sello . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mecanismos de condensación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tipos de intercambiadores de placa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

108 109 110 111 112 113 114 115



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OBJETIVO El objetivo de este documento es proveer al ingeniero de proceso y diseño con un conocimiento técnico/práctico que le permita comprender y familiarizarse con los parámetros que gobiernan el diseño de los equipos para transferencia de calor. El tema “Intercambiadores de Calor”, dentro del área de “Transferencia de Calor”, en el Manual de Diseño de Procesos (MDP), está cubierto por los siguientes documentos: PDVSA–MDP– Descripción del Documento 05–E–01 Intercambiadores de Calor: Principios Básicos. (Este documento) 05–E–02 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseño para para equipos de tubo y carcaza. 05–E–03 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseño para Enfriadores de Aire. 05–E–04 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseño para Intercambiadores de Doble Tubo. 05–E–05 Intercambiadores de Calor: Procedimiento de Diseño para Servicios Criogénicos. Este documento, junto con los demás que cubren el tema de “Intercambiadores de Calor”, dentro del Manual de Diseño de Procesos (MDP) de PDVSA, son una actualización de la Prácticas de Diseño “Intercambiadores de Calor”, presentadas en la versión de Junio de 1986 del MDP (Sección 9).

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ALCANCE Este documento presenta definición de conceptos y descripción de las metodologías involucradas en el diseño y evaluación de los equipos para intercambio de calor. En las subsecciones 4.1, 4.2, 4.3 y 4.4 se conceptualiza brevemente el proceso de transferencia de calor. La subsección 4.5 describe los diferentes tipos de intercambiadores de calor comunmente usados en la IPPCN y sus aplicaciones. En general, estos equipos se diseñan y fabrican para un servicio específico, por lo que el diseñador y/o fabricante requieren de información sobre la operación y el servicio para el cual será adquirido dicho equipo. Esta información les es suministrada por el ingeniero de proyecto o de proceso mediante una hoja de datos con todos los requisitos que el intercambiador debe cumplir, evitándose así la adquisición de un equipo inadecuado para el servicio requerido. En la Figura 1. se muestra un ejemplo de la hoja de especificación para los intercambiadores de tubo y carcaza. La subsección 4.6 presenta las consideraciones básicas de diseño para todos los tipos de intercambiadores de calor y la subsección 4.7 contiene las




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consideraciones generales para el diseño de intercambiadores de calor del tipo tubo y carcaza. Las subsecciones 4.8 y 4.9 intentan concientizar, al ingeniero responsable del diseño y/o evaluación de un intercambiador, sobre la problemática operacional y de integración energética relacionada con dichos equipos, y la importancia de considerar estos factores durante su fase de diseño y/o evaluación dado su gran impacto sobre los costos de mantenimiento, de producción y energéticos. Finalmente, en la sección 5 se describe el proceso de diseño y selección de intercambiadores de calor. Aunque en los documentos PDVSA–MDP–05–E–02 al 05 se cubre en detalle los procedimientos de cálculo. Ciertos aspectos tales como longitud del tubo, especificaciones del tipo de material, limitaciones en las dimensiones de la carcaza, etc., son normalmente especificados por el cliente; como parte de las Bases de Diseño para la instalación de una nueva refinería o, en el caso de refinerías y plantas químicas existentes, en la carta de requisición del trabajo o, en último caso, esta información puede ser generada durante las etapas iniciales del trabajo.

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REFERENCIAS Manual de Diseño de Proceso (versión 1986) S Vols V y VI, Sección 9 “Intercambiadores de calor” S Vol I, Sección 1 “Consideraciones económicas de diseño” S Vol I, Sección 2 “Temperatura de diseño, presión de diseño y clasificación de bridas” S Vols VII y VIII, Sección 12 “Instrumentación y control” S Vol VIII, Sección 14 “Flujo de fluidos” Manual de Diseño de Proceso S PDVSA–MDP–08–SG–01 “Seguridad en el Diseño de Plantas: Introducción” Manual de Ingeniería de Diseño S PDVSA–MID–EA–201–PR “Equipo de carcaza y tubos para intercambio de calor” S PDVSA–MID–EA–202–PR “Equipo para intercambio de calor de doble tubo” S PDVSA–MID–EC–201–PR “Equipo para intercambio de calor : enfriador de aire” S PDVSA–MID–EF–202–R “Torre de enfriamiento de tipo inducido” S PDVSA–MID–EG–201–R “Calentadores desaereadores”




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S PDVSA–MID–K–366 “Safety relief protection systems” S PDVSA–MID–L–TP–2.1 “Intercambiadores de calor requisición, análisis de ofertas y detalles de compra” S PDVSA–MID–90616.1.022 “Sistemas de alivio” S PDVSA–MID–90617.1.041 “Guías de ingeniería para intercambiadores de calor de carcaza y tubo” S PDVSA–MID–90617.1.042 “Guías de ingeniería para intercambiadores de calor enfriados por aire” Otras Referencias S Standards of Tubular Exchanger Manufacture’s Association (TEMA) S API Standard 661 “Air–cooled Heat Exchangers for General Refinery Services” S API Standard 660 “Heat Exchanger for General Refinery Services” S API Bulletin 2516 “Evaporation loss from low–pressure tanks (R 1993)” S API Bulletin 2517 “Evaporative loss from floating roof tanks third edition; Addendum – 1994” S API Manual of Petroleum Measurements Standards Ch 19 – Evaporative loss measurement Section 1 – “Evaporative loss from fixed–roof tanks (Supercedes Bulletin 2518) S API Bulletin 2519 “Evaporation loss from internal floating roof tanks (R 1990)” S Afgan, N. H. & Schlûnder, E. U.; Heat Exchanger Theory; First Edition McGraw Hill (1974). S Chemical Engineering Magazine; Process Heat Exchange; McGraw Hill (1979) S Hewitt, G. F.; Shires, G. L. and Bott T. R.; Process Heat Transfer; First Edition; CRC Press, Inc. (1993)10. S Kays, W.M. and London, A.L.; Compact Heat Exchanger; Second Edition; McGraw Hill (1964) S Kakac, S. et All; Heat Transfer Design Method; First Edition; McGraw Hill (1974) S McKetta, J. J.; Heat Exchanger; First Edition; Marcel Dekker, Inc. (1991) S Schlûnder, E. U.; Heat Exchanger Design Handbook; Vols. 2 & 3; First Edition, CRC Press, Inc. (1983) S Smith, G. & Patel A.; Step by Step through the Pinch; The Chemical Engineer Journal; Novembre 1987.

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CONSIDERACIONES BASICAS 4.1

Definiciones y descripciones La terminología usada en esta serie de documentos del área de Transferencia de Calor, título Intercambiadores, es la que generalmente se usa en la IPPCN. A continuación se definen y describen los términos mas comunes:




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Refrigerador Es una unidad que utiliza un refrigerante para enfriar un fluido, hasta una temperatura menor que la obtenida si se utilizara aire o agua como medio de enfriamiento. Condensador Es una unidad en la cual los vapores de proceso se convierten total o parcialmente en líquidos. Generalmente, se utiliza agua o aire como medio de enfriamiento. El término “condensador de superficie” se refiere específicamente a aquellas unidades de carcaza y tubos que se utilizan para la condensación del vapor de desecho, proveniente de las máquinas y de las turbinas a vapor. Un “condensador de contacto directo” es una unidad en la cual el vapor es condensado mediante contacto directo con el medio enfriante, eliminando la superficie de transferencia de calor que separa el medio enfriante y el vapor. Enfriador Es una unidad en la cual una corriente de proceso intercambia calor con agua o aire sin que ocurra cambio de fase. Evaporador Los evaporadores son intercambiadores de calor usados específicamente para concentrar soluciones mediante la evaporación parcial del solvente, algunas veces hasta el punto que ocurra el fenómeno de la cristalización. Son diseñados para optimizar la producción del producto liquido o solido. Intercambiador Es el nombre genérico de un dispositivo mecánico, o equipo, diseñado para transferir calor entre dos o mas corrientes de fluidos que fluyen a través del equipo. Calentador Un calentador es un intercambiador de calor que aumenta la temperatura de una corriente, sin que normalmente ocurra un cambio de fase. Como fuente de calor puede utilizarse una corriente de servicio; tal como vapor de agua, aceite caliente, fluidos térmicos o líquidos químicos (como el “Humbletherm”); o una corriente de proceso de entalpía alta; por ejemplo: la descarga de un reactor operado a alta temperatura. Existe una gran variedad de fluidos térmicos que han sido ampliamente usados y están comercialmente disponibles; por ejemplo “Dowtherm A” (mezcla de 26.5% de Difenil (C6H5)2, y 73.5% de Oxido de Difenil (C6H5)2,O, con un punto de ebullición de 257.1°C.), y “Dowtherm J” ( (C10H14), con un punto de ebullición de 181°C.).





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Rehervidor Es un vaporizador frecuentemente usado para generar un flujo de vapor que suministra el calor latente de vaporización al fondo de una columna o torre fraccionadora. Existen dos tipos generales de rehervidores, aquéllos que descargan una mezcla bifásica a la torre y los que retornan vapor solamente. Los primeros pueden operar mediante circulación natural (comúnmente llamados termosifones), o circulación forzada (Ver documento PDVSA–MDP–05–E–02 para mayor información). Los termosifones son los tipos de rehervidores más comunes. Los termosifones horizontales donde la vaporización ocurre en el lado de la carcaza son los más usados en la industria petrolera. Normalmente, en los termosifones verticales, la vaporización ocurre en el lado de los tubos y se utilizan preferiblemente en las industrias químicas. En un termosifón, se debe proveer suficiente cabezal de líquido a fin de mantener la circulación natural del líquido a vaporizar. Los rehervidores de circulación forzada requieren de una bomba para impulsar el líquido a vaporizar a través del intercambiador. Este tipo de rehervidor no se utiliza con mucha frecuencia, debido a los costos adicionales del bombeo de la alimentación al rehervidor; sin embargo, en algunos casos se requiere circulación forzada para vencer limitaciones del cabezal hidrostático y problemas de circulación. Los rehervidores que retornan solamente vapor a la torre se denominan rehervidores de marmita (Kettle Reboilers), los cuales se caracterizan por carcazas largas, donde ocurre la separación liquido–vapor. El liquido es descargado como el producto de fondo de la columna y el vapor es retornado a la columna. Quizás la mejor manera de describir la operación de estos rehervidores es comparándolas con una paila u olla hirviendo (para mayores detalles ver documento PDVSA–MDP–05–E–02). Generadores de Vapor (Calderas de Recuperación de Calor) Los generadores de vapor son un tipo especial de vaporizadores utilizados para producir vapor de agua. Como fuente de calor se utiliza generalmente el calor en exceso que no se requiere para el proceso; de allí que estos rehervidores se les llame comúnmente “Calderas de Recuperación de Calor”. Al igual que los rehervidores, los generadores de vapor pueden ser del tipo “Kettle”, de circulación forzada o termosifones. Sobrecalentador Un sobrecalentador calienta el vapor por encima de su temperatura de saturación.




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Vaporizador Un vaporizador es un intercambiador que convierte líquido a vapor. El término vaporizador se refiere normalmente a aquellas unidades que manejan líquidos diferentes al agua.

4.2

Funciones de los intercambiadores de calor La función básica de los intercambiadores es la transferencia de energía térmica entre dos o mas fluidos a diferente temperatura. El calor fluye, como resultado del gradiente de temperatura, desde el fluido caliente hacia el frío a través de una pared de separación, la cual se le denomina superficie o área de transferencia de calor. Es decir, no existe fuente de energía térmica en un intercambiador de calor. Por otro lado, si los fluidos son inmiscibles, el área física de transferencia de calor puede ser eliminada, y la interfase formada entre los fluidos puede servir como área de transferencia de calor. En resumen, las funciones típicas de un intercambiador de calor en los procesos industriales son las siguientes:

4.3

1.

Recuperación de calor: la corriente fría recupera parte del calor contenido en la corriente caliente. Es decir, calentamiento y enfriamiento de las corrientes involucradas, las cuales fluyen simultáneamente a ambos lados del área de transferencia de calor.

2.

Evaporación: una de las corrientes involucradas en el intercambio de calor cambia de fase líquida a vapor.

3.

Condensación: una de las corrientes involucradas en el intercambio de calor cambia de fase vapor a fase líquida.

Mecanismos de transferencia de calor La transferencia de calor, como se definió previamente, es una interacción entre fluidos o materiales a consecuencia de un gradiente de temperaturas entre ellos. Esta interacción ocurre mediante tres mecanismos diferentes, a saber: conducción, radiación y convección. Estrictamente hablando, solamente los primeros mecanismos pueden clasificar como operaciones de transferencia de calor, porque dependen solamente de la existencia de un gradiente de temperatura. A diferencia de ellos, el mecanismo de convección esta fuertemente influenciado por el patrón de flujo (dinámica de fluido); pero tiene asociado un intercambio de energía desde las zonas de alta hacia baja temperatura. Conducción es fundamentalmente transferencia de energía por contacto físico en ausencia de movimiento del material a nivel macroscópico. Este mecanismo puede ocurrir en solidos, líquidos o gases. Radiación es la transferencia de calor de un cuerpo a otro mediante el movimiento de ondas electromagnéticas a través del espacio, inclusive cuando exista vacío




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entre ellos. La radiación puede ocurrir a través de gases, líquidos o sólidos; pero debido a la mayor capacidad de absorción de energía de los medios densos, la radiación del calor es mas eficiente a través de los gases. Convección es transferencia de calor de un punto a otro en un fluido, gas o líquido, debido a la mezcla y movimiento de las diferentes partes del fluido. Existen dos mecanismos de transferencia de calor por convección, denominados convección forzada y convección natural. En la convección forzada, el movimiento del fluido es debido a fuerzas externas, tal como bombeo; mientras que en la convección natural el movimiento es inducido por la diferencia de densidades resultante de la diferencia de temperatura en el fluido. Cuando en la convección forzada la velocidad es relativamente baja, estos factores de diferencia de densidad y de temperatura pueden tener un efecto considerable. Los métodos de cálculo para cada uno de estos mecanismos son diferentes. El flujo de calor por conducción es proporcional al gradiente de temperatura (ley de Fourier: Q=–kA(dT/dX) ); por radiación es función del incremento de la temperatura absoluta a la cuarta potencia (ecuación de Stefan Boltzmann: Q=1.714 x 10–7εA (T14 – T24)) y por convección es proporcional a la diferencia de temperatura entre la superficie de transferencia y la masa de fluido en contacto con ella (ley de Newton Q=hA (T1 – T2)). La diferencia entre estas ecuaciones reside, básicamente, en el coeficiente de transferencia. Así, el coeficiente por conducción, denominado conductividad térmica, es una propiedad del medio de transferencia y puede ser medido directamente y el coeficiente por radiación depende de una propiedad de la superficie radiante, llamada emisividad, la cual es medida directamente. Pero el coeficiente por convección es un parámetro empírico, obtenido experimentalmente, pero no medido directamente, por lo que el cálculo de la transferencia de calor por convección es mas empírico que para los otros dos mecanismos, existiendo una gran dependencia de datos experimentales y sus correlaciones. Adicionalmente, este coeficiente incorpora elementos de dinámica de fluidos. Generalmente, en cualquier proceso de transferencia de calor se encuentran presente, simultáneamente, varios de estos mecanismos; por ejemplo la transferencia de calor por convección incorpora calor por conducción en el fluido; de hecho, si el fluido fuese no–conductor no se daría la convección, pues el movimiento sirve para poner en contacto las partes fría y calientes.

4.4

Proceso de transferencia de calor En la subsección previa se ha planteado los diferentes mecanismos de transferencia de calor, y en esta subsección se plantean como a través de estos mecanismos ocurre la transferencia de calor. El objetivo es introducir un conocimiento general sobre los procesos de transferencia de calor. Existen dos




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tipos generales de procesos; a saber: (1) Sin cambio de fase, conocida también como calor sensible y (2) con cambio de fase. El proceso sin cambio de fase o calor sensible, como su nombre sugiere, involucra operaciones de calentamiento y enfriamiento de fluidos donde la transferencia de calor resulta solamente en cambios de temperatura; mientras que en el cambio de fase, la operación se traduce en una conversión de líquido a vapor o de vapor a líquido; es decir, vaporización o condensación. Muchas aplicaciones involucran ambos tipos de procesos. A continuación se presentan descripciones generales sobre estos tipos de procesos de transferencia de calor; pero no siendo el objetivo de este MDP presentar un tratado teórico sobre el tema, le remitimos para mayores detalles a las referencias mencionadas en la sección 3. En los documentos 03/ 04/ 05, referidos a procedimientos de PDVSA–MDP–05–E–02/ diseño, se presentan las correlaciones usadas en la IPPCN en el diseño de intercambiadores. 4.4.1

Calor sensible La mayoría de las aplicaciones de los procesos de transferencia de calor sin cambio de fase involucran el mecanismo de transferencia de convección forzada, tanto dentro de los tubos como sobre superficies externas. Como se menciono previamente (subsección 4.3), el coeficiente de transferencia de calor por convección depende de parámetros de dinámica de fluido, por ejemplo la velocidad. En base al movimiento de fluido, el flujo dentro de los tubos se divide en tres regímenes de flujo, los cuales son medidos mediante un parámetro adimensional, llamado número de Reynolds, el cual es una indicación de la turbulencia del flujo (para mayores detalles ver documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consulta MDP versión 1986, Sección 14). Los regímenes de flujo son : 1.

Flujo laminar: número de Reynolds menor que 2.100.

2.

Flujo de transición: número de Reynolds entre 2.100 y 10.000.

3.

Flujo turbulento: número de Reynolds mayor que 10.000.

Para cada uno de estos regímenes de flujo han sido desarrollados ecuaciones semi–empíricas las cuales son usadas para describir y predecir adecuadamente la transferencia de calor en la región en consideración. Aunque los coeficientes de transferencia de calor para flujo Laminar son considerablemente mas pequeños que para flujo Turbulento, en algunas casos se prefiere el flujo Laminar para reducir costos de bombeo. El mecanismo de transferencia de calor en este régimen de flujo es básicamente por conducción. En la región de Transición, el flujo puede ser inestable y fluctuaciones en la caída de presión y en la transferencia de calor han sido observadas. Existe una gran




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incertidumbre en cuanto al comportamiento de los parámetros de transferencia de calor y de fricción del flujo; en consecuencia es aconsejable evitar el diseño de los equipos de intercambio de calor para operar dentro de esta región. En cuanto al fenómeno de transferencia de calor por convección forzada sobre superficies externas, es importante mencionar que el proceso de transferencia de calor esta íntimamente relacionado con la naturaleza del flujo; por ejemplo, la transferencia de calor sobre un haz de tubos depende del patrón de flujo y del grado de turbulencia; es decir, es función de la velocidad del fluido y del tamaño y arreglo de los tubos. Debido a la complejidad del flujo en estos casos de transferencia calor sobre superficies externas dificulta su tratamiento analítico, las ecuaciones disponibles para el cálculo del coeficiente de transferencia de calor se han desarrollado completamente en base a datos experimentales. 03/ 04/ 05, referidos a En los documentos PDVSA–MDP–05–E–02/ procedimientos de diseño, se presentan las correlaciones usadas en la IPPCN en el diseño de intercambiadores sin cambio de fase. 4.4.2

Condensación Condensación, una de las operaciones de transferencia de calor mas importantes, es un proceso convectivo, mediante el cual el vapor es convertido en liquido cuando el vapor saturado entra en contacto con una superficie a temperatura mas baja. Este proceso ocurre en una gran variedad de aplicaciones y equipos (por ejemplo: sobre/dentro de tubos verticales/horizontales). El condensado se forma sobre la superficie fría y, bajo el efecto de la fuerza de gravedad fluye hacia abajo, sobre dicha superficie, en diferentes maneras, las cuales se describen a continuación: Si el líquido condensado humedece la superficie formando una película continua de líquido, sobre la superficie, el proceso se denomina Condensación tipo película, la cual se muestra en la Figura 8.b. La película actúa como un material aislante de la superficie y representa una resistencia o barrera a la transferencia de calor. Este tipo de condensación es la que usualmente se asume en el diseño de condensadores y es la base teórica del procedimiento de diseño para condensadores presentado en el documento PDVSA–MDP–05–E–02. Si por el contrario el líquido condensado no humedece la superficie, se forman gotas de liquido las cuales crecen lo suficiente para moverse al azar sobre la superficie por efecto de la gravedad. Este proceso se denomina Condensación por gotas y se muestra en la Figura 8.a. En este proceso, porciones de superficie están directamente expuestas al vapor, no existiendo resistencia al flujo de calor, por lo que se experimenta ratas de transferencia de calor mas elevadas que en la condensación tipo película. Por esta razón, la condensación por gotas prodría ser preferida a la tipo película; pero es una opción impráctica dada la




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dificultad de mantenerla en el tiempo. La mayoría de las superficies tienden a la formación de película después de ser expuestas al vapor condensado durante un largo período de tiempo. Se ha intentado fomentar la condensación por gotas mediante el uso de aditivos al vapor y tratamiento de la superficie (por ejemplo, revestimiento), sin éxito, debido al incremento de costos operacionales, a su inefectividad en el tiempo y al ensuciamiento de la superficie, entre otros. Si las gotas de condensado se forman en la masa de la corriente de vapor, en lugar de sobre la superficie, el proceso se denomina Condensación homogénea, la Esta situación puede ocurrir en cual se muestra en la Figura 8.d. condensadores parciales o en corrientes de vapor con gases incondensables, cuando el vapor o la mezcla gas–vapor es enfriado por debajo del punto de rocío. Este tipo de condensación puede resultar en la formación de una niebla de gotas de liquido en el vapor, las cuales por ser muy pequeñas son difíciles de separar por métodos convencionales y pueden ser arrastradas en el venteo de condensador, presentando posibles problemas de contaminación ambiental. Cuando el vapor condensa produciendo dos fases liquidas ( por ejemplo, una mezcla de vapores de agua e hidrocarburos), el proceso se conoce como Condensación de líquidos inmiscibles. En estos casos, el patrón de condensación es variable. Un enfoque conservador supone la presencia de dos películas de condensado y el calor se transfiere a través de ambas películas en serie. Otro enfoque supone condensación tipo película para una de las fase, mientras que la otra forma gotas sobre la superficie de la película, como se ilustra en la Figura 8.c. 4.4.3

Vaporización La vaporización puede ser definida como la adición de calor a una masa líquida, en tal magnitud, que ocurre la generación de vapor. Es un proceso convectivo que involucra cambio de fase de líquido a vapor. Esta subsección intenta describir a continuación, solo a título informativo, los modos de transferencia de calor en el proceso de vaporización, y en el documento PDVSA–MDP–05–E–02 se presentan las correlaciones prácticas usadas en el diseño de intercambiadores, con vaporización. La vaporización ocurre cuando una superficie es expuesta a un liquido y mantenida a la temperatura de saturación de ese líquido, dependiendo el flujo de calor de la diferencia de temperatura entre la superficie y la condición de saturación. Si la superficie esta sumergida en una piscina estática de líquido, al proceso se le denomina Piscina de vaporización (“Pool Boiling”). Inicialmente no se forman burbujas o gotas de vapor y la transferencia de calor se da por convección natural. En el área cerca de superficie caliente, el líquido absorbe un pequeño sobrecalentamiento y es subsecuentemente evaporado en la medida que se mueve hacia la superficie del líquido. Seguidamente, comienzan a




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formarse burbujas en la superficie de transferencia, las cuales inicialmente desaparecen por condensación en la masa de líquido, al desprenderse de la superficie. A medida que la diferencia de temperatura se incrementa, crece el número de burbujas y solo alguna de ellas desaparecen en la superficie del líquido. Este régimen se le denomina Vaporización por nucleación. Eventualmente las burbujas se forman tan rápidamente y alcanzan a ser tan numerosas que se aglutinan, formando una película continua de vapor sobre la superficie caliente, y finalmente el vapor es descargado desde la película, en forma de burbujas regularmente espaciadas. Este régimen se denomina Vaporización por película, donde la transferencia de calor es por conducción y convección a través de la película y, a medida que la temperatura de la superficie se incrementa, por significativa radiación; siendo la transferencia de calor menos eficiente. Si la temperatura del líquido es menor que su temperatura de saturación, el proceso se llama Vaporización subenfriada o local. Si el liquido es mantenido a su temperatura de saturación, al proceso se le conoce como vaporización saturada. En este último caso, las burbujas formadas se desprenden hacia el centro de la masa liquida. Estos dos últimos modos de vaporización se encuentran presente cuando la vaporización ocurre en tubos verticales y se le conoce como Vaporización convectiva forzada.

4.5

Clasificación y aplicaciones de intercambiadores de calor Los intercambiadores son diseñados para satisfacer requerimientos específicos, existiendo en el mercado una gran diversidad de tipos que difieren en tamaño y forma. Estos tipos son clasificados de acuerdo a diferentes criterios, tales como procesos y mecanismos de transferencia de calor, grado de compacticidad de la superficie, patrón de flujo, número de fluidos, geometría y tipo de construcción. Este último criterio engloba un amplio rango de intercambiadores usados en la industria petrolera, los cuales se describen a continuación. Por supuesto, existen otros tipos de intercambiadores de calor a los cuales no se hace referencia, pero éstos no se utilizan con frecuencia en la industria petrolera.

4.5.1

Intercambiadores del tipo tubo y carcaza Este es el tipo de intercambiador que se utiliza comúnmente en las refinerías. No es caro, es fácil de limpiar y relativamente fácil de construir en diferentes tamaños y puede ser diseñado para presiones desde moderadas a altas, sin que varíe sustancialmente el costo. Mecánicamente resistente para soportar las tensiones a la cual es sometido durante la etapa de fabricación, el envío, montaje e instalación en sitio; y los esfuerzos externos e internos en las condiciones normales de operación, debido a los cambios en temperatura y presión. Fácil de mantener y reparar (aquellas partes sujetas a fallas frecuentes, tubos y empacaduras, son fáciles de reemplazar). Adicionalmente, la disponibilidad de




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buenos procedimientos de diseño, de experticia y de facilidades de fabricación, aseguran el diseño y construcción exitoso de este tipo de intercambiadores, convirtiéndoles en la primera opción a seleccionarse para un proceso de transferencia de calor. El intercambiador de tubo y carcaza consiste de un haz de tubos paralelos encerrados en un estuche cilíndrico llamado carcaza. En la Figura 2. se muestran las diferentes partes de este tipo de intercambiadores. Hay tres tipos básicos de intercambiadores de tubo y carcaza, dependiendo del método utilizado para mantener los tubos dentro de la carcaza. El primero es el de tipo fijo o intercambiadores de placa de tubos fija o de cabezal fijo. En este caso, el equipo tiene tubos rectos, asegurados en ambos extremos en placas de tubos soldados a la carcaza. En este tipo de construcción, algunas veces es necesario incorporar en la carcaza una junta de expansión o una junta de empaques, debido a la expansión diferencial de la carcaza y los tubos. Esta expansión se debe a la operación del equipo a diferentes temperaturas y a la utilización de diferentes materiales en la construcción. La necesidad de esta junta es determinada tanto por la magnitud de la expansión diferencial como del ciclo operativo esperado. Cuando no se requieren estas juntas o empacaduras, el equipo ofrece el máximo de protección contra la fuga del liquido contenido en la carcaza. El haz de tubos no puede ser removido para inspección y limpieza, pero el cabezal en el lado de los tubos, las empacaduras, la cubierta del canal, etc. son accesibles para mantenimiento y reemplazo de las partes. La carcaza puede ser limpiada por retrolavado o químicamente. Los intercambiadores de cabezal fijo son usados en servicios donde el fluido de la carcaza es un fluido limpio, como vapor de agua, refrigerante, gases, cierto tipo de agua de enfriamiento, etc. El segundo tipo de intercambiadores de tubo y carcaza utiliza tubos en forma de U, con ambos extremos de los tubos sujetados a una placa de tubos simple, eliminándose así los problemas de expansión diferencial porque los tubos pueden expandirse y contraerse libremente, la forma de U absorbe estos cambios. A estas unidades se les denomina intercambiadores con tubos en U. El haz de tubos puede ser removido de la carcaza para inspección y limpieza; pero la limpieza mecánica interna de los tubos y su reemplazo es difícil, por lo que este tipo de intercambiadores es usualmente aplicable en servicios limpios o cuando la limpieza química es efectiva. El costo de estas unidades a presión baja es aproximadamente igual al de las unidades de cabezal fijo, pero a presión alta es significativamente mas barato, por lo que es muy usado en este tipo de aplicación. El tercer tipo de intercambiadores de tubo y carcaza, al igual que las unidades de cabezal fijo, presenta dos placas de tubos, pero con solo una de ellas soldada a la carcaza y la otra moviéndose libremente, y así evitando los problemas de expansión diferencial. A este diseño se le conoce como intercambiadores de cabezal flotante. El haz de tubos de este tipo de intercambiador puede




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removerse para mantenimiento y para la limpieza mecánica de la carcaza y los tubos, también, pueden ser limpiados mecánicamente tanto en su exterior como en su interior. El diseño de cabezal flotante es mas caro (aprox. en un 25%) que el diseño de cabezal fijo, y es apropiado para servicios asociados a altas temperatura y presiones, pero limitado a aquellos servicios donde la fuga del fluido contenido en la carcaza es tolerable. Para mayor información sobre el diseño de este tipo de intercambiadores, refiérase a la Subsección 4.7 y al documento PDVSA–MDP–05–E–02. Resumiendo, los tipos de intercambiadores de tubo y carcaza, en orden de incremento de costos, para rango de presiones desde moderadas a altas, existentes son: 1.

Intercambiador de cabezal fijo.

2.

Intercambiador con tubos en U.

3.

Intercambiador de cabezal fijo con junta de expansión o junta de empaques.

4.

Intercambiador de cabezal flotante.

El diseñador debería elegir el tipo de intercambiador menos costoso, que sea aplicable al caso en estudio. En la Tabla 9 se presentan los tipos de cabezal fijo y flotante de la TEMA. Las boquillas de entrada y salida del fluido contenido en la carcaza son generalmente secciones de tubos estándares soldadas a la carcaza; aunque diseños especiales pueden ser requeridos en casos de baja caída de presión, distribución uniforme del fluido o protección por erosión. (Por ejemplo, deflectores de choque, cuando flujo bifásico o vapor saturado es admitido en la carcaza). La cubierta del canal es asegurada por pernos o atornillada al canal para permitir la inspección de la placa de tubos y de los tubos sin perturbar la operación del equipo. Alternativamente, para el fluido por los tubos pueden usarse casquetes con boquillas bridadas o conexiones roscadas. Otra de las partes importantes en la mayoría de los intercambiadores es el arreglo de los deflectores transversales, cuya función principal es el soporte de los tubos contra las vibraciones y deformaciones. Otra función es definir la trayectoria del flujo alrededor de los tubos, mejorando la transferencia de calor, pero incrementando la caída de presión. Los deflectores mas usados son los de corte segmentado. Otras partes importantes en la construcción de estos equipos son las barras tirantes, los espaciadores, las bandas de sellos y, por supuesto, las empacaduras. Todas esta partes son discutidas en las subsecciones 4.6 y 4.7.


PDVSA

TRANSFERENCIA DE CALOR INTERCAMBIADORES DE CALOR PRINCIPIOS BASICOS

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Los intercambiadores de carcaza y tubos se diseñan y fabrican de acuerdo a los estándares de la Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares (Tubular Exchanger Manufacturers Association “TEMA”), con las modificaciones indicadas en el MID–EA–201–PR. De acuerdo a los patrones de TEMA existen tres clases estándares de construcción mecánica de intercambiadores: R, C y B. De éstas sólo se considerarán las clases R y C. (La Clase B es muy similar a la Clase C). El equipo que se fabrica de acuerdo a los patrones de la Clase R, cumplen con todos los requisitos para los servicios que involucran una transferencia de calor elevada. Sin embargo, existe una cantidad numerosa de aplicaciones que no requieren este tipo de construcción. Estas se caracterizan por bajas tendencias a la corrosión y ensuciamiento, requiriendo factores de ensuciamiento que no exceden de 0.00035 m2°C/W (0.002 hpie2°F/BTU) y límites permisibles de corrosión que no excedan 3.0 mm (1/8 pulg), para la unidad que se esté considerando. Este tipo de unidades pueden ser consideradas como equipos cuya frecuencia de mantenimiento es baja. En esta categoría se encuentran los intercambiadores de servicio agua/agua, enfriadores de aire, y aplicaciones similares de corrientes que no sean hidrocarburos; también se incluyen algunos servicios de hidrocarburos livianos, tales como: intercambiadores para fracciones livianos de crudo, calentadores de aceite lubricante y algunos calentadores de tanques de succión. Para estos servicios, se debería considerar la construcción Clase C. Aunque las unidades que se fabrican de acuerdo a la Clase R o a la Clase C, cumplen con todos los requisitos de los códigos pertinentes, (ASME u otros códigos nacionales); las unidades Clase C se diseñan para lograr una mayor economía, pudiéndose conseguir un ahorro en costos de hasta el 5% con respecto a las unidades Clase R. 4.5.2

Enfriadores de aire Los enfriadores de aire consisten de uno o más ventiladores de flujo axial, velocidades relativamente bajas y diámetros grandes, que forzan o inducen al aire a fluir a través de un banco de tubos, generalmente con aletas. La configuración básica de una unidad es un banco de tubos aleteados montado sobre una estructura de acero con una cámara de pleno y un anillo vénturi, un motor y otros accesorios como persianas, guardaventilador, alambrado e interruptores de vibración. La selección entre enfriadores de aire o intercambiadores convencionales de tubos y carcaza, depende del balance económico, el cual debe considerar en la inversión inicial, los costos de las facilidades requeridas dentro y fuera del área, para la instalación de los equipos y los costos de operación de los mismos. En general, los enfriadores de aire resultan especialmente atractivos en aquéllas localidades donde el agua escasea o requieren un tratamiento costoso como una torre de enfriamiento, donde las leyes de contaminación ambiental establezcan




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requisitos estrictos para los efluentes de agua, donde la expansión de los sistemas de agua de enfriamiento sea necesaria, o donde la naturaleza del medio enfriante cause taponamientos frecuentes o problemas de corrosión. En resumen, estas unidades requieren una inversión inicial mas alta que los enfriadores de agua pero los costos de operación y mantenimiento son menores. Estos equipos se utilizan con frecuencia en combinación con enfriadores de agua, cuando se requiere remover una gran cantidad de calor. En este caso los enfriadores de aire remueven primero la mayor parte del calor y el enfriamiento final se consigue con los de agua. también pueden utilizarse como enfriadores de emergencia en caso de requerirse un bombeo rápido de una corriente de proceso. Estas unidades aún con el ventilador apagado, son capaces de remover por convección natural entre 15 y 35% del calor de diseño, dependiendo del rango de temperatura de la corriente de proceso entrando al enfriador. Los enfriadores de aire ocupan un área relativamente grande. Por lo tanto, estas unidades se instalan normalmente encima de los tendidos de líneas y de los equipos de proceso, tales como tambores e intercambiadores. Para los criterios de seguridad aplicados, ver el documento PDVSA–MDP–08–SG–01. Cuando se considere la instalación de enfriadores de aire, se debería tomar en cuenta el efecto que puedan tener las pérdidas de calor de los equipos circundantes, en la temperatura de entrada del aire. El documento PDVSA–MDP–05–E–03 presenta una descripción detallada y el procedimiento de diseño para los enfriadores de aire. 4.5.3

Intercambiadores de doble tubo Los intercambiadores comerciales de doble tubo consisten de uno o más tubos, encerrados dentro de otro tubo en forma de U u “horquilla” que hace el papel de carcaza. Aunque algunas secciones de los intercambiadores de doble tubo tienen tubos lisos, la mayoría tienen aletas longitudinales en la superficie externa de los tubos. Son unidades de costos relativamente bajos, resistentes y se pueden desmantelar fácilmente para limpieza, removiendo la tapa colocada en el extremo en U del tubo externo, desmontando ambos cierres frontales y retirando el elemento de transferencia de calor. Estos intercambiadores se encuentran disponibles como unidades de fabricación estándar. Las secciones de doble tubo permiten un flujo en contracorriente y corriente verdadero, lo cual puede ser particularmente ventajoso cuando se requieren temperaturas de aproximación pequeñas o rangos de temperaturas grandes. Además, las unidades de doble tubo encajan muy bien en aquellas aplicaciones que involucran presiones altas y/o flujos bajos, debido a que estas unidades son de diámetros relativamente pequeños. Esto permite el uso de bridas pequeñas y paredes delgadas, si se las compara con los equipos de carcaza y tubo convencionales. Las secciones de doble tubo han sido diseñados para presiones




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de 16500 kPa man. (2400 psig), inclusive, en el lado de la carcaza, y 103400 kPa man. (15000 psig), inclusive, en el lado de los tubos. Las juntas de metal a metal, juntas de anillo o anillos tipo O se utilizan en los cierres terminales frontales a presiones bajas. Los intercambiadores de doble tubo simple se encuentran disponibles en el mercado en diferentes tamaños. El diámetro nominal de la carcaza oscila entre 50 y 100 mm (2 a 4 pulg) y el de los tubos internos entre 20 y 65 mm (3/4–2 1/2 pulg). Estos intercambiadores pueden ser justificados económicamente cuando la superficie equivalente de la carcaza y el tubo interno que se requiere, sea menor de 30 metros cuadrados (300 pie2). Los intercambiadores de doble tubo múltiples contienen hasta 64 tubos dentro del tubo exterior o carcaza. Los tubos internos, los cuales pueden ser lisos o con aletas, se encuentran disponibles en diámetros externos entre 16 mm y 22 (5/8 a 7/8 pulg). Sin embargo, en aquellas secciones que contengan más de 19 tubos, sólo se utilizan normalmente tubos lisos. Los tamaños nominales de la carcaza varían entre 100 mm y 400 mm (4 y 16 pulg) de diámetro nominal. Para mayor información acerca de los intercambiadores de doble tubo, ver documento PDVSA–MDP–05–E–04. 4.5.4

Intercambiadores de superficie extendida En los tubos lisos, usualmente, la relación entre la superficie externa y la interna se encuentra en el rango de 1.1 a 1.5, dependiendo, por supuesto del diámetro y el espesor de pared. Aquellos tubos con una mayor relación de superficies, en el rango 3 a 40, se les conoce como tubos de superficie extendida; y por antonomasia, los intercambiadores construidos con este tipo de tubos se les denomina Intercambiadores de superficie extendida. Los tubos de superficie extendida presentan aletas, normalmente, transversales o longitudinales; aunque otros tipos de aletas, como espigas (“peg”), espinas (spines) o helicoidal pueden ser usadas. Las aletas longitudinales, para diseños de flujo paralelo a los tubos, son especialmente aplicables en servicios donde la caída de presión es pequeña y el fluido en el lado de las aletas es limpio. Las aletas transversales son generalmente para diseños de flujo perpendicular a los tubos. Este tipo de superficie se emplea cuando, debido a las propiedades de transferencia de calor de un fluido, existe una resistencia alta para el flujo de calor, mientras que las propiedades del otro fluido permiten una resistencia baja. El fluido con la resistencia alta al flujo de calor se pone en contacto con la superficie de las aletas. En los documentos PDVSA–MDP–05–E–02/ 03 se presentan las guías para la utilización de las superficies extendidas en los intercambiadores de carcaza y tubos.



4.5.5


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Intercambiadores de placas Desde 1930 los intercambiadores de placa han sido usados en la industria química y de alimentos. Actualmente su uso se ha extendido considerablemente hacia la industria petrolera, especialmente cuando se requiere un sistema de intercambio de calor compacto y flexible en rangos de temperatura por debajo de 250 °C (482 °F) y 2533 kPa man. (368 psig). En estas unidades, la superficie de transferencia de calor es construida de planchas de metal en lugar de tubos. Estas planchas pueden ser de superficie lisa, corrugada o canalizada. Dependiendo del tipo de superficie de la plancha y de la configuración de la unidad, se conocen cuatro (4) tipos de intercambiadores de placa, a saber : (1) intercambiadores de placas en espiral (Spiral Plate), (2) intercambiadores de placas con empacadura (Plate–and–Frame Exchanger), (3) intercambiadores de placas con aletas (Plate–and–Fin Exchanger) y (4) intercambiadores de laminas repujadas (Patterned Plates). Dada la poca experiencia existente en estos tipos de intercambiadores, tanto en la IPPCN como en la compañías de ingeniería, este manual recomienda que el diseño de estas unidades sea realizado por los vendedores o fabricantes de estas unidades, dada su experiencia en dicha área. 1.

Intercambiadores de placas en espiral (Spiral Plate).– Estas unidades consisten, esencialmente, de dos planchas paralelas, enrolladas en espiral y soldados, adecuadamente, los extremos alternos de las planchas adyacentes para formar un par de canales concéntricos. Las planchas son separadas por protuberancias abollonadas en una de las planchas. Un fluido entra en el centro del espiral y fluye hacia afuera; mientras el otro entra en la periferia y fluye hacia el centro, en contracorriente. Debido a la trayectoria en espiral de los fluidos, estas unidades presentan un coeficiente global de transferencia de calor más alto que las unidades convencionales y una reducción de la formación de depósitos de sucio. En la mayoría de los servicios no presentan problemas de expansión térmica y son relativamente fáciles de limpiar. Son utilizables en el manejo de fluidos viscosos o con contenido de solidos, y como condensadores o reboilers. En la Figura 9.a se muestran versiones de este tipo de equipos.

2.

Intercambiadores de Placas con Empacadura (Plate–and–Frame Exchanger).– En la Figura 9.b se muestra un intercambiador típico de placas. Estas unidades consisten en un conjunto de planchas de metal muy delgadas y corrugadas, mantenidas juntas en un bastidor y selladas en sus bordes, para prevenir fugas hacia afuera, por una empacadura compresible, formando así una serie de pasadizos estrechos e interconectados, a través de los cuales son bombeados los fluidos. El fluido caliente y el frío siguen pasadizos alternos y el calor es transferido a través de las planchas con una resistencia térmica relativamente baja. El bastidor es una estructura rígida




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formado por una placa fija en un extremo y una columna de soporte en el otro, conectados ambos en el tope por una barra de sustentación y en el fondo por un riel guía. Estas unidades resultan atractivas para su uso en lugares confinados o sensibles al peso, como barcos o plataformas costa afuera (por ejemplo, plataformas de producción en el Lago de Maracaibo), debido a que las superficies de transferencia son relativamente compactas y livianas. Pueden ser fabricadas con cualquier metal, aunque acero al carbono es poco usado porque el equipo no sería competitivo con las unidades de tubo y carcaza. Los rangos de temperatura y presión son limitados a valores relativamente bajos, debido al material de la empacadura y de construcción. 3.

Intercambiadores de placas con aletas (Plate–and–Fin Exchanger).– Los intercambiadores de placas con aletas representan la forma mas compacta de superficie de transferencia de calor, por lo menos en el caso usual donde los fluidos deben mantenerse separados. El peso también es mantenido al mínimo. La presión de diseño puede alcanzar hasta 4826 kPa man. (700 psig.) y la temperatura en el orden de los 800°C (1472°F), inclusive temperaturas mas altas pueden usarse, si se utiliza como material de construcción, cerámica. Usualmente, el material de construcción es aluminio y las condiciones máximas de diseño son 4100 kPa man. (600 psig) y 67°C (150°F). Estas unidades son construidas de múltiples capas de hojas de metal corrugadas (aletas), formando una especie de matriz porosa o corrugada, colocada entre láminas planas de metal que sirven como tabiques separadores, como se muestra en la figura 9.c. El fluido entrando y saliendo de de la matriz corrugada es controlado por distribuidores, con una barra lateral solida usada para prevenir que un fluido entre en los canales del otro fluido. Mas de un fluido puede ser manejado en una sola unidad, mediante el arreglo adecuado de los distribuidores. El conjunto de matriz corrugada, laminas planas y barras laterales es soldado con una soldadura fuerte, resultando en una estructura resistente y rígida con una densidad volumétrica del área de transferencia de calor muy alta. Sin embargo, estas unidades presentan limitaciones en cuanto a su tamaño, materiales de construcción y limpieza. Siendo esta última su limitación mas generalizada, puesto que el tipo de construcción (completamente soldada y estrechos pasadizos) no permite el acceso para una limpieza mecánica, y el uso de químicos no resulta completamente satisfactorio dada la dificultad de penetración del fluido de limpieza. Por lo tanto, este tipo de unidades son especificadas para servicios de fluidos limpios, siendo el área mas común de aplicación los procesos criogénicos, tales como producción de gas natural liquido, purificación de hidrógeno etc., y actualmente se usan en las plantas de etileno.

4.

Intercambiadores de láminas repujadas (Patterned Plates).– En estas unidades las superficies de transferencia de calor son construidas con dos planchas de metal, una de las cuales o ambas son repujadas, unidas con




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soldadura normal o de latón de tal manera que forman canales parecidos a un serpentín. Un fluido circula a través de dichos canales y el otro alrededor de la superficie externa de las planchas. Estas unidades son poco costosas, livianas y fáciles de limpiar en el lado externo. Su aplicación principal es el enfriamiento y calentamiento de tanques. Las unidades conocidas como los Intercambiadores Lamella o Ramen son construidos soldando estas superficies de transferencia en una placa de tubos para formar un haz de tubos que es colocado en una carcaza. Aunque generalmente se construyen para presiones hasta 1724 kPa man. (250 psig), pueden ser diseñadas para presiones tan altas como 10342 kPa man. (1500 psig). 4.5.6

Intercambiadores de tipo espiral (“Hampson Coil”) Los intercambiadores de tubos en forma de espirales consisten de un grupo de serpentines concéntricos enrollados en forma de espiral, los cuales están conectados a placas o cabezales de tubos. Entre sus características se pueden mencionar las siguientes: son económicos, de fácil instalación y limpieza; se utilizan para flujo en contracorriente, no tienen problemas de expansión diferencial, son compactos y pueden ser usados para el intercambio de calor de dos o más fluidos. Estas unidades se utilizan normalmente en las aplicaciones criogénicas, donde la presión de proceso es 4500 kPa man. (650 psig) o mayor; siendo particularmente útiles en el manejo de fluidos viscosos y aplicables como condensadores o rehervidores. El documento PDVSA–MDP–05–E–05 estas unidades.

4.5.7

presenta detalles adicionales sobre

Otros tipos de intercambiadores de calor La mayoría de los tipos de intercambiadores se describieron previamente en las subsecciones precedentes, pero ello no significa que se ha agotado la disponibilidad de dispositivos para transferencia de calor; muchas otras configuraciones especiales se encuentran disponibles en el mercado. A continuación se describen brevemente algunos tipos de intercambiadores que se utilizan en la IPPCN bajo consideraciones especiales de proceso y/o materiales. Para mayor información sobre estos intercambiadores, consulte las referencias 7, 8, 9, y 13 mencionadas en la sección 3. Adicionalmente, cuando se requiere utilizar este tipo de intercambiadores, se especifica normalmente el calor a transferir dejándole el diseño a los fabricantes de este tipo especial de equipos, quienes disponen de metodología de diseño, datos, experticia y garantizan la operabilidad de los mismos. 1.

Intercambiadores tipo superficie raspadora (Scraped–Surface).– Los intercambiadores tipo superficie raspadora tienen un elemento rotatorio provisto de una cuchilla sujeta a un resorte, la cual sirve para limpiar la superficie de transferencia de calor. Estos equipos pueden ser de baja (15




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a 150 rpm) y alta velocidad (200 a 2000 rpm) y ambos se utilizan generalmente en plantas donde el fluido es muy viscoso o tiene tendencia a formar depósitos, como en las plantas de extracción de parafinas (por ejemplo: La Refinería de San Roque, CORPOVEN, S. A.). Las unidades de alta velocidad son especialmente usadas en aquellos servicios donde se requiere un corto tiempo de residencia para prevenir la formación de depósitos y la cristalización. Estos intercambiadores son de construcción tipo doble tubo. El tubo interno, el cual lleva las cuchillas, se encuentra disponible en diámetros nominales de 150, 200 y 300 mm (6, 8 y 12 pulg, respectivamente). El tubo externo, el cual forma un pasadizo anular por donde fluye el medio enfriante o refrigerante se dimensiona de acuerdo a las necesidades del caso en cuestión. El arreglo más común consiste en un máximo de 10 secciones horizontales de 300 mm (12 pulg) de diámetro o un máximo de 12 secciones horizontales de diámetro menor, conectadas en serie o series/paralelo formando dos filas verticales sobre una estructura adecuada. Este tipo de arreglo se denomina soporte (“Stand”). Motores y cadena, o engranajes, más los protectores apropiados complementan el soporte (“Stand”). La secuencia normal de procesamiento incluye uno o más intercambiadores de soporte, seguidos de uno o más enfriadores de soporte en servicio refrigerante. 2.

Intercambiadores tipo bayoneta.– Un intercambiador tipo bayoneta consiste de un par de tubos concéntricos, con el tubo externo soldado en uno de sus extremos. El tubo interno o bayoneta sirve únicamente para suplir el fluido al ángulo localizado entre el tubo externo o funda y el interno. La transferencia de calor ocurre solamente a través del tubo externo, el cual está hecho normalmente de una aleación muy costosa y el interno de acero al carbono. Son unidades de gran utilidad cuando existe una diferencia extremadamente alta entre el fluido del lado de la carcaza y el del lado de los tubos, ya que todas las partes sujetas a expansión diferencial, se mueven libre e independientemente una de la otra; se utilizan en servicios con cambio de fase donde no es deseable tener un flujo bifásico en contra de la gravedad; son adecuadas en servicios en vacío, debido a su baja caída de presión y algunas veces se coloca en tanques y equipos de proceso para calentamiento y enfriamiento. Los costos por metro cuadrado para estas unidades son relativamente altos, ya que solamente el tubo externo transfiere calor al fluido que circula por la carcaza.

3.

Enfriadores de película vertical descendente.– Los intercambiadores de película vertical descendente son del tipo de cabezal de tubos fijo. El agua se controla mediante un instrumento de medición de la entrada de cada tubo y fluye por el interior de éstos, formando una película densa.

4.

Enfriadores de serpentín (Worm Coolers).– Estos enfriadores consisten en serpentines sumergidos en un recipiente con agua. Aunque estos




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enfriadores son de construcción simple, son extremadamente costosos por metro cuadrado de superficie. Se utilizan solamente por razones especiales, por ejemplo, cuando se requiere un enfriamiento de emergencia y no existe otra fuente de agua disponible. La caja contiene agua suficiente para enfriar el líquido en caso que ocurra una perturbación en la unidad y el agua de enfriamiento falle. Cuando se decide instalar estos equipos, los mismos deberían utilizarse regularmente como parte del circuito de enfriamiento de la unidad. 5.

Condensadores de contacto directo (Barométricos).– Un condensador de contacto directo consiste en una torre pequeña, en la cual el agua y el vapor circulan juntos. El vapor condensa mediante el contacto directo con las gotas de agua. Su nombre se deriva del término “cola de tubería larga” (“Long Tailpipe”) o “pata barométrica” (“Barometric Leg”), la cual se requiere cuando es necesaria una descarga de condensado continua. Las unidades de contacto directo se utilizan solamente cuando las solubilidades del medio enfriante y del fluido de proceso, son tales que no se crean problemas de contaminación del agua o del producto. Las pérdidas del fluido de proceso en el medio enfriante también deben evaluarse.

6.

Enfriadores de cascada.– Un condensador de cascada está constituido por una serie de tubos colocados horizontalmente uno encima del otro y sobre los cuales gotea agua de enfriamiento, proveniente de un distribuidor. El fluido caliente generalmente circula en contracorriente respecto al flujo de agua. Los condensadores de cascada se utilizan solamente donde el fluido de proceso es altamente corrosivo, tal como sucede en el enfriamiento de ácido sulfúrico. Estas unidades también se les conoce con el nombre de enfriadores de trombón (“Trombone Coolers”), enfriadores de gotas o enfriadores de serpentín.

7.

Intercambiadores de grafito impermeable.– Los intercambiadores de grafito impermeable se utilizan solamente en aquellos servicios que son altamente corrosivos, como por ejemplo, en la extracción de isobutano y en las plantas de concentración de ácidos y dímeros. Estas unidades se construyen en diferentes formas: a.

Los intercambiadores de grafito cúbico consisten de un bloque cúbico central de grafito impermeable, el cual es agujereado para proveer pasadizos para los fluidos de proceso y de servicio. Los cabezales están apernados a los lados del cubo de manera de distribuir el fluido. Los cubos se pueden interconectar para proveer área adicional de transferencia de calor.

b.

Los intercambiadores de grafito tipo bloque consisten de un bloque de grafito impermeable encerrado en una carcaza cilíndrica. El fluido de proceso (lado de los tubos) fluye a través de pasadizos axiales en el


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bloque, y el fluido de servicio (lado de la carcaza), circula por pasadizos transversales en el bloque. c.

4.6

Los intercambiadores de grafito de carcaza y tubos son iguales a los intercambiadores corrientes de carcaza y tubo, excepto que los tubos, las hojas de tubos y cabezales están construidos de grafito impermeable.

Consideraciones generales de diseño

4.6.1

Generalidades La velocidad de transferencia de calor de un fluido a otro, a través de una pared de metal es proporcional al coeficiente global de transferencia de calor, el área de la pared y a la diferencia de temperatura entre el fluido caliente y el frío: (Ec. 1)

Q + U o x A x DTMe

donde:

ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ En unidades SI

En unidades inglesas

W

BTU / h

Q

=

Velocidad de transferencia de calor

Uo

=

Coeficiente global de transferencia de calor basado en el área externa de la superficie del metal

W / m2 °C

A

=

Area externa de la superficie del metal a través de la cual ocurre la transferencia de calor

m2

pie2

Diferencia de temperaturas medias logarítmicas entre los fluidos caliente y frío

°C

°F

DTMe =

BTU / hpie2 °F

Cuando se especifica un intercambiador de calor, el diseñador casi siempre conoce o puede calcular sin mucha dificultad, los términos Q y DTMe para las condiciones de proceso dadas. Para obtener el valor apropiado del área de transferencia de calor requerida, se necesita evaluar solamente el coeficiente Uo. Desafortunadamente, Uo es función del diseño y de las velocidades de ensuciamiento. Por esta razón, el diseño de un intercambiador de calor requiere un cálculo de ensayo y error (tanteo).




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El procedimiento general utilizado en el diseño de intercambiadores de calor se describe en la sección 5. 4.6.2

Coeficiente global de transferencia de calor (U0) Esta disertación teórica sobre los coeficientes globales de transferencia de calor es aplicable a todos los tipos de intercambiadores, excepto los de contacto directo. Cuando el calor fluye desde un fluido que circula por un lado de un tubo a otro fluido que circula por el otro lado del tubo, dicho calor debe vencer las resistencias siguientes: – Rio, la cual es la resistencia de la película laminar del fluido en el interior del tubo, referida al área externa del tubo. – rio, la cual es la resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el interior de tubo, referida al área externa del tubo. – rw, la cual es la resistencia de la pared del tubo. – ro, la cual es la resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el exterior del tubo. – Ro, la cual es la resistencia de la película laminar del fluido en el exterior del tubo. La suma de estas cinco resistencias se denomina resistencia total Rt y se define como: Uo + 1 Rt

(Ec. 2)

Los factores de ensuciamiento rio y ro se estiman basados en la experiencia o utilizando los valores típicos que se muestran en la Tabla 5. El término rw se calcula a partir del espesor y la conductividad térmica del metal. Rino y ro son funciones de la velocidad másica y de las propiedades físicas del fluido, y se evalúan a partir de las correlaciones dadas en las subsecciones siguientes. Estas correlaciones están dadas en términos de hio y ho, donde 1/Ro = hi y 1/Rio = hio. Los términos “h” se denominan “coeficientes de película”. Los términos de resistencia se expresan por unidad de área (m2 o pie2). El área se refiere a los metros cuadrados (pie2) de superficie, donde ocurre la resistencia. Como las resistencias se suman para obtener una resistencia total, cada resistencia debe estar referida a una misma área en lugar de a su propia área. Esto racionaliza los términos y hace posible que puedan adicionarse. Es práctica común utilizar el área externa de los tubos, como base para los cálculos y la especificación de los intercambiadores. Esto se indica normalmente con el subíndice “io”, como se mostró anteriormente. Por ejemplo, “hio” es el “coeficiente interno” basado en el área externa del tubo. Para un tubo, hio = hi (di/do), donde hi es el “coeficiente interno” basado en el área interna del tubo. Este factor ya ha sido incluido en las correlaciones presentadas en este manual.




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La hoja de especificación de intercambiadores de calor, que se muestra en la Figura 1., indican que dos coeficientes totales de transferencia de calor deberían ser calculados; se debería calcular un coeficiente limpio y otro sucio (La hoja de especificación de los enfriadores de aire se muestra en el documento El coeficiente limpio (“Commercially Clean PDVSA–MDP–05–E–03). Coefficient”) es el coeficiente total que puede esperarse cuando un intercambiador nuevo se pone por primera vez en servicio. Este coeficiente se calcula de la manera siguiente: 1 + R ) R ) R ) r ) F w c o 1 io Uc

(Ec. 3)

El factor F1 (F1 = 0.0002 m2 °C/W = 0.001 h.pie2 °F / BTU) es una resistencia que se estima por el ensuciamiento de un intercambiador nuevo debido a los lubricantes utilizados durante la expansión (Tube Roller Lubricants) de los tubos, la corrosión causada por la prueba hidrostática del equipo, etc. Se supone que esta resistencia se divide uniformemente entre las superficies del lado de la carcaza y del lado de los tubos. 4.6.3

Temperaturas de operación Las temperaturas de operación de un intercambiador son establecidas por las condiciones del proceso. Sin embargo, en ciertos casos, el diseñador del intercambiador puede establecer las condiciones de operación, pero estas en ningún caso pueden ser menores que las mínimas requeridas por el proceso. A continuación se presentan criterios para la selección de la temperatura de operación: 1.

Temperatura de las corrientes a almacenaje – La temperatura máxima de una corriente enviada a un almacenaje abierto a la atmósfera, se establece generalmente de acuerdo a criterios de seguridad, aspectos económicos o consideraciones especiales del proceso (Ver documento PDVSA–MDP–08–SG–01): a.

Criterios de seguridad – Una corriente enviada a un tanque situado a nivel del mar y abierto a la atmósfera, no debería exceder la temperatura a la cual su presión de vapor verdadera sea 89.6 kPa abs. (13 psia). Este valor se reduce 11.3 kPa, por cada 1000 m (0.5 psi por cada 1000 pie) de elevación. Para las corrientes pesadas cuya presión de vapor verdadera es difícil de determinar, la temperatura máxima a almacenaje debería ser el valor más bajo entre 28°C (50°F) por debajo del punto inicial de ebullición ASTM y 8°C (15°F) por debajo del punto de inflamación mínimo. Las corrientes no deberían enviarse a almacenaje a temperaturas superiores de 90 a 120°C (200 a 250°F). Si se opera en este rango de temperatura o por encima de él, el agua




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remanente en el tanque podría evaporarse ocasionando un derramamiento del tanque. b.

Aspectos económicos – La selección de la temperatura óptima de una corriente enviada a un tanque de techo cónico, se basa generalmente en un balance económico entre el costo en que se incurre al aumentar la superficie del enfriador y el consumo de agua de enfriamiento, y el ahorro que se produce al reducir las pérdidas por vaporización del producto enviado a almacenamiento. El método para determinar las pérdidas por vaporización se presentan en los Boletines API siguientes: • API Bulletin 2516 “Evaporation loss from low–pressure tanks (R 1993)” • API Bulletin 2517 “Evaporative loss from floating root tanks third edition; Addendum – 1994” • API Manual of Petroleum Measurements Standards Ch 19 – Evaporative loss measurement Section 1 – “Evaporative loss from fixed–roof tanks (Supercedes Bulletin 2518). • API Bulletin 2519 “Evaporation loss from internal floating roof tanks (R 1990)”. Como las pérdidas en un tanque de techo flotante son despreciables, la temperatura óptima es la máxima que se permita por razones de seguridad (Consulte al respecto el Manual de Ingeniería de Riesgos de PDVSA).

c.

Consideraciones especiales – La oportunidad para optimizar la temperatura de una corriente que va a almacenaje es mayor para los productos intermedios. Sin embargo, se requieren consideraciones especiales para los casos siguientes: c.1. Corrientes que se almacenan antes de un proceso que requiere la refrigeración de la alimentación. c.2. Corrientes cuyas propiedades se degradan permanentemente a temperaturas altas de almacenamiento. c.3. Corrientes que se almacenan antes de ser mezcladas. Las temperaturas de almacenaje de estas corrientes deberían elegirse después de considerar las propiedades y la temperatura de la mezcla, suponiendo que no exista pérdidas de calor en el almacenaje intermedio.




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Además de la alimentación mencionada anteriormente, la temperatura de una corriente que va al almacenaje final, está limitada normalmente a un máximo de 57°C (135°F), si el producto tiene que ser transportado por barco o tanquero. Sin embargo, algunas veces se utilizan temperaturas superiores a los 65°C (150°F), pero el procedimiento de operación a temperaturas elevadas tiene que ser aprobado por el personal de embarque. 2.

Temperatura del agua de enfriamiento – Las temperaturas de salida máximas permitidas para el agua de enfriamiento (determinadas por consideraciones de ensuciamiento), en enfriadores que no sean recipientes llenos de agua son las siguientes (Box Coolers): • Agua Salada 48°C (120°F) • Agua Salobre 51°C (125°F) • Agua Dulce 54°C (130°F) La temperatura máxima de operación utilizada para un proyecto debería verificarse con el cliente, ya que ésta tiene una influencia importante en la determinación de la superficie. Otro criterio igual o más importante, es el de la máxima temperatura permitida para la película del agua de enfriamiento. Esta es la temperatura de película promedio a la salida del agua. Los límites son los siguientes: • Agua Salada 60°C (140°F) • Agua Dulce 65°C (150°F) Para los intercambiadores tipo serpentines sumergidos en recipientes con agua, la temperatura de salida máxima del agua de enfriamiento es 65°C (150°F), tanto para el agua salada como el agua dulce. Si se permite que las temperaturas de película del agua excedan los valores anteriores, puede ocurrir un ensuciamiento catastrófico. En aquellos casos donde la temperatura de salida de la corriente caliente es igual o menor que la temperatura de salida máxima permitida del agua de enfriamiento, se requiere hacer un pequeño estudio económico para determinar la temperatura óptima de salida del agua. Este estudio consiste en comparar superficie versus requerimientos de agua de enfriamiento, para diferentes valores de temperatura de salida del agua. Sin embargo, para este caso la temperatura de salida del agua se determina diseñando el intercambiador de manera tal que el factor de corrección de la diferencia de temperaturas media logarítmica (Fn) sea igual al valor mínimo permitido (0.8). Se debe mantener presente la posibilidad de utilizar una unidad de dos pasos en la carcaza o dos carcazas en serie, para estas situaciones.




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Algunas veces, un condensador o un enfriador puede diseñarse utilizando una gran cantidad de agua de enfriamiento con una temperatura de salida relativamente baja. Cuando este sea el caso, se debería tener presente la posibilidad de reutilizar esta agua en otros enfriadores, donde la temperatura de salida del agua sea igual a la máxima permitida. Los intercambiadores tipo serpentín sumergido en recipiente con agua operan con agua que ha sido utilizada previamente. En la Tabla 4 se presenta una lista de las temperaturas de entrada del agua de enfriamiento, que se recomienda utilizar en el diseño de acuerdo a la ubicación de la refinería y al tipo de agua. 3.

4.6.4

Temperatura de aproximación– La selección del arreglo óptimo de una serie de intercambiadores (tren de intercambiadores), requiere de un estudio económico más complejo debido al gran número de variables que se tienen que considerar. En muchos casos, no solamente el calor total requerido se debe distribuir entre los intercambiadores y un horno (o vapor), sino que se debe tener en cuenta que este calor puede ser suministrado por otras corrientes de diferentes niveles de entalpía, que se encuentren disponibles. Se deben considerar los costos de inversión de los intercambiadores, enfriadores y el horno (o calentador a vapor). Los costos de operación de estos equipos también deben incluirse. Es posible transferir mucho calor al extremo frío de un tren de intercambiadores de calor o requerir un área excesiva en un punto más distante donde la corriente que se calienta ha aumentado su temperatura. También, cuando se desea obtener la mayor cantidad de calor que sea posible, la temperatura de aproximación (diferencia de temperatura entre las temperaturas de salida de las corrientes) que se utilice debe ser pequeña, de manera tal que el diseño resulte económico. En aquellos casos donde el costo del combustible es alto (mayor de $1.40 por millón kJ (1.5$ por millón de BTU)), es muy importante efectuar un análisis crítico a la parte económica. Para mayores detalles ver subsección 4.9.

Diferencia efectiva de temperatura A.

Sin cambio de fase

La diferencia de temperatura efectiva, DTMe, entre los fluidos caliente y frío es la fuerza motora del mecanismo de transferencia de calor. Esta temperatura se calcula a partir de la diferencia de temperatura media logarítmica en contracorriente, la cual se corrige mediante factores, los cuales toman en consideración el arreglo de flujo que se vaya a utilizar. B.

Con cambio de fase

En el caso de condensación o vaporización, la relación entre Q y la temperatura del fluido no es lineal. En este caso, se hace necesario dividir el intercambiador en




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zonas de manera tal que Q sea aproximadamente lineal con las temperaturas para cada zona. Basadas en las diferencias de temperaturas media logarítmicas y los calores transferidos en cada una de las zonas, se obtiene un DTMe total para todo el intercambiador. Los métodos que se utilizan para obtener el DTMe se presentan en los documentos que tratan sobre cambio de fase (PDVSA–MDP–05–E–02 03/ ). 4.6.5

Factores de ensuciamiento Las resistencias a la transferencia de calor debidas al ensuciamiento son causadas por sedimentos, polímeros y otros depósitos que se forman en las paredes internas y externas de los tubos de los intercambiadores de calor. Los valores que se utilizan en el diseño toman en cuenta las resistencias que se esperan durante la operación normal del equipo y un tiempo de servicio razonable entre los períodos de limpieza. Los factores de ensuciamiento se representan con los símbolos rio y ro. En la Tabla 5 se presentan los factores de ensuciamiento normales para diferentes tipos de servicio, basados en las recomendaciones de la Asociación de Fabricantes de Intercambiadores Tubulares (TEMA) y en la experiencias pasadas de la IPPCN. Observe que estos factores aplican a la superficie sobre la cual el ensuciamiento ocurre. Aunque parece algo ridículo ajustar un valor de poca precisión a un área de referencia, este paso se requiere para los cálculos por computadora y se hace durante los cálculos manuales con el propósito de ser consistente. Los factores de ensuciamiento tabulados pretenden evitar que el intercambiador transfiera menos calor que el requerido por el proceso, durante un período aproximado de un año a un año y medio. Sin embargo, esta tabla es solamente una guía, ya que cuando exista información que pueda ser utilizada para determinar con precisión el factor de ensuciamiento para un servicio en particular, este factor debería utilizarse en lugar de los valores que se presentan en la Tabla 5. La importancia de los factores de ensuciamiento depende del valor del coeficiente de transferencia de calor limpio, Uc; mientras mejor sea este coeficiente más importante es el factor de ensuciamiento. Después de un cálculo preliminar de Uc, es fácil determinar el efecto que tiene el doblar (o disminuir a la mitad) los factores de ensuciamiento que se han supuesto sobre el tamaño del intercambiador. Si este efecto es pequeño (5% o menos), no se justifica determinar un factor de ensuciamiento más preciso. Sin embargo, muchas veces el Uc es tan grande que el tamaño del intercambiador depende exclusivamente del valor del factor de ensuciamiento. En estos casos, se debería examinar minuciosamente los datos de planta que se encuentran disponibles. Para el diseño de intercambiadores es muy importante considerar los criterios siguientes sobre ensuciamiento:


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4.6.6

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1.

El ensuciamiento no es usualmente severo por debajo de los 120°C (250°F).

2.

El ensuciamiento es más severo cuando los hidrocarburos se calientan que cuando se enfrían. Esto se cumple particularmente para los crudos que contienen sales disueltas en el agua y sólidos suspendidos. El tren de precalentamiento de crudo de las unidades de destilación, muchas veces incluye un desalador o un tambor vaporizador para remover el agua antes que el crudo alcance la temperatura de evaporación del agua. De esta manera, se reduce el ensuciamiento de los intercambiadores de crudo causado por las sales.

3.

La vaporización en un intercambiador puede causar ensuciamiento severo, debido a la concentración, de depósitos en el líquido remanente hasta el punto de sobresaturación.

4.

Altas velocidades tienden a reducir el ensuciamiento. Esto se cumple especialmente en los casos de agua de enfriamiento que contiene sal, crudo con arena y gases con partículas.

5.

La alimentación a los hidrofinadores, reformadores catalíticos y plantas de desintegración catalítica, muchas veces se ve afectada por un proceso de ensuciamiento severo debido a las reacciones orgánicas con oxígeno, que ocurren mientras la alimentación se encuentra almacenada en los tanques. Este proceso de ensuciamiento puede reducirse estableciendo una atmósfera de gas inerte en los tanques de almacenamiento.

6.

Los fondos de una torre de destilación de crudo, aunque son pesados y se encuentra a una temperatura elevada, no ocasionan normalmente mucho ensuciamiento (siempre y cuando la temperatura de la zona de vaporización instantánea no sea excesiva).

Caída de presión La caída de presión en un intercambiador es producto de tres tipos de pérdidas: las pérdidas por fricción debido al flujo, las pérdidas debidas a cambios en la dirección del flujo y las pérdidas causadas por la expansión y contracción en las entradas y salidas de las boquillas y tubos. El método para calcular la caída de presión es diferente para cada tipo de intercambiador y se discutirá en las subsecciones correspondientes. En la tabla 6 se presentan valores típicos de caída de presión en intercambiadores. El diseño de un intercambiador de calor esta basado usualmente en un balance económico entre el costo de la superficie del intercambiador y el costo de las bombas o compresores. El costo de un servicio, como por ejemplo el agua, se incluye con frecuencia en este balance económico. Velocidades másicas altas a través del intercambiador permiten un coeficiente de transferencia mayor y un área menor, pero se requiere una caída de presión mayor. Esta situación requiere




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de una instalación con costos de inversión y operación de la bomba o el compresor mayores y un costo de inversión del intercambiador menor. En algunas ocasiones, un sistema en particular puede tener una caída de presión excesiva, la cual debería ser utilizada para minimizar el costo del intercambiador. En general, la necesidad de hacer un balance económico detallado entre la caída de presión y el área del intercambiador, puede determinarse observando el efecto que tiene el coeficiente de película individual sobre el coeficiente total de transferencia de calor. Poco se gana especificando una caída de presión mayor para un fluido en un intercambiador, si el otro fluido tiene un coeficiente de película significativamente bajo. Para tales casos, un balance económico detallado es innecesario. No es deseable tener altas caídas de presión, ya que éstas contribuyen a la erosión, requiriendo el uso de internos de espesor excesivo y de válvulas, accesorios o tuberías de una clasificación mayor en el circuito del intercambiador. 4.6.7

Temperatura y presión de diseño Los criterios presentados en el documento PDVSA–MDP (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 2) (Temperatura de diseño, presión de diseño y clasificación de bridas) deberían ser seguidos al fijar las condiciones de diseño. C.

Presión de diseño

Las presiones de diseño de los lados caliente y frío de un intercambiador se determinan independientemente en base a las condiciones de operación., según los siguientes criterios (para mayores detalles ver el documento PDVSA–MDP (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 2). 1.

La presión de diseño debe ser igual a la máxima presión de operación esperada mas el mayor valor entre un 10% de dicha presión y 172 kPa man. (25 psig).

2.

La mínima presión de diseño debe ser 207 kPa man. (30 psig). Ocasionalmente, uno de los pases internos de un intercambiador puede fallar. Entonces el lado de presión alta podría ejercer su presión sobre el lado de presión baja. Si la presión de diseño del lado de presión baja es mayor o igual a los dos tercios de la presión de diseño del lado de presión alta, no se requiere ninguna consideración adicional en caso que alguno de los internos falle. Los intercambiadores se prueban hasta por lo menos 150% de la presión de diseño y pueden utilizarse satisfactoriamente bajo esta presión por períodos cortos de tiempo. Si la presión de diseño del lado de presión baja es menor que dos tercios de la presión de diseño del lado de presión alta, se debe examinar el sistema para ver que pasaría cuando ocurra un flujo rápido a través de un pase interno que haya fallado. Si existe un camino adecuado de escape para el




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fluido de alta presión o si una válvula de control automática abre de manera de proveer una vía de escape adecuada, no es necesario tomar en cuenta consideraciones adicionales. Pero si la vía de escape puede ser bloqueada, o es inadecuada, el diseñador debería establecer la presión mínima por falla interna (presión de equilibrio bajo condiciones de una falla interna) que se requiere para manejar esta emergencia (Ver los siguientes documentos: sobre Seguridad en el Diseño de Planta; PDVSA–MDP–08–SG–01 PDVSA–MID–90616.1.022, PDVSA–MDP–08–SA–01/ 02/ 03/ 04/ 05 sobre Sistemas de Alivio, y PDVSA–MID–K–366, Safety Relief Protection Systems). Una vez que esta presión haya sido establecida se debería considerar los siguientes aspectos: 1.

Aún cuando la presión mínima de diseño de la caracaza, debido al espesor de la misma, puede obtenerse por las ecuaciones típicas del código ASME, los estándares TEMA indican (párrafo RCB–7.163), que existe una presión efectiva de diseño, la cual se cálcula conociendo detalles de contrucción, y que toma en cuenta que la carcaza no es un recipiente, sino que tiene espejos de tubos, banda de sellon, etc. Debido a que esta información, la mayoría de las veces, no está disponible para el diseñador de procesos cuando trabaja en el diseño de un equipo nuevo, no será incluída en este manual. Ver estándares TEMA, errata de 1990 a la 7ma. edición de 1988. Cuando se este trabajando con un equipo existente, se recomienda consultar a los grupos mecánicos para obtener el valor de presión efectiva de diseño de la carcaza.

2.

3.

Si la presión de diseño mínima real es menor que la presión mínima de diseño, se debe utilizar la más económica de las alternativas siguientes: a.

Especificar una válvula de seguridad en el lado de presión baja.

b.

Especificar la presión mínima por falla interna, como la presión de diseño del lado de baja presión.

En otros tipos de intercambiadores, el cálculo del espesor mínimo de los componente requiere un estudio similar al que se hace para los intercambiadores de tubo y carcaza; pero en estos casos, los espesores mínimos de los componentes pueden estar determinados por limitaciones de diseño o fabricación, por la disponibilidad del material o por espesores estándar. En un proyecto, el grupo de equipos de transferencia de calor debería ser consultada para que dé asistencia en determinar los espesores mínimos de los componentes para estos casos. En ocasiones el lado frío de un intercambiador puede ser bloqueado manualmente, mientras que el fluido caliente circula por el otro lado, produciéndose una expansión térmica del fluido frío. Esta expansión podría




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ocasionar la rotura de uno de los componentes. Sin embargo, esta situación puede no requerir el uso de una válvula de seguridad. (Ver documento PDVSA–MDP–08–SG–01, Seguridad en el Diseño de Plantas). Si el lado frío de un intercambiador puede ser bloqueado debido a la falla de una válvula automática, como por ejemplo, en el circuito de precalentamiento de crudo, entonces una válvula de alivio térmico en el lado frío deberá ser prevista. D.

Temperatura de diseño

Las temperaturas de diseño de los lados caliente y frío de un intercambiador se determinan independientemente en base a consideraciones de proceso y usando, normalmente, los siguientes criterios: 1.

Para intercambiadores que operan a temperaturas entre 0°C (32°F) y 399°C (750°F), la temperatura de diseño debe definirse como la máxima temperatura de operación esperada mas 14°C (25°F).

2.

La mínima temperatura de diseño debe ser 66°C (150°F) para intercambiadores operando por encima de 0°C (32°F).

3.

Para intercambiadores que operan a 0°C (32°F) y a menores temperaturas, la temperatura de diseño debe definirse como la mínima temperatura de operación esperada.

4.

Cuando exista la posibilidad de exponer a los tubos, la placa de tubos y el cabezal flotante a la temperatura de entrada del fluido caliente, como resultado de la perdida del medio enfriante, estos componentes deben ser diseñados para la máxima temperatura de operación esperada del fluido caliente.

En el documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 2) (Temperatura de Diseño, Presión de Diseño y Clasificación de Bridas) se presentan mayores detalles sobre el procedimiento a seguir para definir esta condición de diseño. En ocasiones un enfriador está localizado inmediatamente después de un intercambiador, el cual ha sido provisto de un desvío. En esta situación, la temperatura y presión de diseño del enfriador deberán basarse en las condiciones de proceso, que prevalecerán cuando el desvío del intercambiador se encuentre completamente abierto. Una situación similar puede presentarse con intercambiadores colocados en series. Para sistemas nuevos de agua de enfriamiento se debe utilizar una presión y temperatura de diseño de 690 kPa man. (100 psig) y 66°C (150°F), respectivamente, a menos que existan otras instrucciones al respecto. En el caso de sistemas existentes, se debe mantener consistencia. Estos valores son normalmente lo suficientemente altos para cubrir diferentes condiciones sin




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afectar considerablemente el costo. Si la presión de diseño de la carcaza es muy baja, la presión de diseño de los tubos (agua en el lado de los tubos) debería ser reducida, si es posible tomando en consideración la presión de descarga de la bomba y la distribución de las pérdidas. De esta manera, se evita un incremento en la presión de diseño de la carcaza. 4.6.8

Arreglo de las corrientes Los intercambiadores de carcaza y tubo, múltiples, se conectan usualmente en serie debido a la ventaja que se obtiene en la diferencia de temperatura efectiva, DTMe. La única razón para tener arreglos de unidades múltiples en paralelo es evitar exceder la caída de presión permitida. Los arreglos en paralelo se requieren frecuentemente en servicios de vapor, tales como condensadores de tope. Es deseable minimizar el número de carcazas conectadas en paralelo, ya que se evitan problemas de distribución, especialmente en aquellos servicios donde ocurre vaporización.

4.6.9

Tamaño de las boquillas y clasificación de bridas A.

Tamaño de las boquillas

Las boquillas de los intercambiadores que no sean de fabricación estándar, como por ejemplo los intercambiadores de doble tubo, son del mismo tamaño de la línea a la cual están conectadas. Debido a consideraciones de velocidad y caída de presión, el tamaño de las líneas y boquillas es usualmente más crítico en los servicios de vapor que en los de líquido. También se debería verificar el ∆P a través de las boquillas en los servicios de caída de presión baja. No se deberían utilizar boquillas de diámetro mayor que 1/2 el diámetro del intercambiador por razones mecánicas. Los sistemas de tuberías alrededor de los intercambiadores, los cuales incorporan válvulas múltiples, especialmente aquéllos con válvulas de control de ∆P alto, deberían examinarse de manera crítica. En tales casos, se puede lograr un ahorro sustancial reduciendo el tamaño de las boquillas del intercambiador y de las válvulas. Sin embargo, el tamaño de las boquillas no debería reducirse hasta el punto en que la caída de presión a través de las boquillas sea excesiva o ocurran problemas de golpeteo (Impingement Problems). B.

Clasificación de las bridas

Las bridas se clasifican de acuerdo a la temperatura y presión de diseño de cada uno de los lados del intercambiador y tomando en consideración la información que se presenta en el documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 2). Las clases de bridas de entrada y salida pueden ser diferentes en un mismo intercambiador, si ocurre un calentamiento o enfriamiento suficiente dentro del mismo.


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4.6.10

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Disposición de las unidades, localización de las boquillas y tuberías A.

Disposición de las unidades

Normalmente, los intercambiadores de calor se colocan horizontalmente. Sin embargo, éstos se pueden colocar verticalmente cuando se minimiza la de posición de sólidos (como por ejemplo, en los intercambiadores para gases de chimenea) y en el caso de los termosifones verticales, donde la vaporización ocurre en el lado de los tubos. B.

Localización de las boquillas

Se sugiere utilizar las siguientes reglas como una guía para localizar las boquillas de los intercambiadores: 1.

Las corrientes que se calientan o vaporizan deberían fluir desde el fondo al tope, independientemente que circulen por el lado de los tubos o de la carcaza.

2.

Las corrientes que se condensan deberían fluir desde el tope al fondo, independientemente de que circulen por el lado de los tubos o de la carcaza.

3.

La dirección de flujo de las corrientes que se enfrían está de terminada por el costo de las tuberías.

C.

Tuberías

La información sobre tuberías y válvulas en los enfriadores de agua o condensadores se presenta en el documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 14). 4.6.11

Desvíos y válvulas de bloqueo Los desvíos y las válvulas de bloque se utilizan en un intercambiador debido a una o más de las razones siguientes; 1.

Control de proceso.– Cuando sea necesario controlar la transferencia de calor en un intercambiador, se debe utilizar uno de los siguientes esquemas : a.

Un desvío simple y 2 válvulas

b.

Un desvío y una válvula de tres vías (o dos válvulas mariposa), la cual divide el flujo entre le desvío y el intercambiador. Vea el documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Subsección 12F) para más detalles al respecto. Una válvula de tres vías es necesaria cuando la caída de presión a través del intercambiador es tan pequeña, que la cantidad de fluido que pasa a través del desvío es insuficiente aún con el desvío completamente abierto. 2.

Filtraciones.– En el caso de que las filtraciones en uno de los lados del intercambiador pudieran ocasionar una contaminación intolerable del otro




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fluido (tal como un intercambiador de vapores de cabecera/alimentación de una torre de destilación), se debería instalar válvulas de bloqueo y ciegos que permitan aislar la unidad que tiene filtraciones del resto del sistema. Además, se debería considerar la utilización de tubos soldados a la hoja de tubos u hojas de tubos dobles. 3.

Mantenimiento.– Se pueden instalar válvulas de bloqueo y ciegos en ambos lados del intercambiador (lado de la carcaza y de los tubos) que permitan remover temporalmente la unidad para mantenimiento.

Cuando se conocen las velocidades de ensuciamiento, y la limpieza es lo único que se considera para mantenimiento, la decisión de utilizar válvulas de bloqueo y desvío depende de un balance económico entre el incremento en área del intercambiador (o costo del tiempo que el intercambiador esté fuera de servicio) y las instalaciones requeridas para desvíos. El haz de tubos del intercambiador puede ser limpiado sin sacarlo de la carcaza o removiéndolo. El tiempo de limpieza y los costos se reducen cuando los depósitos pueden removerse mediante acción o solución química. (Consultar Y PI–20–01–00 Manual de Inspección de PDVSA, documento PI–10–01–02 /01 /02 /03 ). Cuando se emplea limpieza química, se requieren conexiones de 50 mm (2 pulg) (Consultar PDVSA–MID–EA–201–PR). Estas conexiones deberían ser previstas en las boquillas del intercambiador. Para la limpieza mecánica se necesita desmantelar la unidad; en el lado de los tubos, esto involucra remover el canal o la tapa del mismo, en el lado de la carcaza se requiere remover la tapa de la carcaza y el cabezal flotante, cuando se utilicen herramientas rotatorias para la limpieza. Cuando se utiliza un chorro de agua a alta presión solamente se requiere remover el extremo del canal. El interior de los tubos puede limpiarse mecánicamente una vez que el haz haya sido removido de la carcaza. La limpieza mecánica del exterior del haz de tubos puede realizarse solamente fuera de la carcaza. El tipo de mantenimiento a ser utilizado debe ser colocado en la hojas de especificación del intercambiador, ya que esto afecta el diseño mecánico del equipo. 4.6.12

Requisitos especiales 1.

Corrientes de cáustico.– Cuando un intercambiador maneja corrientes alcalinas, se debe indicar la concentración en la hoja de especificación. Esto se requiere para determinar la necesidad de someter las soldaduras a tratamiento térmico. Para mayor información, refiérase al Manual de Ingeniería de Diseño PDVSA, en lo referente a consideraciones de soldaduras y metalurgia.

2.

Localización del condensador en el piso.– La localización de un condensador a nivel más bajo que el tambor de destilado (condensador




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“sumergido”), reduce la cantidad de acero que se requiere para la estructura y simplifica el mantenimiento. Sin embargo, en el caso de un tambor de destilado a presión constante, el condensador sumergido causa un aumento en la presión del sistema con respecto a los condensadores elevados; esto se debe al cabezal estático de fluido en la línea que conecta al condensador con el tambor de destilado. Este incremento de presión determina un punto de ebullición más alto. Esto puede ser significativo en torres que operan a presiones bajas, en unidades que manejan materiales degradables con la temperatura y en torres con rehervidores, cuya temperatura de aproximación es baja, o que operan a una temperatura cercana a la crítica en el fondo de la torre. 3.

Condensadores totales.– Todos los condensadores totales deberían estar localizados a nivel de piso, si el incremento en temperatura debido a la sumersión no es objetable. Cada intercambiador de carcaza y tubos sumergido requiere de un venteo de 25.4 mm (1 pulg) (con válvula), conectado al área de vapor del tambor de destilado. Este venteo se utiliza para purgar los incondensables que puedan acumularse en la carcaza del condensador, cubriendo el área de transferencia de calor.

4.

Condensadores parciales.– El aumento de presión que se produce como consecuencia de la sumersión de algunos condensadores parciales es despreciable. Esto se debe a que la densidad del efluente es baja. Sin embargo, la línea que conecta el condensador al tambor de destilado debería diseñarse para flujo bifásico anular o tipo atomizado (Spray) (Ver documento PDVSA–MDP– (Pendiente) (Consultar MDP versión 1986, Sección 14). La operación de un condensador a diferentes condiciones trae como resultado flujos de vapores diferentes a la salida del condensador. Esto puede ocasionar condiciones de flujo y presión inestables en la línea del efluente. En aquellos sistemas donde estas unidades se utilizan para condensar los vapores de cabecera de una torre de destilación, la inestabilidad de flujo y presión puede causar una mala operación de la torre, especialmente si ésta tiene platos perforado o tipo chorro (“jet”). Por esta razón, se recomienda sumergir el condensador parcial solamente en aquellos casos donde el flujo y composición del efluente del condensador, durante todas las operaciones posibles, no varíe hasta el punto en que el flujo en la línea de salida del condensador sea inestable. Para todos los otros casos donde el condensador parcial se utiliza en una torre fraccionadora, se debería elevar el condensador por encima del tambor de destilado. Los condensadores parciales en sistemas en los cuales los vapores se generan por otros medios que no sean una torre de destilación, tales como un reactor, se deberían ubicar por debajo del tambor de condensado, a menos que las condiciones inestables de flujo y presión en la línea del efluente del condensador causen problemas al proceso.


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5.

4.7 4.7.1

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Condensadores sin tambor de destilado.– Debido a que estos condensadores no utilizan tambores de destilado para la separación líquido–vapor, existen requerimientos especiales de diseño necesarios para la operación adecuada de estas unidades. Estos requerimientos de diseño afectan el tamaño del condensador y la línea de succión de la bomba. En el documento PDVSA–MDP–05–E–02, , se presenta información específica sobre el diseño de estos equipos.

Consideraciones de diseño para intercambiadores de tubo y carcaza Número de carcazas El número total de carcazas necesarias para un intercambiador es generalmente fijado por la magnitud de la diferencia que existe entre la temperatura de salida del fluido caliente y la temperatura de salida del otro fluido. Esta diferencia es conocida como “la extensión del cruce de temperatura”. El “cruce”, además de otras variables que se discuten en la Subsección 4.6, determinan el valor de Fn, denominado factor de corrección de temperatura; este factor debe siempre ser igual o mayor que 0.80. (El valor de Fn disminuye lentamente entre 1.00 y 0.80, pero luego decrece rápidamente hasta alcanzar un valor cercano a cero. Un valor de Fn menor que 0.80 no puede predecirse con exactitud a través de la información que frecuentemente se usa en diseño de procesos). En un intercambiador de una sola carcaza, Fn es por lo menos 0.80 cuando la diferencia de temperatura es 0°C (0°F). Incrementar el número de carcazas permite aumentar la extensión del cruce y/o el valor de Fn. El número total de carcazas también depende de la superficie total requerida, debido a que el tamaño del mismo está usualmente limitado con respecto al manejo de fluidos. Si no hay restricciones locales debido a la capacidad en el manejo del haz de tubo o del equipo de limpieza, el área máxima por carcaza está usualmente limitado a una unidad con una carcaza de un diámetro interno de 1219 mm (48 pulg) o un haz de tubo de 13.6 t (15 short tons). (Estas limitaciones no se aplican necesariamente a intercambiadores de lámina de tubo fijos). La limitación del diámetro de la carcaza resulta en la siguiente aproximación del número de tubos (NT) y el área por carcaza (As), para un intercambiador de 4 pases por los tubos con cabezal flotante fijo y tubos sencillos:


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ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ Diámetro Externo de tubos DE mm 19.05 25.4 38.1

NOTA:

PDVSA MDP–05–E–01

Arreglo Triangular de Tubos NT

1570 1020 440

As, 4.88 m As, 6.10 m 444 385 247

553 478 307

Arreglo Cuadrado de tubos NT

1850 1170 510

As, 4.88 m As, 6.10 m 523 441 288

650 550 355

Para llevar mm a pulg, dividir por 25.4 Para llevar m a pie dividir por 0.3048

En casos especiales, como rehervidores e intercambiadores de placa de tubos fija, se usan, ocasionalmente, grandes áreas por carcaza. (áreas hasta de 2300 m2 (25000 pie2) han sido usados en intercambiadores de placa de tubos fija). Para estos casos se debería consultar individualmente con las refinerías o el cliente particular, para ver si éstas están equipadas para manipular carcazas y haces de tubos de gran tamaño. 4.7.2

Selección de los Tubos 1.

Tipos.–Comúnmente, los tubos para intercambiadores están disponibles con superficie lisa o aleteada. (Existe una gran variedad de tubos especiales disponibles, pero estos tubos especiales son raramente usados, por consiguiente no son discutidos en este documento). La selección de la superficie está basada en la aplicación, disponibilidad y economía del sistema. Los intercambiadores convencionales de tubo y carcaza usan tubos de superficie lisa. Estos están disponibles en cualquier tipo de material usado en la fabricación de intercambiadores y vienen en una gran diversidad de espesores. Este tipo de tubos es apropiado para todo tipo de intercambiadores de tubo y carcaza. En el caso de tubos con aletas pequeñas, las aletas incrementan 2 1/2 veces el área del tubo liso. Los tubos aleteados deben ser usados donde éstos sean económicos para aquellos servicios con un factor de ensuciamiento en el lado de la carcaza de 0.00053 m2°C/W (0.003 hpie2°F/BTU) o menos. Esta limitación debe ser impuesta hasta que se tenga experiencia adicional con el “ensuciamiento de las aletas”, en los casos que se espere un mayor ensuciamiento. Las aletas pequeñas nunca deben ser usadas en servicios donde la tasa de corrosión exceda 0.05 mm/año (2 mils/año); puesto que la vida de las aletas se reducirá a 3 años o menos. Debido a que los tubos aleteados cuestan entre 50 y 70% más que los tubos lisos (tomando la misma longitud y espesor de pared), se requiere que el cociente entre la resistencia total interna sea de 3 veces ó más, basado en tubos lisos, para justificar los




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tubos aleteados. Esta relación frecuentemente se presenta en rehervidores calentadores, enfriadores de agua y condensadores operando con fluidos orgánicos. Para una relación menor que 3, los tubos aleteados pueden ser una buena selección económica, si ésta implica el requerimiento de menor número de carcazas que el utilizar tubos lisos. Los tubos aleteados son también particularmente útiles para eliminar cuellos de botellas, expansiones utilizando carcazas existentes, y en casos donde el satisfacer el mínimo Diámetro del haz de tubo es de mayor interés que el costo mismo. Los métodos para el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor y las caídas de presión, aplicables a tubos aleteados, se presentan en el documento PDVSA–MDP–05–E–02. 2.

Longitud.– La selección de la longitud del tubo es afectada por la disponibilidad y el costo del mismo. Mundialmente las longitudes de tubo no mayor de 7.3 m (24 pie) son fáciles de obtener. Tubos más largos (hasta de 12.2 m (40 pie) para acero al carbono y 21.3 m (70 pie) para aleaciones de cobre) pueden encontrarse en los Estados Unidos. Sin embargo, 6.1 m (20 pie) de longitud de tubo es la medida comúnmente preferida en las refinerías de la IPPCN. El costo del área superficial del intercambiador depende sobre todo de la longitud del tubo. Mientras más largo sea el tubo, el diámetro del haz de tubo decrece para la misma área considerada. El ahorro resulta en la disminución del costo de las bridas de la carcaza, con un incremento nominal en el costo por una carcaza más larga. En los límites prácticos, la longitud del tubo no tiene penalidades en el costo a menos que ésta exceda de 7.3 m (24 pie) para acero y 9.1 m (30 pie) para aleaciones de cobre. Una desventaja del uso de tubos largos en unidades (como condensadores) colocadas en estructuras, es el incremento en el costo por requerimientos de plataforma más grandes y estructuras adicionales. Haces de tubos más largos también requieren mayor área para el lado de éstos, y por consiguiente esto aumenta el área requerida para la planta.

3.

Diámetro y espesor de pared.– Los tubos de intercambiadores son suministrados sobre la base de un mínimo o un promedio de espesor de pared y un diámetro nominal. para los tubos de intercambiadores, el diámetro nominal del tubo es el diámetro externo, el cual es fijo. El diámetro interno varía con el espesor nominal de la pared del tubo y la tolerancia del espesor de pared. El mínimo espesor de la pared del tubo debe tener sólo tolerancias positivas, por consiguiente, el mínimo espesor es el espesor nominal de la pared del tubo. En el caso que la base sea el espesor promedio de la pared del tubo, la tolerancia puede ser positiva o negativa, por tanto el espesor real de la pared puede ser mayor o menor que el espesor nominal. La tolerancia





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permisible varía en función del material del tubo, Diámetro, y el método de fabricación de éste. En la Tabla 7 se presentan los datos de tubos de intercambiadores y en la Tabla 8 la conductividad térmica de tubos de intercambiadores. Usualmente se compra intercambiadores de calor en base a un promedio o a un mínimo de espesor de pared de tubo. Sin embargo, el espesor de pared, incluyendo tolerancia, no debe ser el más delgado que el espesor especificado en la hoja de especificación del intercambiador. El efecto del espesor sobre la caída de presión se discute en la parte de “caída de presión” en esta subsección, en el punto 4.7.7. Los siguientes diámetros y espesores son los preferidos en intercambiadores fabricados mediante el laminado de tubos dentro de placas de tubo, para los servicios indicados. a.

Servicio de agua – Tubos no ferrosos: 19.05 mm (3/4 pulg) DE con 1.65 mm (0.065 pulg) de espesor de pared.

b.

Servicio de aceite – Tubos ferrosos:

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ DE

Severidad del servicio

mm

pulg

mm (1)(2)

pulg

Limpio o sucio (<0.00053), levemente corrosivo

19.05

3/4

2.11

0.083

Limpio o sucio (<0.00053), corrosivo

19.05

3/4

(3)

(3)

Extremadamente sucio (0.00053), levemente corrosivo

25.40

1

(3)

(3)

Extremadamente sucio (0.00053), corrosivo

25.40

1

(3)

(3)

c.

Servicios generales – Tubos de aleaciones:

Sucio o limpio (<0.00053) Extremadamente sucio (0.00053)

NOTAS:

Espesor mínimo de pared

19.05 25.40

3/4 1

1.65 2.11

0.083 0.083

1. Cuando se especifican tubos aleteados, se requiere tener el diámetro externo (DE) de la porción que no tiene aletas y el espesor de la pared de la sección que tiene aletas. A pesar que el espesor


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del tubo en la porción de aletas es de un espesor nominal estándar, el efecto de la tolerancia en su fabricación puede dar resultado a una pared más delgada. Este es un mínimo de espesor de pared. 2. Los tubos pueden ser suplidos en base al promedio o al mínimo espesor de pared, sin embargo, los espesores de pared tabulados representan el espesor mínimo aceptado. 3. Ver documento PDVSA–MID–EA–201–PR de corrosión y servicio.

para el espesor mínimo en función de la velocidad

Diseños con diámetros pequeños (16 a 25 mm (5/8 a 1 pulg.)) son mas compactos y mas económicos que aquellos con con diámetros mayores, aunque estos últimos podrían ser apropiados en casos donde se requieren bajas caídas de presión. En la IPPCN, el diámetro de tubo mas pequeño y normalmente usados es 19 mm (3/4 pulg.), reservándose los tubos de 25 mm (1 pulg) para servicios muy sucios, con gran tendencia a la formación de depósitos, porque tubos mas pequeños resultarían imprácticos para limpiarlos mecánicamente. En los intercambiadores de película descendentes y vaporizadores, generalmente, se usan tubos de 38 a 50 mm (1 1/2 a 2 pulg.). Algunas refinerías pueden sugerir excepciones a esta lista por duplicar unidades existentes o por afectar las períodos de limpieza de intercambiadores. 4.

4.7.3

Insertado de tubos.– Los insertados de tubos son piezas cortas incrustadas en el borde de la entrada del tubo. Estas son usadas para evitar la erosión del tubo causada por la turbulencia formada a la entrada de éste, especialmente cuando se trabaja con fluidos que contienen sólidos. Cuando es definitivo que los tubos van a estar sometidos a la erosión por sólidos en el lado interno de los mismos, los insertados de tubos deben ser especificados. El material de construcción, la longitud y el espesor deberían ser dados. También los insertados de tubos son ocasionalmente usados en servicio de agua de enfriamiento, para prevenir el ataque de oxígeno a la entrada o salida del tubo. Los insertados deben ser cementados en sitio. Estos no deben ser utilizados si se va a usar contrafuego.

Tipos de cabezal Refiérase a la Figura 3., para una ilustración de los tipos más comunes de cabezales TEMA. La Tabla 9 presenta los criterios de selección para varios tipos de cabezales. 1.

Cabezal fijo o anterior.– El cabezal anterior fijo de intercambiadores de tubo y carcaza es comúnmente llamado canal. A continuación se indican los tipos más comunes de cabezales fijos TEMA y sus aplicaciones: a.

Tipo A – Este tipo de cabezal presenta un canal removible con una plancha de cubierta también removible. El cabezal es usado con placa de tubo fija, tubos en U y con diseños de intercambiadores de haz




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removible. Este tipo de cabezal es el más común entre los cabezales fijos.

2.

b.

Tipo B – Este tipo de cabezal presenta un canal removible con una cubierta integral. El cabezal es usado con placa de tubo fija, tubo en U y con diseños de intercambiadores de haz removible. Este tipo de cabezal es normalmente usado sólo cuando el factor de ensuciamiento en el lado del tubo es menor que 0.00035 m2°C/W (0.0020 hpie°F/BTU) con limpieza química específica.

c.

Tipo C – El canal con cubierta removible es integral con la placa de tubo. Existen dos variedades de cabezales tipo C disponibles. En una, el canal viene pegado a la carcaza con una conexión de brida y es usada para tubos en U y haces removibles. En la otra, el canal es integral con la carcaza y es usada con diseños de placa de tubo fija. El uso de cabezales tipo C con tubos en U y haces removibles no es recomendable, pues el canal es integral con el haz de tubo y esto complica su mantenimiento.

d.

Tipo D – Este tipo de cabezal es especial para presiones altas, se usa cuando la presión de diseño en el lado de los tubos excede 6900 kPa man. (1000 psig), aproximadamente. El canal y la placa de tubo tienen construcción forjada integral. La cubierta del canal está sujeta por tornillos especiales de alta presión.

Cabezal posterior.– La nomenclatura TEMA de cabezales posteriores define el tipo de haz de tubo del intercambiador. Los cabezales posteriores más comunes son: a.

Tipo L – Este tipo de construcción es similar al cabezal anterior fijo tipo A. Es usado en intercambiadores de placa de tubo fijo, cuando se requiere limpieza mecánica de los tubos.

b.

Tipo M – Este tipo de construcción es similar al cabezal anterior fijo tipo B. Es usado en intercambiadores de placa de tubo fijo.

c.

Tipo N – Este tipo de construcción es similar al cabezal anterior fijo tipo C. Es usado en intercambiadores de placa de tubo fijo.

d.

Tipo P – Este tipo de cabezal es llamado cabezal flotante empacado externamente. Este diseño es integral y está formado por un canal posterior y placas de tubo con empaquetamiento sellador de juntas contra la carcaza. Este cabezal no se usa normalmente debido a que las juntas con empacaduras tienen tendencia a gotear. Este nunca debe ser usado con hidrocarburos o con fluidos tóxicos en el lado de la carcaza.


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4.7.4

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e.

Tipo S – Este modelo es construido con una placa de tubo flotante entre un anillo dividido y una cubierta de placa de tubo. El ensamblado de la placa de tubo se puede mover libremente dentro de la cubierta de la carcaza. (La cubierta de la carcaza debe ser de diseño removible para permitir el acceso al ensamblado del cabezal flotante). A menos que las filiales de PDVSA prefieran un cabezal diferente, este tipo de cabezal posterior es recomendable para uso con diseño de haces de tubos removibles.

f.

Tipo T – Este tipo es construido con placa de tubos flotante atornilladas a la cubierta de la placa de tubo. Este tipo puede ser usado con cubierta de carcaza integral o removible (común). Muchas filiales prefieren este tipo de cabezal posterior con diseños de haces de tubos removibles debido a la facilidad en el alado del haz para hacerle mantenimiento.

g.

Tipo U – Este tipo de cabezal indica la construcción del haz de tubo con tubos en U.

h.

Tipo W – Este es un diseño de cabezal flotante el cual utiliza junta con empacadura con el fin de separar el fluido del lado del tubo y el fluido del lado de la carcaza. El empaquetamiento es comprimido contra la placa de tubo por los tornillos de las juntas que sostienen la cubierta de la parte posterior de la carcaza. Este diseño no es usado normalmente porque las juntas de empaquetamiento tienen tendencia a gotear. Este cabezal nunca debe ser usado con hidrocarburos o con fluidos tóxicos en los tubos o en la carcaza.

Haces de tubos 1.

Tipos.– Los haces de tubos son designados con la nomenclatura TEMA usada para cabezales posteriores. Refiérase a la Figura 3., para una ilustración de los tipos más comunes de cabezales posteriores TEMA. Diseño de placa fija de tubo (Cabezal Posterior TEMA, tipos L, M o N) – Los intercambiadores de placa fija de tubos tienen las dos placas de tubos pegadas directamente a la carcaza y son los intercambiadores más económicos para diseño de baja presión. Este tipo de construcción de intercambiadores debe ser considerado cuando la limpieza del lado de la carcaza o inspección de esta no es requerida, o cuando la limpieza química es posible. El diferencial de expansión térmica entre los tubos y la carcaza, limita la aplicación a diferencias moderadas de temperaturas (Una junta de expansión puede ser requerida cuando exista una diferencia de más de 28°C (50°F) entre la temperatura promedio del metal del tubo y la temperatura promedio del metal de la carcaza). Para aquellos servicios que requieran de una junta de expansión, los haces de tubo tipo U pueden ser más económicos.




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En algunos casos, las placas de tubo fijo soldado no pueden ser usadas en construcción debido a posibles problemas con la soldadura entre la placa de tubo y la carcaza. Por esta razón algunas combinaciones de materiales, tales como acero al carbón con aluminio o con cualquier aleación alta de cobre, eliminan el uso de placas de tubo fija. Diseño de tubos en U (Cabezal posterior TEMA, tipo U) – Los intercambiadores de tubo en U representan el diseño más simple, requiriendo sólo una placa de tubo y no juntas de expansión de sellos. Este diseño permite la expansión térmica de los tubos. Los intercambiadores de tubo en U son las unidades menos costosas para diseños, que envuelvan servicios de alta presión en el lado del tubo. El haz de tubos puede ser removido de la carcaza, pero reparar o substituir uno de estos tubos (excepto los que están en la parte de afuera del haz) es imposible. La superficie externa del haz de tubo se limpia mecánicamente; pero la limpieza interna de los tubos puede ser mecánica o química, dependiendo del factor de obstrucción. Cuando el lado del tubo tiene un factor de obstrucción que excede 0.000176 m2°C/W (0.0010 hpie2°F/BTU) se prefiere la limpieza química. Sin embargo, es posible la limpieza mecánica con terminales de mecha flexible. Construcciones de tubos en U no son usadas (excepto en enfriadores de agua) cuando el factor de ensuciamiento del lado del tubo excede 0.00035 m2°C/W (0.0020 hpie2°F/BTU). A pesar de que la porción de codos en U en el haz de tubo provee área para la transferencia de calor, esta no es efectiva si la comparamos con la superficie de área provista en la parte recta del tubo. Por esta razón cuando se calcula el área efectiva de transferencia de calor para haces de tubo en U, sólo se considera la superficie de área de las porciones rectas del tubo. Diseño de cabezal flotante con haz de arrastre continuo (Pull–through Floating Head Design, Cabezal posterior TEMA, tipo T) – Los intercambiadores de cabezal flotante con haz de arrastre continuo tienen una placa de tubo fija en el final del canal y una placa de tubo flotante con un cubierta en la parte posterior. El haz puede ser removido fácilmente de la carcaza desarmando sólo la parte delantera de la cubierta. La brida del cabezal flotante y el diseño del perno requieren, entre el haz y la carcaza, un espacio muerto relativamente grande, el cual aumenta a medida que la presión de diseño aumenta. Debido a este espacio muerto, el haz de tubo de arrastre continuo tiene menos tubos por carcaza que otros tipos de construcción. El espacio muerto entre el haz y la carcaza decrece la capacidad de transferencia de calor de la carcaza; por esta razón, éste debe ser bloqueado por bandas de sello o válvulas inactivas para reducir la comunicación lateral del fluido en la carcaza. La limpieza mecánica del lado del tubo y de la carcaza es posible de hacer.




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Diseño de cabezal flotante de anillo divisorio (Split–Ring Floating Head Design, Cabezal posterior TEMA tipo S) – Un intercambiador con cabezal flotante de anillo divisorio tiene placa de tubo fijo en el final del canal y una placa de tubo flotante que está entre un anillo divisorio y una cubierta separada. El ensamblado del cabezal flotante se mueve dentro de la cubierta de carcaza, la cual tiene un Diámetro mayor que el de la carcaza. Para sacar el haz de la carcaza, las partes anterior y posterior de las cubiertas de carcaza y la placa de tubo flotante deben ser retiradas. Este requerimiento es la desventaja más grande del diseño de anillo divisorio, pues esto aumenta considerablemente el requerimiento de horas–hombre para sacar el haz de tubo. La limpieza mecánica de la carcaza y del lado del tubo es posible de hacer. Los diseños de cabezal flotante de anillo divisorio son una compra magnífica, cuando se considera hacer todas las reparaciones del haz en el campo. Diseño de cabezal flotante empacado externamente (Outside Packed Foating Head Design, Cabezal posterior TEMA, tipo P o W) – Existen dos variaciones de diseño de cabezal flotante empacado externamente. Una tiene anillo de cierre hidráulico, TEMA W, y la otra caja de estopa, TEMA P. En el diseño TEMA W, el cabezal flotante se desliza contra el empaque del anillo hidráulico el cual está comprimido a su vez entre la brida de la carcaza y la cubierta de ésta. El diseño TEMA P es similar al tipo de diseño TEMA W, excepto que el sello se hace contra una extensión de la placa de tubo flotante y la cubierta está pegada a la extensión de la placa de tubo por un anillo divisorio. Ninguno de estos diseños son especificados normalmente por las refinerías de la IPPCN debido a que la empacadura tiene tendencia a gotear, permitiendo así el escape de fluido a la atmósfera. Este tipo de diseño nunca debería ser usado con hidrocarburos o fluidos tóxicos. 2.

Arreglos de tubos (Tube Layout).– Existen cuatro tipos de arreglos de tubos con respecto a la dirección transversal entre los bordes de los deflectores en el lado de la carcaza: cuadrado (90°), cuadrado rotado (45°), triangular (30°) y triangular rotado (60°). Estos 4 tipos están ilustrados en la Figura 4. del apéndice. El arreglo triangular de 60° es poco usado, debido a que sus características de transferencia de calor son bajas comparado con la alta caída de presión. Sin embargo, ocasionalmente algunos proveedores siguen usando este arreglo. Para todos los intercambiadores (excepto rehervidores con flujo de calor mayor que 19000 W/m2 (6000 BTU/hpie2) con un factor de ensuciamiento de 0.00035 m2°C/W (0.002 hpie2°F/BTU) o menor, se prefiere el uso de arreglos triangulares de 30°, suponiendo que el sucio acumulado se pueda limpiar con químicos. Un intercambiador con arreglo triangular cuesta menos por metro cuadrado y transfiere más calor por metro cuadrado que uno con





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arreglo de tubo cuadrado a 90° ó 45°. Por esta razón, cuando se puede aplicar, el arreglo triangular es el preferido. Los arreglos de tubos cuadrados y en cuadrado rotado deberían ser especificados para todos los intercambiadores que tengan un factor de ensuciamiento en el lado de la carcaza mayor de 0.00035 m2°C/W (0.002 hpie2°F/BTU), cuando la limpieza mecánica del lado externo de los tubos es requerida o exigida por la refinería; y cuando exista un flujo de calor, en rehervidores, mayor de 19000 W/m2 (6000 BTU/hpie2). Arreglos de tubos en cuadrado rotado son preferidos cuando existe flujo laminar, debido a que el coeficiente de transferencia de calor es incrementado por la turbulencia inducida presente en el arreglo. Cuando existe flujo turbulento, especialmente para casos limitados por la caída de presión, el arreglo de tubos en cuadrado son preferibles, debido a que el coeficiente de transferencia de calor es equivalente al del arreglo en cuadrado rotado, pero con menos caída de presión. El arreglo de tubos para haces removibles pueden ser en cuadrado (90°), en cuadrado rotado (45°) o triangular (30°). Haces no removibles (intercambiadores de placa de tubo fija) usan siempre arreglos triangular (30°C). 3.

Espaciado de tubos (Tube Pitch).– El espaciado de los tubos (PT) es la distancia de centro a centro entre tubos adyacentes (Ver Figura 4.). Los espaciamientos comúnmente usados se calculan como 1.25 veces el diámetro externo del tubo, así tenemos :

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Recomendación del mayor espesor de

Triangular

Cuadrado

mm

mm

pulg

pulg

1. 19.05 mm DE de 23.81 15/16 los tubos 2. 19.05 mm DE de los tubos

25.40

1

pared

mm

pulg

2.41

0.095

2.77

0.109

3. 25.4 mm DE de los 31.75 tubos

1 1/4 31.75 1 1/4

3.40

0.134

4. 38.1 mm DE de los 47.63 tubos

1 7/8 47.63 1 7/8

4.19

0.165





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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Recomendación del mayor espesor de

Triangular

Cuadrado

mm

mm

pulg

pulg

pared

mm

pulg

5. Para tubos con el diámetro externo mayor que 38.1 mm (1 1/2 pulg), use 1.25 veces el diámetro externo.

6. En rehervidores de tipo marmita donde la presión es menor que 345 kPa manométricas (50 psig) y el flujo de calor es mayor que 31500 W/m2 (1 BTU/hpie 2) use 9.5 mm (3/4 pulg) de espaciamiento entre los tubos.

Los arreglos triangulares de tubos de 19.05 mm DE (3/4 pulg), deberían tener un espaciado de 23.81 mm (15/16 pulg), a menos que está limitado por el espesor de pared requerido. La columna “Recomendación del mayor espesor de pared” está basada en la máxima distorsión permisible de la placa de tubo; resultante del rotamiento del tubo indicado hacia la placa de tubo la cual tiene el mínimo ancho de ligamento permitido en los espaciados correspondientes. El ligamento es aquella porción de la placa de tubo entre dos huecos de tubos adyacente.

4.

Deflectores (Baffles).– La trayectoria del fluido contenido en la carcaza depende del tipo y arreglo de los defectores. En algunos casos el patrón de flujo afecta considerablemente la transferencia de calor, mientras que en otros carece de importancia, por ejemplo en intercambiadores con condensación o cuando el valor del coeficiente de transferencia de calor del lado de la carcaza excede consideradamente al correspondiente del lado de los tubos. La mayoría de los deflectores cumplen con dos funciones: (1) direccionar el flujo según la trayectoria deseada y (2) soportar los tubos y prevenir vibración. Los tipos de deflectores mas conocidos son: transversales, longitudinales y de ventana; los cuales se describen a continuación. a.

Deflectores transversales (Crossflow Baffles)– Los deflectores transversales soportan a los tubos, restringen la vibración de éstos por choque con el fluido y direccionan el flujo, en el lado de la carcaza, transversalmente al haz de tubos (perpendicular al eje de los tubos); proporcionando un alto grado de turbulencia y un alto coeficiente de transferencia de calor, pero incrementando la caída de presión. Dentro de este tipo de deflectores el mas conocido y eficiente es el de segmento. Este tipo de deflector se muestra en la Figura 5. El corte del deflector es la porción del deflector “cortada” para permitir el flujo a través del deflector. El tamaño de este corte afecta el coeficiente de transferencia de calor y la ciada de presión. Para los




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deflectores de segmento, esta porción es expresada en porcentaje y viene dada como el cociente entre la altura del corte y el Diámetro de la carcaza. Usualmente, los cortes de los deflectores de segmento son de aproximadamente 25% de su área, aunque el máximo corte práctico para los soportes de tubos es aproximadamente 48%. Trabajos realizados (en una sola fase) por Heat Transfer Research Inst. (HTRI) en deflectores de segmento, indican que el rango de corte óptimo es de 15 a 30%, con 25%. como el óptimo. Un corte mayor resultaría en una pobre distribución de flujo con espacios muertos detrás del deflector y disminución de la ciada de presión y del coeficiente de transferencia. Un corte menor se traduciría en una alta velocidad del fluido en el corte con incremento de la caída de presión, e igualmente existirían espacios muertos y remolinos detrás del deflector. El espaciado del deflector, es el espacio longitudinal entre deflectores con una precisión hasta de 6 mm (1/4 pulg). A menor espaciado del deflector, mayor coeficiente de transferencia y mayor caída de presión; por lo que esta distancia debe definirse de manera tal que permita una alta velocidad y un alto coeficiente transferencia dentro de los limites permisibles de caída de presión; es decir, hacía un diseño óptimo del intercambiador. El espaciado máximo del deflector no debe exceder al diámetro de la carcaza y debe ser adecuado para proporcionar soporte a los tubos y prevenir la posible vibración de los mismos. Esta dimensión es definida en el TEMA como máximo tramo sin soporte (“maximum unsoported span”); siendo los valores recomendados una función del tamaño del tubo y, para flujos sin cambio de fase, del diámetro de la carcaza. Si no existe cambio de fase en el fluido del lado de la carcaza, el espaciado de deflector no debe exceder el diámetro interno de la carcaza; de otra manera el fluido tendría que fluir paralelo a los tubos, en vez de perpendicular, produciendo así un coeficiente de transferencia de calor mucho más bajo. Cuando se tiene condensación o vaporización, el máximo espaciado de deflectores es solamente función del diámetro del tubo. El mínimo espaciado de deflectores, requerido para mantener una buena distribución de flujo, es el 20% del Diámetro interno de la carcaza pero no menor de 50 mm (2 pulg). Un espaciado de deflector muy pequeño obliga al fluido en la carcaza a desviarse, produciendo así una disminución en el coeficiente de transferencia de calor. La orientación de los cortes del deflector depende del tipo de fluido, del arreglo de tubos y del servicio. Cuando el arreglo de tubos es cuadrado o cuadrado rotado se deben tomar en consideración los siguientes aspectos:




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• En condensadores, vaporizadores y unidades que contengan fluidos con sólidos suspendidos, la orientación del corte debe ser vertical. En esta forma se minimiza la formación de “bolsas”, las cuales actuarían como trampas de vapor o sedimentos, reduciendo así el área de transferencia de calor. • La orientación de los cortes del deflector debe ser horizontal cuando el fluido en el lado de la carcaza no tiene sedimentos y está siendo enfriado sobre un rango amplio de temperatura (100 a 175°C (200–300°F)) en una sola carcaza. Esto evita la estratificación del fluido. • La orientación de los cortes del deflector puede ser también a un ángulo de 45° con respecto al nivel del suelo. Esta posición es conocida como “on the bias”. En arreglos triangulares de tubos (30°), la orientación de los cortes del deflector se define en base a: • Cuando el fluido libre de sedimentos en el lado de la carcaza está siendo enfriado sobre un amplio rango de temperatura (100 a 170°C (200–300°F)) en una sola carcaza, la orientación de los cortes debe ser horizontal para así evitar estratificación del fluido. • Para cualquier otro servicio el corte debe ser vertical. b.

Deflectores longitudinales– Este tipo de deflectores son usados para dividir la carcaza en dos o mas secciones, creando carcazas multipasos. Deben usarse soldados a la carcaza y a la placa de tubos para evitar que el fluido filtre a través del collado entre el deflector y la carcaza, lo cual disminuiría la eficiencia de la operación de transferencia de calor. Debido a las dificultades encontradas para realizar un buen proceso de soldadura, cuando se requieren carcazas multipasos resulta mas económico usar carcazas separadas por cada paso; a menos que el diámetro de la carcaza sea lo suficientemente grande que permita soldar con facilidad el deflector a la carcaza.

c.

Deflectores de ventanas– Cuando en un intercambiador se requiera baja caída de presión en la carcaza, por ejemplo en el manejo de gases, el uso de deflectores de flujo transversal resulta impráctico. En este caso deben usarse deflectores de flujo paralelo, conocidos como deflectores de ventana. La función principal de los deflectores de ventana es soporte de los tubos mientras permiten al fluido fluir paralelo a los tubos. Dentro de este tipo de deflectores el mas conocido y eficiente es el de segmento




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doble (llamado también disco modificado o corona), el cual se muestra en la Figura 5. Adicionalmente, los deflectores de círculo lleno son usados ocasionalmente para soportar los tubos en los rehervidores tipo marmita. El corte de los deflectores de segmento doble es expresado en porcentaje y viene dado con el cociente entre el área de la ventana del deflector y el área de la sección transversal del intercambiador. Normalmente, las áreas de los huecos centrales en los deflectores dobles son iguales y cubren 40% del área de la sección transversal del intercambiador. Esto permite un solapamiento de deflectores de aproximadamente 10% del área de la sección transversal en cada lado del intercambiador. Sin embargo, el solapamiento debe ser suficiente para que por lo menos una fila de tubos sea soportada por segmentos adyacentes. El espaciado de este tipo de deflectores es aproximadamente igual al espaciado máximo permisible. Espaciamientos menores resultarían en flujo transversal, lo cual sería contrario al objetivo de este tipo de deflectotes. Igualmente, para carcazas grandes (mayores de 1016 mm (40 pulg.)), el deflector es dividido en tiras para reducir el flujo transversal. 5.

Banda de sello.– Las bandas de sello son planas y de metal. Estas extienden el largo de la carcaza para prevenir que el fluido de la carcaza fluya a través del espacio entre el haz de tubo y la cara interna de la carcaza. La banda de sello está ubicada entre los bordes de deflectores adyacentes, en el espacio entre el haz y la carcaza. La Figura 7. muestra una banda de sello típica. Normalmente, las bandas de sello son instaladas en par, una banda de cada lado del haz. Las bandas de sello normalmente son instaladas en haces de arrastre continuo debido que el espacio entre el haz de tubo y la carcaza es bastante grande (50 a 125 mm (2 a 5 pulg)). también son instalados en otros tipos de haces de tubo cuando el espacio entre los tubos de afuera y la carcaza exceden la mitad del espaciado de tubo. Las bandas de sello no son usadas en rehervidores de tipo marmita o en unidades con condensación isotérmica en el lado de la carcaza.

6.

Boquilla de entrada y deflector de choque.– Los deflectores de choque son requeridos en las boquillas de entrada del lado de la carcaza, para proteger el haz contra el choque del fluido cuando: (a) se está condensando, (b) es una mezcla de vapor y líquido, (c) es material abrasivo continuo, o (d) está entrando a alta velocidad. Adicionalmente, TEMA requiere protección de choques para el haz cuando los valores de ρV2 (densidad del fluido, kg/m3, por la velocidad al cuadrado m2/s2) excede:


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a.

2250 kg/ms2 (1500 lb/pie.s2) para fluidos no corrosivos, no abrasivos y de una sola fase.

b.

750 kg/ms2 (500 lb/pie.s2) para otros tipos de fluidos, especialmente para fluidos en su punto de ebullición.

Para flujo bifásico, la densidad se calcula como la densidad homogénea gas–líquido. También, el área mínima de entrada del haz debe ser igual o exceder el área de la boquilla de entrada, y no debe producir un valor de ρV2 mayor que 6000 kg/ms2 (4000 lb/pie.s2) (TEMA). Para poder mantener la cuenta máxima de tubos, la placa de choques está algunas veces ubicada en la abertura de las boquillas en forma cónica o en el domo arriba de la carcaza. El material de la placa de choque debe ser por lo menos tan bueno como el de los tubos. 7.

Intercambiabilidad de haces de tubos.– En cualquier proyecto existe un incentivo para estandarizar los diseños de haz de tubo, de esta manera se reducen los gastos de la refinería en mantener inventario de repuestos de haces y otras partes de intercambiadores. A pesar que se desea la estandarización, no es fácil de controlarla de proyecto a proyecto debido a que la fabricación de los intercambiadores pueden no ser hechas por el mismo fabricante. No se considera deseable sobre diseñar un intercambiador de calor por el sólo hecho de tener intercambiabilidad de haz, a menos que el área superficial requerida sean aproximadamente iguales (dentro del 5%) y las presiones y temperaturas de diseño sean similares. Los haces de tubos deben ser del mismo diseño general y deben tener el mismo diámetro de las placas de tubo para ser físicamente intercambiables. Las placas de tubo deben también tener la misma ranura para las particiones del paso, a pesar de que las dos unidades están diseñadas para diferentes número de pasos. De la misma manera los espaciados de deflectores no necesitan ser iguales a menos que esto se desee, para mantener así la intercambiabilidad térmica o para mantenerse dentro del rango de caída de presión permisible.

4.7.5

Diseño de carcaza 1.

Carcaza de un paso (TEMA E).– La carcaza de un paso es la construcción más comúnmente usada para intercambiadores de tubo y carcaza. Las boquillas de entrada y de salida están ubicadas en extremos opuestos o adyacentes de la carcaza, dependiendo del número y tipo de deflectores usados. En la Figura 6.a se ilustra un intercambiador típico de deflectores segmentados horizontalmente y carcaza de un paso.

2.

Carcaza de dos pasos (TEMA F).– Una carcaza de dos pasos requiere el uso de deflectores longitudinales para dirigir el flujo de la carcaza. En la Figura 6.c se muestra este tipo de intercambiador, donde puede observarse




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que las boquillas de entrada y salida están adyacentes a la placa de tubo fija. Para evitar un espesor excesivo en los deflectores longitudinales, las carcazas de dos pasos no deben ser usadas cuando la caída de presión sea mayor de 69 kPa (10 psi) ( Preferiblemente, 35 kPa (5.1 psi)). También se deben evitar rangos de temperatura mayores de 177°C (350°F), debido al hecho de que altos rangos de temperatura ocasiona un excesivo escape de calor a través de los deflectores, y tensión térmica tanto en los deflectores como en la carcaza y placa de tubos. Los deflectores longitudinales pueden ser de diseño removible o soldado. Debido a que existen diversos diseños y penalidades en el costo de éstos, asociados con el uso de deflectores soldados en intercambiadores de cabezal flotante; este tipo de diseño debe ser usado sólo con unidades de placa de tubo fija que no requieren juntas de expansión. Si un deflector longitudinal va a ser usado con un intercambiador de cabezal flotante, éste debe ser de diseño removible. Deflectores longitudinales removibles requieren el uso de bandas de sello flexibles que deben ser livianas o un dispositivo de empaque entre el deflector y la carcaza para reducir la fuga de fluido de un lado a otro. Una unidad de dos pasos puede ser usada cuando el factor de corrección de la MLDT, Fn es menor de 0.8 para una carcaza de un paso. Una unidad de dos pasos por la carcaza con deflectores longitudinales soldados es satisfactoria si Fn para dos pasos por la carcaza es igual o mayor que 0.85 y una unidad con deflectores removibles es satisfactoria si Fn de dos pasos por la carcaza es 0.90 ó mayor. Esta limitación de Fn es el resultado de pérdida de calor a través de los deflectores longitudinales y, en el caso de deflectores removibles, fuga de fluido alrededor de éstos. 3.

Carcaza de flujo dividido (TEMA J).– Una carcaza de flujo dividido tiene una boquilla central de entrada y dos de salida, o viceversa. Un intercambiador de flujo dividido es ilustrado en la Figura 6.b. Típicamente, este tipo de carcazas es usado para reducir la caída de presión en servicios donde ocurre condensación. Generalmente, para todos los diseños, los deflectores de segmento doble son usados con carcaza tipo J y, en los intercambiadores de flujo dividido, normalmente tienen corte vertical. Este arreglo de deflector requiere que el número total de deflectores sea impar, pero también debe haber número impar de deflectores en cada extremo de la carcaza. El deflector central para este arreglo, normalmente es similar al deflector central usado con el corte de deflectores de segmento. Los deflectores de cada lado del deflector central y el último deflector en los extremos de la carcaza tienen el centro sólido con recorte en los bordes.



4.7.6


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Fluido a través de los tubos/carcazas En la determinación de la localización de los fluidos tanto en la carcaza como en los tubos deben considerarse los siguientes factores: 1.

Corrosión.– Colocar el fluido mas corrosivo en los tubos resulta mas económico, pues los costos por requerimiento de aleaciones y revestimiento son menores.

2.

Ensuciamientos.– La localización en los tubos del fluido con mayor tendencia a la formación de depósitos se traduce en una reducción del ensuciamiento del área de transferencia ya que este arreglo permite un mejor control de la velocidad. A mayor velocidad menor ensuciamiento. Los tubos rectos se pueden limpiar mecánicamente sin remover el haz de tubos y la limpieza química normalmente es mejor en el lado de los tubos. Los tubos con aletas y en arreglo cuadrado pueden limpiarse fácilmente por medios físicos; pero usualmente la limpieza química no es efectiva en la carcaza.

3.

Temperatura.– Para servicios de alta temperatura, requiriendo materiales (aleaciones) costosos, es recomendable colocar el fluido caliente en los tubos.

4.

Presión.– Colocar la corriente de mayor presión en los tubos requerirá menos componentes de alta presión, lo cual se traduce en una reducción de costos.

5.

Caída de presión.– A igual caída de presión, mayor coeficiente de transferencia de calor es obtenido en los tubo; por esta razón, el fluido con menor caída de presión permisible debería colocarse en los tubos.

6.

Viscosidad.– Mayores ratas de transferencia de calor son obtenidas colocando un fluido viscoso en la carcaza.

7.

Características tóxicas y letales.– Generalmente, el fluido tóxico debe colocarse en los tubos, usando una placa doble de tubos para minimizar la posibilidad de fugas. En cuanto a fluidos con características letales, referirse al Código ASME y cumplir con los requerimientos establecidos para este tipo de servicios.

8.

Rata de flujo.– Colocar el fluido con menor rata de flujo en la carcaza, usualmente, resulta en un diseño mas económico. La razón de ello radica en el hecho que en la carcaza el fluido experimenta un mayor turbulencia a menor velocidad que en el tubo. En resumen y a manera de guía, cualquiera de los fluidos que aparezca de primero en la lista siguiente será, normalmente, el que va por los tubos:

1.

Agua de enfriamiento.

2.

Fluidos corrosivos o un fluido propenso al depósito de coque, sedimentos y otros sólidos.


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3.

Fluidos con alto factor de obstrucción.

4.

El menos viscoso de los 2 fluidos.

5.

El fluido de mayor presión (para presiones extremadamente altas, 6900 kPa (1000 psi) manométricas, puede ser económico tratar este punto como número 1 en esta lista.

6.

El fluido más caliente.

7.

El líquido de menor volumen.

Varias excepciones a esta lista son:

4.7.7

1.

Los vapores condensables son normalmente colocados en la carcaza.

2.

El vapor de agua es colocado normalmente en el interior de los tubos.

3.

Si el cambio de temperatura de un fluido es muy grande (mayor que aproximadamente 167 °C a 195 °C (300–350°F)) y se requiere el uso de más de un paso de tubo, entonces este fluido va usualmente en la carcaza, en vez de por tubos. Esta distribución de los fluidos minimiza los problemas causados por la expansión térmica. También, para evitar problemas con la tensión térmica, los fluidos con cambio de temperatura mayor que 195°C (350°F) no pueden ser pasados a través del lado de una carcaza de 2 pasos.

4.

Si uno de los fluidos es limpio (factor de ensuciamiento de 0.00018 m2°C/W (0.001 hpie2°F/BTU) o menor) y sólo es levemente corrosivo al material seleccionado, este fluido es el que se coloca en los tubos. Las construcciones de tubos en U son usados donde resulten económicas.

Caída de presión Las consideraciones generales aplicables a intercambiadores de tubo y carcaza vienen dadas en el párrafos siguientes. 1.

Corrección para el área reducida de flujo.– Para el lado de los tubos, se requiere de los suplidores de intercambiadores el suministro de tubos con un espesor en todo punto no menor que el especificado. Por esta razón, el diámetro interno actual es siempre más pequeño que el diámetro estándar. Esta desviación del diámetro estándar es mayor para el acero al carbono que para tubos de aleaciones de cobre. Para el lado de la carcaza, hay que incluir un factor que considera el ensuciamiento en el lado de afuera de los tubos. Este ensuciamiento reduce el área libre para flujo y de esta manera incrementa la caída de presión.

2.

Consideraciones económicas de caída de presión.– La caída de presión de diseño a ser usada, normalmente, es determinada por un balance económico entre (1) el alto costo de bombear y de ciertos componentes del intercambiador y (2) la reducción de área superficial. A medida que el número




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de pases del tubo es incrementado o el espaciado de deflectores es reducido, la velocidad del fluido aumenta, produciendo así un aumento en la caída de presión y en el coeficiente de la película. Otra ventaja del incremento de la velocidad es que la medida del ensuciamiento decrece. Para corrientes presurizadas, la caída de presión debe ser maximizada. Cuando no existe información o restricciones de proceso sobre la velocidad máxima, una limitación razonable para líquidos es cerca de 3 a 5 m/s (10 a 15 pie/s). Para gases y vapores, velocidades hasta de 30 m/s (100 pie/s) son comunes. Para corrientes bombeadas, a menos que están limitadas de otra manera, la caída de presión preliminar de diseño es la requerida para copar completamente la fuerza motriz de la bomba. La caída de presión debe ser determinada chequeando el retorno incrementar de la inversión, comparando el caso preliminar con uno usando un tamaño más grande de motor, ya sea completamente copado o la extensión permitida por las limitaciones de velocidad. Factores a ser considerados en la comparación son un posible cambio en la selección de líneas o en el tipo de bomba. 3.

Número de pasos en el lado del tubo.– Para enfriadores y condensadores usando agua, se especifica el suficientes número de pasos de tubo para maximizar la utilización de la caída de presión disponible, siempre y cuando el material de construcción del tubo lo permita. La velocidad máxima y mínima de agua varía con el material del tubo y el tipo de agua. Para servicios con hidrocarburos, se especifica el suficientes número de pasos de tubo para obtener una alta velocidad en los tubos, previendo así el flujo laminar o de transición. En algunos casos las condiciones terminales del intercambiador pueden ser tales, que el tipo de flujo puede cambiar de laminar a turbulento (o viceversa) dentro de la unidad. Esta situación debe evitarse, debido a que la transferencia de calor en la región de transición no es predecible. Para algunos servicios, como combustible pesado, este problema se puede solucionar usando fluidización con un fluido apropiado, que tenga una densidad más baja. Normalmente, no menos de dos o más de ocho pasos de tubo son usados. Con más de ocho y menos de dos, la construcción se complica y los costos de fabricación tienden a ser excesivos. Note que los arreglos de 2, 4 u 8 pasos de tubo son fácilmente intercambiables. Sin embargo, en casos especiales, 1 paso o más de 8 pasos pueden algunas veces ser justificados. Ver Tabla 10 para el máximo número de pasos de tubo normalmente usados por varios diámetros de carcaza. Restricciones sobre los arreglos de pasos de tubo para diseños particulares de intercambiadores son como siguen:



4.


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a.

Para intercambiadores de placa fija de tubos es posible usar cualquier número de pasos de tubo, impar o par. Los arreglos más comunes son de un paso o un número par de pasos múltiples.

b.

Para intercambiadores de tubos en U, cualquier número de pasos de tubo es posible, pero normalmente el máximo recomendado es 6, debido a consideraciones de construcción.

c.

Para intercambiadores de cabezal flotante con anillo dividido y arrastre continuo, cualquier número de pasos de tubo es posible. Esto se debe a que los diseños de un sólo paso de tubo, a pesar de no ser generalmente usados, requieren expansión especial o juntas empacadas.

d.

Para intercambiadores de cabezal flotante empacado externamente con anillo de cierre hidráulico, sólo arreglos de un solo paso o dos son posible en este tipo de construcción.

e.

Para intercambiadores de cabezal flotante empacado externamente de caja de estopas, cualquier número par o impar de pasos de tubo es posible.

Consideraciones para el lado de la carcaza.– Las características de los deflectores y de las boquillas y el número de pasos en la carcaza son elementos de un intercambiador que afectan considerablemente la caída de presión. Asi: a.

Número de pasos en la carcaza – Los intercambiadores pueden tener más de un paso en la carcaza (un paso es el más común). Pasos múltiples en la carcaza requieren el uso de deflectores longitudinales de diseño removible o soldado (Ver la discusión sobre carcazas de 2 Pasos, en la subsección 4.7.5). En casos especiales de requerimientos de grandes superficies, especialmente en servicios requiriendo carcazas en series para satisfacer los requerimientos de Fn, unidades de carcaza con pasos múltiples empleando deflectores longitudinales son la selección más económica. Sin embargo, es bastante difícil estimar con precisión el costo de intercambiadores usando deflectores longitudinales. Es por esto que es recomendable por el momento, que para aquellos casos donde la construcción sea aplicable, el intercambiador se especifica como una unidad de un paso por carcaza. Luego, se solicita una alternativa para unidades de pasos múltiples, basado en el tipo de deflector deseado.




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b.

Deflectores transversales – Normalmente se especifican los deflectores de segmento con un espaciado de deflectores hasta el máximo permisible de acuerdo al TEMA (“maximum unsoported span”), a menos que la caída de presión en el lado de la carcaza sea excesiva; en cuyo caso, deflectores de segmento doble deben ser usados, porque ellos resultan en una caída de presión más baja, con solo un pequeño descenso en el coeficiente de transferencia de calor en el lado de la carcaza.

c.

Boquillas – Use dos boquillas de salida (una en cada extremo de la carcaza) y una boquilla de entrada en el centro, o viceversa, si otra manera de reducir la caída de presión resulta inefectiva. Este tipo de arreglo de las boquillas determina el uso de la carcaza conocida como “Carcaza de flujo dividido” (TEMA J). Para condensadores u otros intercambiadores usando vapor, una sección alargada en la boquilla de entrada de la carcaza (“cinturón de vapor”) es usado algunas veces. Los cinturones de vapor son recomendados si la boquilla de vapor es grande comparada con el diámetro de la carcaza. Estos evitarán el tener que quitar tubos para proveer el área de flujo requerida entre la carcaza y el deflector de choque, permitiendo así la distribución del vapor entrando al haz.

4.7.8

Carcazas superpuestas La decisión de superponer carcazas o no, depende de la necesidad de mantenimiento, como también de la cantidad de terreno disponible. Las carcazas superpuestas requieren un área de terreno menor y frecuentemente de menos tuberías. Normalmente, las carcazas no están superpuestas a una altura de más de 2 veces la altura de ésta. Sin embargo, el mantenimiento de intercambiadores de calor superpuestos es más costoso debido a la dificultad al acceso a ellos. Si no existe suficiente área de terreno disponible, la decisión de superponer carcazas se debe regir por la siguiente lista: 1.

Si los fluidos son de servicio limpio y no corrosivo, las carcazas deben ser usualmente superpuestas.

2.

Si los fluidos son de servicio moderadamente limpio o levemente corrosivo, las carcazas deben ser superpuestas.

3.

Si los fluidos son de servicio muy sucio o corrosivo, las carcazas no deben estar superpuestas para permitir facilidad en el mantenimiento. Cuando las carcazas múltiples son especificadas, el arreglo de la superposición debe ser indicado en la hoja de especificación del intercambiador.



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Problemas operacionales típicos La meta del diseño de un intercambiador es diseñar una unidad que satisfaga los requerimientos de proceso especificados y tenga la capacidad de operar libre de problemas por largos períodos de tiempo, al mínimo costo para el usuario. Para cumplir esta meta, el diseñador debe considerar los posibles problemas presentes en la operación de la unidad y diseñar para evitarlos o minimizarlos. Así, cuando los fluidos involucrados en el proceso son corrosivos debe seleccionarse un material resistente a la corrosión. también se debe diseñar para reducir el derrame de fluidos entre el lado de los tubos y la carcaza, causado por la ruptura de los tubos o por el desprendimiento de un tubo de de la placa de tubos. Así mismo, en servicio sucio donde el(los) fluido(s) tienen tendencia a la formación de depósitos, se debe diseñar para minimizar su efecto en la transferencia de calor. Las subsecciones 4.6 y 4.7 de este documento se han enfocado con base en estos problemas. Sin embargo, dada la importancia de esta problemática, se ha considerado necesario dedicar una subsección a este tema con el propósito de proporcionarle al ingeniero responsable del diseño mas detalles al respecto. En las referencias se encontrará más información teórica y académica al respecto.

4.8.1

Vibración El diseño de un intercambiador no puede ser completo sin considerar un análisis vibracional, especialmente cuando se trata de unidades grandes, altas ratas de flujo o altas velocidades en la carcaza, puesto que la vibración es la causa mas seria y frecuente de falla de los intercambiadores. La vibración puede ser transmitida mecánicamente, por ejemplo durante el embarque de la unidad; o a través del fluido como en forma de pulsaciones provenientes de un compresor reciprocante; o puede ser inducida dentro del intercambiador por un flujo perfectamente estable. Esta última es preocupante por el desconocimiento que se tiene tiene al respecto, a pesar que se ha trabajado mucho en los últimos años, tanto teóricamente como experimentalmente, por aclarar este fenómeno. En la mayoría de los casos de vibración inducida por flujo, se asume que es causada por el desprendimiento de vórtices desde la corriente en el lado de los tubos, aguas abajo de la unidad. Como consecuencia de la presencia de estos vórtices el patrón de flujo, y por ende la distribución de presión, cambia, resultando en oscilaciones de la magnitud y en la dirección de las fuerzas ejercidas por la presión del fluido sobre el tubo. Si la frecuencia de estas oscilaciones y la frecuencia natural del tubo son aproximadamente iguales, el tubo vibra con gran amplitud y eventualmente fallara, causando la dispersión de un fluido en otro. En la etapa de diseño pueden incluirse ciertas opciones para evitar o reducir el problema de la vibración de tubos, tales como: 1.

Evitar diseño de unidades con carcazas mayores de 1016 mm (40 pulg).





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2.

Usar un espaciado del deflector menor o igual al máximo tramo sin soporte. Ver subsección 4.7.4.

3.

Minimizar los espacios muertos entre el tubo y el deflector.

4.

Reducir la velocidad del fluido contenido en la carcaza, ya sea disminuyendo la rata de flujo o cambiando el espaciado o el arreglo de tubos.

Cada una de estas opciones modifica la frecuencia natural del tubo o la velocidad transversal del fluido (2,3) o la frecuencia de las oscilaciones (4,1). Otras opciones disponibles para evitar los problemas por vibración son cambios en el tipo de deflector preliminarmente seleccionado o reducción del corte del deflector, las cuales modifican la frecuencia natural del tubo, o uso del deflector de choque, lo cual afecta la frecuencia de las oscilaciones (ver subsección 4.7.4). 4.8.2

Ensuciamiento El ensuciamiento (“fouling”) en las unidades de transferencia de calor puede definirse como depósitos de material indeseado sobre la superficie de transferencia de calor, causando degradación en la operación del equipo en un orden del 80% y, algunas veces puede causar, falla o suspensión total de la operación. Este problema es considerado en el diseño de la unidad mediante la incorporación de una resistencia térmica denominada Factor de Ensuciamiento. Ver subsección 4.6.5 para mayores detalles. La solución obvia a este problema de formación de depósitos en intercambiadores es eliminar los agentes de ensuciamiento de las corrientes, lo cual es a menudo imposible en corrientes de proceso, porque el fluido por si mismo es un agente de ensuciamiento, por ejemplo en las reacciones de coquificación y polimerización. Lo que, indudablemente, si pude hacer el diseñador y el usuario del equipo es controlar el ensuciamiento en cierto grado. En la subsecciones 4.7.6 y 4.6.5 se presentan formas de controlarla en la etapa de diseño. Formas que se traducen en la reducción de costos de mantenimiento: 1.

La localización del fluido sucio en los tubos permite la limpieza de la unidad sin incurrir en el alto costo de remover el haz de tubos.

2.

El uso de una cubierta del canal plana y fácilmente removible facilita la limpieza física, si esta fuese requerida frecuentemente.

3.

La orientación horizontal de la unidad es probablemente preferida porque evita los costos de andamio, usualmente requerido para la limpieza de unidades verticales

4.

Velocidades en los tubos entre 3 y 4.6 m/s (10 y 15 pie/s) reduce la frecuencia de limpieza del equipo.


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Adicionalmente, el ensuciamiento debido a sedimentación puede reducirse usando unidades de un solo paso. Por ejemplo, si el área de transferencia requerida no es muy grande, puede seleccionarse un intercambiador de placas en espiral en lugar de una unidad multipasos de tubo y carcaza; para evitar la decantación de los sólidos suspendidos en la carcaza o en el fondo de los canales en lado de los tubos. Otras técnicas para prevenir el ensuciamiento son:

4.8.3

1.

El diseño de la carcaza debe ser tal que evite zonas muertas y de remolinos donde los sólidos puedan acumularse.

2.

Las conexiones de entrada y salida deben colocarse en el fondo y el tope de la carcaza y los tubos para evitar crear zonas muertas y áreas no purgables.

3.

El uso de metales apropiados que eviten la acumulación de material producto de la corrosión, especialmente con agua de enfriamiento.

Corrosión y erosión Una de las causas mas frecuentes de falla de los intercambiadores son los daños a los tubos por la corrosión y la erosión. Las fallas por corrosión no son posibles siempre eliminarlas completamente, a pesar de las precauciones que se tomen en la etapa de diseño; debido a que las condiciones de operación no son estáticas; razón por la cual es necesario una revisión periódica del equipo y mejoramiento de los sistemas de control de la corrosión. Sin embargo, en servicios corrosivos, para minimizar los efectos de la corrosión se recomienda: 1.

Pretratamiento de las superficies metálicas.

2.

Uso de inhibidores de corrosión.

3.

Tratamiento del agua, cuando este fluido este involucrado en la operación.

4.

Uso de material anticorrosivo o revestimiento (lining o cladding).

5.

Selección de unidades fáciles de reparar, por ejemplo unidades de tubo y carcaza con haz de tubos removibles.

6.

Especificación de unidades con componentes estandarizados, por ejemplo el tamaño y material de los tubos para un proceso en particular.

Erosión es la perdida de material de construcción debido a alta velocidad y/o cambios abruptos en la dirección del flujo; usualmente esta asociada a flujo bifásico y se encuentra, principalmente, en la entrada de los tubos y en la superficie externa de los tubos situados debajo de la boquilla de entrada a la carcaza. Los factores que determinan la presencia de la erosión son la velocidad y fase del flujo, las propiedades del fluido y el material de construcción; por lo que para


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prevenir los efectos de la erosión es necesario eliminar, evitar o controlar dichos factores. Una forma segura de minimizar la erosión es reduciendo la velocidad del flujo; pero ello tiene implicaciones negativas en la transferencia de calor. Otras técnicas utilizadas son: 1.

Filtración del fluido.

2.

En una corriente gaseosa, reducir la cantidad de gotas presentes pasando la corriente por un absorbente o calentándola para vaporizar dichas gotas.

3.

Usar deflectores de choque.

4.

Usar tubos plásticos, a manera de forro, dentro de los tubos.

Puestos que 1 y 2 resultan en caídas de presión y costos significativos, normalmente se utilizan 3 y 4. Es importante observar que la selección del material es de sumo interés en la prevención de estos fenómenos de corrosión y erosión, por lo que la experiencia del diseñador en los tipos de fallas producida por estos fenómenos es tan relevante como la información referente a las propiedades y ratas de corrosión del metal. 4.8.4

Derrame de fluidos En un intercambiador, el derrame de un fluido en otro puede ocasionar grandes perdidas de producción o altos costos de operación o mantenimiento; por lo que en la etapa de diseño, basado en su conocimiento y experiencia en el proceso, el diseñador puede recomendar una unidad que elimine o minimice las posibilidades de un derrame y/o sus efectos. Por ejemplo, el uso de enfriadores de aire en lugar de enfriadores con agua de mar. Las causas de un derrame de fluido son que la unidad este sometida a ciclos térmicos frecuentes, diferencial de expansión térmica y vibración de tubos. Esta ultima causa fue discutida previamente, en el punto 4.8.1. En la etapa de diseño, para minimizar y/o evitar los derrame de fluido por ciclos o expansión térmica, se debe considerar lo siguiente: 1.

Restringir el uso de placas de tubo fijas a aquellos casos donde la diferencia entre la temperatura media del metal del tubo y la de la carcaza no exceda a los 28°C (50°F), Ver subsección 4.7.4.

2.

En operación por carga o en aquellos casos donde son frecuentes las paradas y arranques de planta, se recomienda el uso de un cabezal flotante o tubo en U.

Es importante indicar en la hoja de especificación del intercambiador la existencia de ciclos térmicos.



4.9



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Optimización de los sistemas de integración de calor En cualquiera planta grande existen un número de corrientes de procesos que necesitan ser calentadas o enfriadas de cuerdo a los requerimientos del proceso. En general se pueden usar vapor u otro medio de transferencia de calor para calentar las corrientes frías; y aire o agua de enfriamiento para enfriar las corrientes calientes. Sin embargo, si las corrientes que necesitan ser enfriadas transfieren su calor o energía hacia las corrientes que requieren ser calentadas, se reducirían en gran magnitud los costos de capital de inversión y de operación; debido a la reducción de los requerimientos de servicios (vapor, agua de enfriamiento) y del número de equipos de transferencia de calor. Esta integración o combinación de unidades, las cuales trabajando al unísono mantienen la planta en operación, es lo que se denomina sistemas de integración de calor (SIC) o redes de intercambiadores de calor (“heat exchanger network”). La optimización de tales sistemas, llamada optimización de los sistemas de integración de calor o optimización de redes de intercambiadores de calor (“heat exchanger network” optimization), consiste en encontrar la combinación óptima de unidades, la cual permita reducir al mínimo, tanto el número de intercambiadores y como la cantidad de servicios requeridos por el proceso en consideración. Las ventajas de esta integración térmica son: 1.

Mínimos costos de capital y de operación, puesto que se reduce el número de equipos. También se cortan los gastos por mantenimiento, fundación, etc.

2.

Reducción en los consumo de energía externa en término de vapor.

3.

Reducción de las perdidas de energía hacia el agua de enfriamiento o el aire.

Los puntos 2 y 3 son muy importantes dado la preocupación existente en los últimos años sobre los costo de la energía. Como todo proceso, los SIC presentan sus desventajas, a saber: 1.

En plantas grandes, algunas corrientes pueden estar localizadas a distancias considerablemente grandes. Acercarlas para intercambiar calor puede requerir modificación de la disposición de los equipos en planta, tendidos de tuberías largos y potencia de bombeo alta, lo cual no resultaría económico.

2.

La entremezcla de dos fluidos, debido al derrame de un fluido en otro, puede ser peligrosa en algunos casos.

3.

La interconexión entre varias corrientes afecta las operaciones de arranque y parada de planta, la respuesta a situaciones de emergencia y a cambios bruscos en las condiciones de operación,y la confiabilidad y control de la planta. Generalmente, este tipo de optimización es mas factible en plantas nuevas que en plantas existentes.



4.


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Las técnicas de optimización existentes parten de una serie de supuestos respecto al coeficiente global de transferencia de calor, tipo de unidades, etc., los cuales restringen la confiabilidad en los resultados finales obtenidos. Por lo que se impone una revisión detallada y análisis de cada unidad, independientemente.

Para llevar a cabo la optimización de los SIC están disponibles varios métodos en la literatura, tales como el desarrollado por Nishida (1977) y por Linnhoff y Flower (1978). La idea básica es igualar la capacidad de las corrientes calientes de ceder energía con la necesidad de recibir energía de las corrientes frías. Así que se calculan los cambios de temperatura mas altos posibles que satisfaga los requerimientos definidos. Si la temperatura final requerida no es alcanzada, entonces se usa vapor y agua de enfriamiento como medio para alcanzarla. También existen programas de computación, como HEXTRANTM de Simulation Sciences, que permiten optimizar los SIC. Para mayores detalles ver el Manual de Usuario de HEXTRAN. Es importante apuntar que no necesariamente cada uno de los intercambiadores en la red resultante es también un óptimo, ya que las técnicas de optimización actualmente disponibles suponen: 1.

El coeficiente global de transferencia de calor es el mismo para cualquier tipo de unidades, o sea, todos los intercambiadores tienen un solo valor de este coeficiente, todos los enfriadores tienen un solo valor y todos los calentadores tienen un solo valor, aunque el valor para los enfriadores puede ser diferente al de los calentadores o de los intercambiadores de calor. Este supuesto no es cierto, porque los coeficientes de transferencia de calor dependen de las propiedades, las temperaturas y las ratas de flujo de los fluidos involucrados.

2.

El costo es definido como una función exponencial del área de la unidad, lo cual es razonable como una primera aproximación si todas las unidades tienen las mismas características y materiales de construcción. Sin embargo, las condiciones de operación, el diferencial de expansión térmica, la carga de calor, etc., determinan el tipo de construcción a usarse; y la corrosión y las tendendencias a la formación de depósitos, junto con otros factores, determinan el material de construcción. Así que no todas las unidades en una misma clase de servicio tienen que ser similares.

Por lo tanto, después que la optimización del SIC se ha completado es necesario mirar a cada unidad individualmente y realizar su diseño óptimo con las temperatura de entrada y salida obtenidas por dicha técnica para cada unidad. Durante la optimización individual de cada unidad se deben considerar los puntos arriba mencionados, bajo el nombre de desventajas, con el propósito de obtener unidades viables y asegurar un apropiado funcionamiento de la planta.




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En esta subsección se ha presentado una breve introducción al vasto tópico de la dinámica y optimización de los intercambiadores de calor. En la medida que se incrementan los costos de la energía, mayor es el énfasis que debe ponerse en estos estudios de los SIC.

5

GUIA GENERAL PARA DISEÑO 5.1

Proceso de diseño de intercambiadores de calor La característica crítica del proceso de diseño es la estructura lógica y básica de un procedimiento de diseño, la cual es la misma si se usa un método de cálculo manual o computarizado. La diferencia radica en sustituir la lógica del pensamiento humana por la de un programa de computación, rápida pero inflexible. Esta estructura consiste en cuatro etapas, a saber: 1.

Identificación del problema.– El problema debe ser definido lo mas completo y claro posible; no solamente desde el punto de vista de la información requerida, sino de cuestiones tan importantes como que debe hacerse o cual es el requerimiento real a satisfacer; lo cual es responsabilidad del ingeniero de proceso. La subsección 5.3, pasos 1 y 2, presenta mas información sobre esta etapa.

2.

Selección del tipo de intercambiador.– Una vez definido los requerimientos y con la información disponible se debe decidir sobre el punto mas simple e importante del proceso: Cual es la configuración básica del intercambiador a utilizarse. En algunas aplicaciones el ingeniero de proceso decide al respecto, sin embargo es recomendable considerar la experticia y conocimiento del diseñador. En la subsección 5.2 se desarrolla esta idea.

3.

Procedimiento de cálculo.– Definido el problema y decidido el tipo de unidad a usarse, la próxima decisión es sobre el método de diseño: manual o computarizado.

El uso de métodos manuales sigue siendo una alternativa válida de diseño por lo menos en un 50%, y quizás en un 90%, de los casos. Sin embargo se recomienda evitar el uso de métodos manuales en el diseño de rehervidores tipo termosifón, dado la complejidad del caso. Si la decisión es el uso de métodos computarizados, entonces se debe seleccionar el nivel de dicho método: corto o detallado. Generalmente se usa el método corto cuando se requiere un orden de magnitud o un diseño preliminar. Debido a que PDVSA ha adquirido la información de HTRI (Ver 5.4.2) acceso a un grupo de programas reconocidos como el estándar de facto en el diseño de intercambiadores de calor, además de manuales de diseño de intercambiadores, donde presenta las bases teóricas de los programas, y métodos manuales lo suficientemente prescisos para entregar diseños de calidad. Esto se traduce en




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que los documentos adicionales del tema “Intercambiadores de calor”, no presentarán procedimientos detallados de diseño, sino que hará referencia al programa HTRI correspondiente y/o al procedimiento manula de diseño presente en los manuales de diseño del HTRI. Sólo los temas correspondiente a intercambiadores de doble tubo y a intercambiadores en servicio criogénico (PDVSA–MDP–05–E–04), (PDVSA–MDP–05–E–05), serán tratados en profundidad en los documentos antes mencionados. En la subsección 5.3 se presenta una guía general de diseño para el procedimiento manual de cálculo. Para aquellos servicios o unidades no documentadas en el MDP, se recomienda especificar los requerimientos de proceso y dejar al fabricante de este tipo de unidades su diseño, ya que el posee el conocimiento, la experticia y garantiza la operabilidad del mismo. 4.

Diseño mecánico y costos.– Una vez aceptado el diseño térmico e hidráulico encontrado en las etapas previas, el proceso de diseño continua con el diseño mecánico detallado, planos de fabricación, requerimiento de material, estimación de costos, etc. Esta etapa no se encuentra dentro del alcance del MDP. Es importante observar que un intercambiador rara vez trabaja a las condiciones para las cuales fue diseñado por lo que es altamente recomendable un estudio de sensibilidad respecto aquellos parámetros que puedan estar fuera de las condiciones de diseño. Por ejemplo, si el factor de ensuciamiento considerado es muy conservador, la unidad, probablemente, estará considerablemente sobrediseñada en la etapa inicial de operación, y en consecuencia, la temperatura de salida será diferente a la especificada, con posibles efectos aguas abajo del proceso. Por otro lado, los procedimientos modernos de aseguramiento de calidad requieren, con carácter de obligatoriedad, de un cuidadoso chequeo de la unidad entregada versus la especificación original del diseño (tolerancia, tamaño de tubos, material de construcción, material de las empacaduras, etc.).

5.2

Criterios de selección para intercambiadores de calor Para la IPPCN, tradicionalmente la selección automática ha sido intercambiadores de tubo y carcaza, para los cuales están muy bien establecidos los códigos para el diseño mecánico y existe una gran experiencia operacional. Sin embargo con la necesidad de obtener una mejor eficiencia térmica y minimizar los costos de capital se ha ampliado el rango de intercambiadores usados. Por lo que el proceso de selección de intercambiadores adquiere mayor relevancia. Este proceso debe tomar en consideración una serie de factores relacionados con la aplicación específica (no existe una regla general). Estos factores pueden resumirse en los siguientes criterios:




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1.

Requerimientos térmicos e hidráulicos.– El problema central del proceso de diseño de un intercambiador es crear una unidad capaz de satisfacer los requerimientos de proceso; es decir, lograr los cambios térmicos de las corrientes dentro de los límites permisibles de caída de presión, aun en presencia de ensuciamiento de la superficie de transferencia y capaz de operar hasta la próxima parada programada por mantenimiento. Para asegurarse una razonable probabilidad de éxito en la creación de esta unidad es pertinente disponer de conocimiento y experticia en el tipo seleccionado. Y se debe disponer de una metodología probada en un contexto donde las propiedades físicas de los fluidos rara vez se conocen con un alto grado de precisión, las condiciones estimadas de operación y las características de la corriente varían frecuentemente, existen limitaciones de tamaño y los datos sobre factores de ensuciamiento son prácticamente inexistentes y en todo caso varían con el tiempo.

2.

Compatibilidad con los fluidos y las condiciones de operación.– La unidad seleccionada debe ser capaz de resistir la corrosión debida a las corrientes de proceso y servicios y al medio ambiente, lo cual cual es básicamente un problema de selección de un material de construcción capaz de contener los fluidos sin una excesiva corrosión. Es deseable que resista el ensuciamiento, por lo que la tendencia a ello debe ser tazada apropiadamente para que la unidad sea capaz de operar en el tiempo requerido. Debe ser diseñada y construida para resistir la tensión o fatiga producto de la presión del fluido y de la diferencia de temperatura (fatiga Térmica).

3.

Mantenimiento.– En base a las características de las corrientes se debe determinar los requerimientos de limpieza (mecánica o química) y el reemplazamiento periódico total o parcial de la unidad. Este requerimiento puede limitar la orientación (vertical horizontal) del intercambiador y puede afectar la disponibilidad de espacio libre alrededor de él. La facilidad de modificaciones puede ser un factor importante, si las condiciones de proceso son eventualmente cambiables.

4.

Disponibilidad.– El tiempo de ejecución de un proyecto puede dictaminar el uso de unidades estándar con tiempos de entrega cortos. La fecha de entrega dada por el fabricante debe ser considerada bajo la visión de su récord de cumplimiento. Otro factor a considerarse es si existen limitaciones en cuanto a la disponibilidad de los métodos de diseño.

5.

Factores económicos.– El costo debe ser tan bajo como sea posible, pero sin sacrificar los requerimientos previamente establecidos y respetando los requisitos especiales que el cliente haya establecido. El costo de instalación puede ser, a menudo, significante. La mejor evaluación del verdadero costo de un intercambiador es él determinado considerando la magnitud de las perdidas económicas si la unidad se para prematuramente por limpieza o




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mantenimiento o si ella representa un cuello de botella en la rata de producción de la planta. En la subsección 4.5 y en la Tabla 1 se presenta una lista de las unidades mas usadas en IPPCN. Para una aplicación particular ambas deben ser consultadas para identificar por lo menos un tipo, y probablemente varios tipos, de intercambiadores adecuados a dicha aplicación, a partir de la siguiente información:

5.3

1.

Máxima presión.– Muchos tipos de intercambiadores pueden ser solamente usados a bajas presiones, por lo que deben considerarse fuera de aplicación cuando la presión es muy alta.

2.

Rango de temperatura.– Muchos tipos de intercambiadores pueden ser solamente usados en un rango limitado de temperaturas, nuevamente, esto saca fuera de consideración a un determinado número de tipos de intercambiadores

3.

Limitaciones de fluidos.– Esto se refiere a la compatibilidad entre el fluido y los materiales de construcción. Por ejemplo, el material de las empacaduras en un intercambiador de placas puede no ser compatible con el fluido o con el rango de temperaturas de operación esperado. Otro factor importante esta relacionada con las consecuencias de una falla, esta situación puede ocasionar problemas de mezcla de corrientes o de derrame de un fluido hacia el medio circundante. Obviamente, en el caso de fluidos tóxicos o inflamables, la consecuencia de una falla es mas significante y es un importante factor a considerar en la decisión sobre el tipo de unidad.

4.

Rango de tamaños disponibles.– Evidentemente, siempre es posible superar el obstáculo de la limitación de máximo tamaño, mediante el arreglo de varias unidades en paralelo, aunque se incurriría en costos adicionales por instalación y tuberías; también, en algunas ocasiones, se presentarían problemas por mala distribución de flujo entre las unidades en paralelo.

5.

Cruce de temperaturas.– Esta consideración está relacionada con el patrón de flujo. Si hay cruce de temperaturas se requiere una unidad de flujo en contracorriente pura o unidades multipasos en serie. En caso contrario, unidades de flujo mixto son adecuadas.

Guía general para el diseño de intercambiadores de calor A continuación se presenta la metodología a ser utilizada como una guía general para el diseño de cualquier tipo de intercambiador. Paso 1.–

Obtención de la información de proceso (por ejemplo, propiedades de las corrientes) y mecánica (por ejemplo, arreglo de tubos) y de la función de la unidad o servicio dentro del proceso (por ejemplo, condensador). De acuerdo a los procedimientos


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que se presentan en los documentos previamente mencionados, se requiere obtener la siguiente información mínima de proceso: 1. Fase y naturaleza del flujo: líquido, vapor, gas, bifásico, vapor de agua, agua, hidrocarburos, etc. 2.

Flujos totales (entrando y saliendo de la unidad, mínimo por un lado): másico o volumétrico, especificado por fase cuando se trata de flujo bifásico.

3.

Propiedades de los fluidos: calor específico, calor latente, conductividad térmica, viscosidad, peso molecular o gravedad específica o densidad.

4.

Condiciones de operación: temperatura y presión a la entrada y/o salida de la unidad

5.

Caídas de presión permisibles: máxima permitida en cada lados

6.

Factores de Ensuciamiento: preferiblemente basados en experiencias operacionales.

7.

Condiciones de Diseño: temperatura y presión en cada lado de la unidad.

8.

Características de los fluidos: corrosivas y/o tóxicas y/o inflamables.

9.

Existencia de ciclos térmicos: frecuencias de paradas y arranque, si es una operación por carga, etc.

La información mecánica mínima requerida es la siguiente: 1.

Materiales de construcción

2.

Espesor de pared por consideraciones de corrosión.

3.

Tolerancia por corrosión.

4.

Especificaciones, códigos y estándares.

5.

Tamaño o limitaciones de espacio.

6.

Orientación de la instalación: vertical o horizontal

7.

Otros: Ver Tablas 2.a / 2.b.

Ciertos detalles, tales como longitud del tubo, especificaciones del tipo de material, limitaciones en las dimensiones de la carcaza, etc., son normalmente especificados por el cliente. Estos detalles deben incluirse en el estudio preliminar para la instalación de una refinería nueva. En el caso de refinerías y plantas químicas existentes, esta información puede incluirse en la carta de requisición del trabajo o puede ser generada durante las etapas iniciales del trabajo.


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Paso 2.–

Paso 3.–

Paso 4.–

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Paso 6.–

REVISION

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Definición del tipo de intercambiador de acuerdo con los criterios de selección presentados en la subsección previa (5.2) y en los documentos PDVSA–MDP arriba mencionados. Localización de los criterios de diseño típicos para el servicio en cuestión, criterios y consideraciones adicionales y la configuración del intercambiador: Tales criterios se encuentran en los documentos PDVSA–MDP antes mencionados, de acuerdo al tipo de intercambiador seleccionado. Diseño térmico e hidráulico del intercambiador mediante el siguiente procedimiento de calculo: 1. Calcular Q a partir de las consideraciones de proceso. 2.

Calcular DTMe a partir de las consideraciones de proceso, el tipo de intercambiador y el arreglo de los tubos.

3.

Suponer el valor del coeficiente global de transferencia de calor Uo. (En la Tabla 3 se muestran valores típicos).

4.

Calcular el área A basada en el Uo supuesto.

5.

A partir del A, calculada, determinar las dimensiones físicas del intercambiador de calor.

6.

Calcular la caída de presión a través del intercambiador y modificar el diseño interno, si se requiere, para obtener un balance razonable entre la caída de presión y el tamaño del intercambiador.

7.

Calcular Uo a partir de las propiedades físicas de los fluidos, factores de ensuciamiento y el arreglo del intercambiador.

8.

Recalcular A basándose en Q y los valores calculados de Uo y DTMe.

9.

Paso 5.–

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Comparar el A calculado con el A supuesto y repetir los cálculos hasta que éstas áreas se igualen. Para casi todos lo valores de Uo, existe un diseño de intercambiador que satisface el criterio de que el A calculada sea igual al A supuesta. Sin embargo, muy poco de estos diseños son razonables Definición y dimensionamiento de las boquillas de entrada y de salida Especificación del resto de los componentes de intercambiador, de acuerdo a los criterios establecidos en este documento y/o cualquier otro documento PDVSA–MDP mencionado previamente, subsección 5.1, que aplique al caso particular o en el MID.


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Paso 7.–

5.4


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Página 72

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Indice norma

Búsqueda de información adicional, en el MID y otros documentos técnicos, para completar la especificación de proceso del intercambiador de calor bajo estudio.

Programas de computación Existen, en el mercado, compañías dedicadas a la investigación y desarrollo en el área de transferencia de calor y el uso de la tecnología de computación aplicada al desarrollo de “Software“ para el diseño de intercambiadores de calor. Estos programas facilitan el diseño térmico óptimo y determinan el diseño mecánico apropiado. Entre estas compañías las más conocidas son Simulation Sciences con HEXTRAN, B–JAC International con B–JAC Software y Heat Transfer Research Inst. con la serie de programas de HTRI. Adicionalmente a estos programas, el simulador de procesos de Simulation Sciences, conocido como “PROII TM”, dispone de subrutinas que permiten el diseño térmico de intercambiadores de calor; la subrutina de mayor interés es “Rigorous Heat Exchanger (HXRIG)”, la cual, dadas la características mecánicas del equipo, permite evaluar, en forma bastante completa, si el diseño propuesto cumple con la operación de transferencia de calor esperada. A continuación, se presentan los programas que PDVSA y sus filiales tendrán disponibles para cálculos de equipos de intercambio calórico, ya sea a nivel corporativo, ó través de INTEVEP, S.A.

5.4.1

HEXTRAN (Simulation Sciences) Este paquete permite hacer cálculos de transferencia de calor para los siguientes tipos de equipos:

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Equipo/Cálculo

Diseño Evaluación

Máxima utilización del calor disponible (“Targeting”)

No

Sí

Redes óptimas de intercambio de calor (“Synthesis”)

No

Impacto de limpiar uno ó más carcazas en un tren de intercambio (“Casestudy”)

No

Sí

Minimización de los costos totales de los servicios para un tren de intercambio (“Optimization Splitflow”)

No

Sí. Datos aproxim. de equipos

Comentarios

Uso de tecnología “pinch”.

Sí. Datos Para un nivel especificado aproxim. de de recuperación de calor, se equipos obtiene el mínimo número de equipos Examina el efecto de las incrustaciones y de la limpieza en los costos operativos





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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Equipo/Cálculo

Diseño Evaluación

Comentarios

Para un tren de intercambio a diseñar, optimizar el área individual de los intercambiadores para cumplir con un período de pago especificado (“Optimization Area”)

Sí

Sí

Puede combinar intercambiadores de diseño conocido o fijo, con equipos a diseñar. Datos aproxim. y rigurosos de equipos

Intercambiadores de tubo y carcaza (“STE”)

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo

Intercambiadores de tubo y carcaza con deflectores de barras (“RBE”) (Adaptación del diseño de Phillips Petroleum)

No

Intercambiadores de doble tubo (“DPE”)

No

Sí.

Se usa información rigurosa mecánica del equipo

Intercambiadores multitubo (“MTE”)

No

Sí.

Se usa información rigurosa mecánica del equipo

Intercambiadores de tubos aleteados (“FTE”) (Gas fluyendo en un ducto rectangular sobre un banco de tubos)

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. Permite flujo bifásico en tubos

Intercambiadores enfriados por aire (“ACE”)

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. Permite flujo bifásico en tubos

Intercambiadores de placa con empacadura (“Plate and frame exchangers”: “PHE”)

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. Permite flujo bifásico, pero las correlaciones no son precisas.

Sí. Flujo en Se usa información rigurosa carcaza: mecánica del equipo sólo una fase

Este paquete se encuentra disponible a nivel corporativo 5.4.2

HTRI (Heat Transfer Research Institute) Los programas de HTRI son el “estándar de facto” para diseño de intercambiadores de calor. PDVSA está afiliada a HTRI, y tiene acceso a toda la información que HTRI produce,





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incluyendo la serie de programas de HTRI, estando disponibles a nivel corporativo. Algunos de los cálculos que permiten estos programas son:

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Programa/Cálculo

Diseño Evaluación

Comentarios

“ACE–2” / Evalúa el desempeño de enfriadores por aire geométricamente especificados

No

Sí

Se usa información rigurosa mecánica del equipo. Permite flujo bifásico en tubos

“CST–2” / Diseña condensadores de tubo y carcaza y evalúa el desempeño para aquellos geométricamente especificados

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. Permite líquido ebullendo en tubos

“PHE–1” / Evalúa el desempeño de intercambiadores de placas geométricamente especificados

No

Sí

Se usa información rigurosa mecánica del equipo. Fluidos monofásicos solamente

“RKH–3” / Diseña y evalúa rehervidores termosifones, de marmita e incrustados en columnas, del tipo horizontal

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. El fluido caliente puede ser un vapor condensando

“RTF” / Diseña y evalúa rehervidores termosifones y de flujo forzado, con los tubos verticales, rehervidores de flujo forzado, con los tubos horizontales, y rehervidores de placa en espiral

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. El fluido caliente puede ser un vapor condensando

“ST–5” / Diseña intercambiadores de tubo y carcaza y evalúa el desempeño para aquellos geométricamente especificados

Sí

Sí

Se usa/produce información rigurosa mecánica del equipo. Permite cambio de fase en los fluidos, pero no es tan preciso com CST, RKH y RTF

Sí

Util para resolver problemas operativos, evaluar diseños competitivos de vendedores, evaluar cambios para remodelar hornos viejos, etc.

“FH–0” / Simula el comportamiento de un horno existente, además de hacer cálculos de combustión con cualquier tipo de combustible

El mandato corporativo es que el estándar PDVSA para diseño de intercambiadores son los métodos y programas de HTRI, excepto para intercambiadores de doble tubo y equipos en servicio criogénico.



5.4.3



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B–JAC (B–JAC International) La compañía B–JAC ha estado en el campo del diseño asistido por computadora en el área de intercambio calórico desde 1970. Sus programas incluyen la generación de planos de algunos de los equipos a diseñar. Sus programas son ampliamente usados por fabricantes, compañías de ingeniería y compañías de refinación y petroquímica. Estos programas están disponibles en INTEVEP, a través del Departamento de Ingeniería General (TEIG). Algunos de los cálculos que permiten estos programas son:

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Programa/Cálculo

Diseño Evaluación

Comentarios

“HETRAN” / Entrega diseño y evaluación térmica de intercambiadores de tubo y carcaza

Sí

Sí

Incluye condensación y vaporización. Optimiza el diseño del equipo y genera una hoja de especificación mejorada tipo TEMA

“TEAMS” / Entrega diseño mecánico completo de intercambiadores de tubo y carcaza

Sí

Sí

Produce estimado detallado de costos, lista de materiales completa y planos detallados. Al trabajar junto con HETRAN, acepta el diseño térmico en forma automática

“AEROTRAN” / Entrega diseño y evaluación térmica de enfriadores por aire, sección de convección de hornos, economizadores de gas de chimenea, y cualquier otro caso de un gas fluyendo a través de un banco rectangular de tubos

Sí

Sí

Incluye condensación y vaporización. Optimiza el diseño del equipo y genera una hoja de especificación completa API


PDVSA


.Menú Principal

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ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ NOMENCLATURA

En unidades SI


A

=

Area de transferencia de calor

m2

pie2

DI

=

Diámetro interno de los tubos

mm

pulg

DE

=

Diámetro externo de los tubos

mm

pulg

D

=

Diámetro interno de la carcaza o canal, mm (pulg)

mm

pulg

DTMe

=

Diferencia de temperaturas media logarítmicas entre los fluidos caliente y frío

°C

°F

dy

= Diferencial de la variable y

adimensional

Fn

= Factor de corrección de la diferencia de

adimensional

temperaturas media logarítmica

F1

= Factor de ensuciamiento de un

intercambiador por lubricantes usados en la expansión de los tubos

h

= Coeficiente de transferencia de calor por

0.0002 m2 °C/W

0.001 pie2 °Fh/BTU

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

W/m °C

BTU/hpie °F

W

BTU/h

convección

K

=

Conductividad térmica

Q

=

Calor transferido

Rc

=

Resistencia total (limpia) a la transferencia de calor

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Rio

=

Resistencia de la película laminar del fluido en el interior del tubo, referida al área externa del tubo.

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

rio

=

Resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el interior de tubo, referida al área externa del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

ro

=

Resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el exterior del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Ro

=

Resistencia de la película laminar del fluido en el exterior del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Rt

=

Resistencia total a la transferencia de calor

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

rw

=

Resistencia de la pared del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU





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ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ T

=

Uc

Uo

Temperatura del fluido

Coeficiente total limpio de transferencia de calor

= Coeficiente total de transferencia de

En unidades SI


°C

°F

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

m/s

pie/s

m

pie

calor

V

= Velocidad promedio del fluido en la boquilla del lado de los tubos

x

=

Distancia

ε

=

Emisividad de la superficie radiante

ρ

=

Densidad

adimensional

kg/m3

lb/pie 3


PDVSA


.Menú Principal

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ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ NOMENCLATURA

En unidades SI


A

=

Area de transferencia de calor

m2

pie2

DI

=

Diámetro interno de los tubos

mm

pulg

DE

=

Diámetro externo de los tubos

mm

pulg

D

=

Diámetro interno de la carcaza o canal, mm (pulg)

mm

pulg

DTMe

=

Diferencia de temperaturas media logarítmicas entre los fluidos caliente y frío

°C

°F

dy

= Diferencial de la variable y

adimensional

Fn

= Factor de corrección de la diferencia de

adimensional

temperaturas media logarítmica

F1

= Factor de ensuciamiento de un

intercambiador por lubricantes usados en la expansión de los tubos

h

= Coeficiente de transferencia de calor por

0.0002 m2 °C/W

0.001 pie2 °Fh/BTU

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

W/m °C

BTU/hpie °F

W

BTU/h

convección

K

=

Conductividad térmica

Q

=

Calor transferido

Rc

=

Resistencia total (limpia) a la transferencia de calor

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Rio

=

Resistencia de la película laminar del fluido en el interior del tubo, referida al área externa del tubo.

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

rio

=

Resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el interior de tubo, referida al área externa del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

ro

=

Resistencia (factor de ensuciamiento) del material extraño depositado en el exterior del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Ro

=

Resistencia de la película laminar del fluido en el exterior del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

Rt

=

Resistencia total a la transferencia de calor

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU

rw

=

Resistencia de la pared del tubo

m2 °C/W

pie2 °Fh/BTU





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ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ T

=

Uc

Uo

Temperatura del fluido

Coeficiente total limpio de transferencia de calor

= Coeficiente total de transferencia de

En unidades SI


°C

°F

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

W/m2 °C

BTU/hpie 2 °F

m/s

pie/s

m

pie

calor

V

= Velocidad promedio del fluido en la boquilla del lado de los tubos

x

=

Distancia

ε

=

Emisividad de la superficie radiante

ρ

=

Densidad

adimensional

kg/m3

lb/pie 3



7


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APENDICE Tabla 1 Tabla 2a Tabla 2b Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 Tabla 7 Tabla 8 Tabla 9 Tabla 10 Figura 1 Figura Figura Figura Figura Figura

2 3 4 5 6a

Figura 6b Figura 6c Figura 7 Figura 8 Figura 9

Sumario de los diferentes tipos de intercambiadores de calor Información requerida para el diseño de intercambiadores de calor (unidades métricas) Información requerida para el diseño de intercambiadores de calor (unidades inglesas) Coeficientes globales de transferencia de calor típicos (U0) Temperatura de diseño del agua de enfriamiento entrando Factores de ensuciamiento típicos ri y ro Caída de presión típicas Datos de tubos para intercambiadores Conductividades térmicas Selección de tipos de cabezales (TEMA) Número de pasos máximo por los tubos Hoja de especificación para intercambiadores de calor: ejemplo (unidades SI) Elementos de los intercambiadores de tubo y carcaza Nomenclatura TEMA para intercambiadores de calor Arreglos comunes de tubos Tipos de deflectores para la carcaza Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y Carcaza – carcaza de un paso (TEMA, Tipo AES) Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y carcaza – carcaza de flujo dividido (TEMA, Tipo AJS) Tipos de carcazas comunes para intercambiadores de tubo y carcaza – carcaza de dos paso (TEMA, Tipo AFS) Localización de la banda de sello Mecanismos de condensación Tipos de intercambiadores de placa




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TABLA 1. SUMARIO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Tipo

Características Principales

Aplicación

Carcaza y tubo

Haz de tubos encerrados en una carcaza cilíndrica

Debe ser siempre el primer tipo de intercambiador que se considere.

Enfriador de Aire

Haces de tubos rectangulares colocados en una estructura, que utilizan aire como medio enfriante.

Son económicos cuando el costo del agua de enfriamiento es alto.

Doble tubo

Tubos concéntricos. El tubo interno puede ser liso o con aletas.

Se utilizan en plantas pequeñas.

Superficie extendida

Tubos con aletas en la superficie externa.

Servicios donde la resistencia en la superficie externa del tubo es mucho mayor que la resistencia interna. También se utilizan para eliminar cuellos de botella en unidades existentes.

Láminas soldadas

Series de láminas separadas por aletas corrugadas.

Servicios criogénicos. Los fluidos deben estar limpios.

Tipo espiral

Serpentines concéntricos enrollados en forma de espiral y colocados dentro de una carcaza.

Servicios criogénicos. Los fluidos deben estar limpios.

Tipo superficie raspadora (Scraped Surface)

Tubos concéntricos, provistos de raspadores rotatorios colocados en la pared interna del tubo interno.

Servicios de enfriamiento con formación de cristales.

Tipo bayoneta

El elemento tubular está constituido de un tubo externo y un tubo interno.

Se utilizan cuando existe una diferencia de temperatura grande entre el fluido de la carcaza y de los tubos.

Enfriadores de película descendente

Unidades verticales que utilizan una película de agua gruesa en el lado de los tubos.

Aplicaciones especiales de enfriamiento.

Enfriadores de serpentín (Worm Coolers)

Serpentines sumergidos en un recipiente con agua.

Enfriamiento de emergencia.

Condensadores Barométricos (Contacto Directo)

Contacto directo de agua y vapor

Se utilizan cuando las solubilidades del agua y del fluido de proceso lo permiten.

Enfriadores de Cascada

El agua de enfriamiento fluye sobre una serie de tubos.

Enfriamiento especial de fluidos de proceso altamente corrosivo.

Grafito impermeable

Constituidos de grafito para protección por corrosión

Utilizados en servicios altamente corrosivos.





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TABLA 2.A (UNIDADES SI) INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ Á ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ Tubo y Carcaza

Diseño Básico (1)

Comúnmente usados en las refinerías

Diámetro interno nominal de la carcaza máxima

1200 mm

––––––––––––––––––––––

Peso del haz de tubos, máximo

13.6 tons

––––––––––––––––––––––

Tubos con aletas cortas (2)

Si

Si

No

Tubos en U (2)

Si

Si

No

Longitud del tubo

6096 mm

>7315 mm (4), 7315 mm (5), 6096 mm, 4877 mm

– No ferroso

19.0 mm–1.65 mm

––––––––––––––––––––––

– Ferroso (3)

25.40 mm–2.11 mm

––––––––––––––––––––––

– Ferroso

19.0 mm–2.11 mm

––––––––––––––––––––––

25.40 mm–2.11 mm

––––––––––––––––––––––

D E del tubo y espesor mínimo de la pared Servicio de agua de enfriamiento

Servicio de hidrocarburos Alterno I

Material del tubo

– Servicio de agua de enfriamiento

Acero al carbono (3) Admiralty o aluminio–bronce

Arreglo de tubos triangular (2)

Si

Si

No

Cabezal de tubos flotante no removible

Si

Si

No

Dos pasos en la carcaza (2)

Si

Si

No

Cabezal de tubos estacionario

Si

Si

No

País de fabricación

––––––––––––––––––––––

Enfriadores de aire

Tipo cabezal

Tapón

Tapón

Lámina

Reductores de velocidad (6)

Cinturón en V

Cinturón en V

Engranaje

Interruptor de vibración

No

Si

No

Si

Si

No

Otro

Intercambiadores de aleta logitudinal (2)


PDVSA



.Menú Principal

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TABLA 2.A (UNIDADES SI) INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR (CONT.)

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Misceláneos

Temperatura de agua de enfriamiento

°C

Entrada de diseño

Registros de temperatura anuales

Salida de diseño

Método de limpieza del intercambiador

Si

Limpieza química hecha por:

de no–hidrocarburos y de transferencia

°C

48°C Sal. (7) 54°C Dulce (7) Química

No

Química, mecánica

refinería, contratista

Si

Si

No

de calor bajo

NOTAS:

1. Se debería especificar una unidad con estas características a menos que se tenga preferencia por una unidad en particular. 2. Se utilizan cuando sean aplicables y el balance económico lo permita. 3. Se usa acero al carbono sólo en los servicios de agua dulce. 4. Servicio limpio, unidades grandes de cabezal de tubos fijo. 5. Para unidades de proceso grandes donde el ancho de la fila de equipos permita utilizar tubos de esta longitud. 6. Hasta 22 kW, inclusive. 7. Si lo permite la temperatura máxima de la película del agua.





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TABLA 2.B (UNIDADES INGLESAS) INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

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Diseño Básico (1)

Comúnmente usados en las refinerías

Diámetro interno nominal de la carcaza máxima

48 in.

––––––––––––––––––––––

Peso del haz de tubos, máximo

15 tons

––––––––––––––––––––––

Tubos con aletas cortas (2)

Si

Si

No

Tubos en U (2)

Si

Si

No

Longitud del tubo

20 pie

24’ (4), 24’ (5), 20’, 16’

D E del tubo y espesor mínimo de la pared Servicio de agua de enfriamiento

Servicio de hidrocarburos

– No ferroso

3/4 in.–0.065 in.

––––––––––––––––––––––

– Ferroso (3)

1 in.–0.083 in.

––––––––––––––––––––––

3/4 in.–0.083 in.

––––––––––––––––––––––

1 in.–0.083 in.

––––––––––––––––––––––

– Ferroso

Alterno I

Material del tubo

– Servicio de agua de enfriamiento

Acero al carbono (3) Admiralty o aluminio–bronce

Arreglo de tubos triangular (2)

Si

Si

No

Cabezal de tubos flotante no removible

Si

Si

No

Dos pasos en la carcaza (2)

Si

Si

No

Cabezal de tubos estacionario

Si

Si

No

País de fabricación

––––––––––––––––––––––

Enfriadores de aire

Tipo cabezal

Tapón

Tapón

Lámina

Reductores de velocidad (6)

Cinturón en V

Cinturón en V

Engranaje

Interruptor de vibración

No

Si

No

Si

Si

No

Otro

Intercambiadores de aleta logitudinal (2)





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TABLA 2.B (UNIDADES INGLESAS) INFORMACION REQUERIDA PARA EL DISEÑO DE INTERCAMBIADORES DE CALOR (CONT.)

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Temperatura de agua de enfriamiento

°F

Entrada de diseño

Registros de temperatura anuales

Salida de diseño

Método de limpieza del intercambiador

Si

Limpieza química hecha por: de no–hidrocarburos y de transferencia

°F

120°F Sal. (7) 130°F Dulce (7) Química

No

Química, mecánica

refinería, contratista

Si

Si

No

de calor bajo

NOTAS:

1. Se debería especificar una unidad con estas características a menos que se tenga preferencia por una unidad en particular. 2. Se utilizan cuando sean aplicables y el balance económico lo permita. 3. Se usa acero al carbono sólo en los servicios de agua dulce. 4. Servicio limpio, unidades grandes de cabezal de tubos fijo. 5. Para unidades de proceso grandes donde el ancho de la fila de equipos permita utilizar tubos de esta longitud. 6. Hasta 30 hp, inclusive. 7. Si lo permite la temperatura máxima de la película del agua.


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TABLA 3. COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR TIPICOS – UO

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Uo(1)

Fluido Calentándose

Unidades de Carcaza y Tubos con Tubos Lisos

Intercambiadores

W/m2 °C

BTU/h.pie2 °F

Reflujo de Tope de Torre Atmosférica

Crudo

340–400

60–70

Corte Lateral No. 3 Atmosférico

Crudo

270–330

48–58

Recirculación a la Torre Atmosférica

Crudo

310–48

55–85

Fondos Atmosféricos

Crudo

150–260

26–45

Crudo Reducido

Crudo Vaporizado

140

25

Aceite Pobre (“Lean Oil”)

Aceite Grasoso

340

60

Efluente del Hidrodesintegrador

Alimentación al Hidrodesintegrador

430

75

Efluente del Reactor Hidrogenador

Alimentación al Reactor Hidrogenador

290–310

51–55

Efluente del Hidrofinador

Alimentación al Hidrofinador

280–390

50–68

Efluente del Desbutanizador

Alimentación al Desbutanizador

400

70

Efluente del Termoreactor (“Powerformer”)

Alimentación al “Powerformer”

280–450

50–80

Alimentación al Convertidor de Acetileno

Efluente del Convertidor de Acetileno

120–170

22–30

DEA Regeneradora

DEA Sucia

630

110

Mezcla de Aceite de Lechada y Catalizador

Alimentación de Gasóleo

230

40

Vapores de los Serpentines de Desintegración

Gasóleo

170

30

Cabecera de Torre Reprocesadora

Alimentación a Torre Reprocesadora

280

50

Tope del Separador

Alimentación al Desbutanizador

310

55


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TABLA 3. COEFICIENTES GLOBALES DE TRANSFERENCIA DE CALOR TIPICOS – UO (CONT.)

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Uo(1)



Enfriadores Agua

Agua

850–1190(2)

150–210(2)

Agua Salobre

Agua

570–650

100–115

Fondo del Desbutanizador

Agua

390–430

68–75

Productos de Cabecera del Desbutanizador

Agua

480–510

85–90

Productos de Fondo del Desbutanizador

Agua

240

43

W/m2 °C

BTU/h.pie2 °F

Enfriadores

Fondos de Vacío

Agua

110–140

20–25

Aceite del Absorbedor

Agua

450

80

Fondos del Separador

Agua

100

18

Aceite Delgado

Agua

400

70

Gasóleo Pesado

Agua

230

40

DEA Regeneradora

Agua

630

110

Crudo Reducido

Agua

160–180

29–32

186 kPa man. (27 psig)

Agua

70

13


Agua

100

17


Agua

130

23

Gas del Fraccionador Primario

Agua

150

27

Vapores de Hidrocarburos (30 P.M.)

Agua

220–240

38–43

Vapores de Hidrocarburos (25 P.M.)

Agua

310–340

56–60

Propileno

Agua

280

50

Etileno

Agua

180

31

Enfriadores de Gas

Aire,


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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ Fluido Enfriándose

Uo(1)



Condensadores

Cabecera Torre Atmosférica

Agua

450–510

80–90

Cabecera Torre Atmosférica

Crudo

200–260

35–45

Destilado Torre Atmosférica

Agua

400–450

70–80

Cabecera Torre de Vacío

Agua

650–740

115–130

Cabecera del Desbutanizador

Agua

510–570

90–100

Cabecera del Desetanizador

Agua

510–640

90–113

Cabecera del Despentanizador

Agua

620

110

Cabecera de Torre GPL

Agua

560

99

Efluente del Hidrofinador

Agua

510–600

91–105

Cabecera del Estabilizador

Agua

430–480

75–85

Cabecera del Separador

Agua

480–640

85–113

Cabecera Torre Reprocesadora

Agua

400

70

Cabecera del Regenerador de DEA

Agua

570

100

W/m2 °C

BTU/h.pie2 °F

Condensadores

Cabecera del Fraccionador Primario

Agua

230

40 (50% cond.)

Cabecera del Fraccionador Primario y Productos

Agua

340

60 (25% cond.)


Agua

310–340

55–60

Efluente del Hidrodesintegrador

Agua

480

85

Propileno

Agua

680

120

vapor de Agua (3)

Agua

2270–3410

400–600


PDVSA


.Menú Principal

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FECHA

0

JUL.95

Página 89

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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Fluido Enfriándose

Uo(1)



Refrigeradores Etileno (4)

Propileno

560

98

Cabecera del Desmetanizador (4)

Etileno

610

107

Cabecera del Desetanizador (4)

Propileno

640

113

Cabecera del Despropanizador (4)

Propileno

650

115

Etileno

Etileno

560–600

99–105

Alimentación al Desmetanizador

Etileno

550–640

96–113

Alimentación al Desmetanizador

Propileno

570–690

100–122

Vapor de Agua

Fondos del Desmetanizador

430

75


Fondos del Desmetanizador

340

60

Vapor de Agua

Fondos del Desetanizador

410–490

73–86

Reflujo de Tope de la Torre Atmosférica

Fondos del Desetanizador

370

66

Vapor de Agua

Fondos del Despropanizador

510

89

Vapor de Agua

Fondos del Desbutanizador

420–570

74–100

Reflujo de Tope de la Torre Atmosférica


370

65

Fondo Atmosférico


320

56

Rehervidores


PDVSA


.Menú Principal

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FECHA

0

JUL.95



ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Fluido Enfriándose

Uo(1)



Rehervidores

W/m2 °C

BTU/h.pie2 °F

Vapor de Agua

Fondos del Despentanizador

460

81

Vapor de Agua

Fondos del Desbencenizador

580

102

Vapor de Agua

Fondos del Destoluenizador

440

77

Vapor de Agua


450

80

Vapores Químicos


400

70

Vapor de Agua

Fondos del Despojador

470

82

Vapor de Agua

Fondos del Estabilizador

650

115

Vapor de Agua

Fondos Torre Reprocesadora

420

74

Vapores Químicos (“Dowtherm”)

Fondos Torre Reprocesadora

270

47

Vapor de Agua

Fondos del GPL

400

70


Fondos Estabilizador del Termoreactor (“Powerformer”)

430–440

75–77

Vapor de Agua

Fondos del Despojador de K3PO4

820

145

Vapor de Agua

Fondos del Regenerador DEA

1360

240

Vapores Químicos (“Dowtherm”)

Fenol

370

65

Vapor de Agua

Alimentación a Torre Isobutanizadora

520

92

Vapor de Agua

Alimentación a Torre Reprocesadora

450–570

80–100

Precalentadores


PDVSA


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FECHA

0

JUL.95



ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Uo(1)

Fluido Enfriándose


Vapor de Agua

Alimentación a Torre Desbutanizadora

620

110

Vapor de Agua

Alimentación a Reactor Hidrogenador

430–510

75–89

W/m2 °C

BTU/h.pie2 °F

Alimentación Estabilizador del Termoreactor (“Powerformer”)

270

47

Fondos de Vacío

Agua de Caldera

200

35

Recirculación de Fondos de Vacío

Agua de Caldera

380–490

67–88

Lechada del Fraccionador Primario

Agua de Caldera

170–310

30–55

Gas de Chimenea

Agua de Caldera

50–90

8–15

Efluente del Reformador

Agua de Caldera

260–340

45–60

Agua (1.8 m/s (6 pie/s) en el ángulo

140

25


110

20


170

30


140

25

K3PO4 Limpio

Agua

230

40

K3PO4 Limpio

K3PO4 sucio

240

42

Rehervidores

Fondos del Estabilizador del Termoreactor (“Powerformer”)

Generadores de Vapor

Unidades con Aletas (Coeficientes Basados en el área Total Externa) Nafta Pesada

Nafta Liviana




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0

JUL.95


NOTAS 1. Los coeficientes dados representan un rango de coeficientes típicos. En los casos donde se presenta un solo coeficiente, los coeficientes típicos pueden ser mayores o menores que el valor tabulado. 2. Coeficiente altamente dependiente de los factores de ensuciamiento. 3. Condensador de vapor de superficie. Refiérase al “Heat Exchange Institute Standards for Steam Surface Condensers”. 4. Servicio de Condensación.


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JUL.95

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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ TABLA 4. TEMPERATURAS DE DISEÑO DEL AGUA DE ENFRIAMIENTO ENTRANDO

Localidad

Tipo de Agua

Promedio Mínimo

°C

Promedio Máximo

°F

°C

Utilizar en el Diseño (1)

°F

°C

°F

Anaco

Torre de Enfriamiento

32

90

41

105

32

90

Amuay

Agua Salada

25

77

29

85

(2)

(2)

Bajo Grande

Agua del Lago (Salobre)

29

84

32

90

32

90

Barinas


–

–

–

–

–

–

Cardón

Agua Salada

25

77

29

85

(2)

(2)

Caripito


32

90

41

105

32

90

Curazao

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

El Palito

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

El Chaure

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

José

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

Jusepin


–

–

–

–

31

88

Lago de Maracaibo


29

84

32

90

32

90

La Salina


29

84

32

90

32

90

Morón

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

Morichal


32

90

41

105

32

90

–

–

–

–

–

–

Agua de Río


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TABLA 4. TEMPERATURAS DE DISEÑO DEL AGUA DE ENFRIAMIENTO ENTRANDO (CONT.)

ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ Localidad

Tipo de Agua

Promedio Mínimo

°C

Promedio Máximo

°F

°C

Utilizar en el Diseño (1)

°F

°C

°F

Norte de Monagas


32

90

41

105

32

90

Puerto La Cruz

Agua Salada

26

78

31

88

29

85

Quiriquirí

Agua de Río

San Lorenzo


29

84

32

90

32

90

San Roque


32

90

41

105

32

90

Santa Ana


32

90

41

105

32

90

Santa Rita


29

84

32

90

32

90

Tucupita

Agua de Río

–

–

–

–

–

–


–

–

–

–

–

–

NOTAS

1. La temperatura que se recomienda utilizar en el diseño de enfriadores y condensadores es un valor óptimo desde el punto de vista económico para una planta promedio. Esta temperatura se excede en varios grados durante aproximadamente tres semanas al año. Durante este período, si los enfriadores no se limpian antes que la temperatura suba, será necesario operar la planta a una capacidad menor que la de diseño y/o aumentar la temperatura de salida de los productos. En los climas fríos, puede ser deseable proveer un desvío en el lado del enfriador por donde circula el aceite. Por otra parte, las bajas velocidades en el lado de los tubos (causadas por requerimientos bajos de agua) pueden ocasionar una concentración de depósitos excesiva. 2. Utilice una temperatura de entrada del agua de enfriamiento de 27°C (80°F) para los enfriadores y 29°C (85°F) para los condensadores. La temperatura de salida máxima permitida en Amuay y Cardón es 49°C (120°F).




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JUL.95


TABLA 5. FACTORES DE ENSUCIAMIENTO TIPICOS (1) ri y ro LAS RESISTENCIAS POR ENSUCIAMIENTO LISTADAS EN ESTA TABLA SE REFIEREN A LAS SUPERFICIES SOBRE LAS CUALES OCURREN. POR ENSUCIAMIENTO DE LAS SUPERFICIES INTERNAS ESTOS VALORES DEBERAN SER MULTIPLICADOS POR LA RELACION DE SUPERFICIE EXTERNA/INTERNA.




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JUL.95


TABLA 5. FACTORES DE ENSUCIAMIENTO TIPICOS (1) ri y ro (CONT.) LAS RESISTENCIAS PRESENTADAS EN ESTA TABLA SE REFIEREN A LA SUPERFICIE SOBRE LA CUAL EL ENSUCIAMIENTO OCURRE. LAS RESISTENCIAS DE ENSUCIAMIENTO REFERIDAS A LA SUPERFICIE INTERNA SE OBTIENEN MULTIPLICANDO LOS VALORES POR LA RAZON DE AREAS ENTRE LA SUPERFICIE EXTERNA E INTERNA.

Agua de Ensuciamiento (2) Factor de Ensuciamiento, = factor base + factor ambiental

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ Temperatura media de la fuente de calor °C

Factores Ambientales

Tipo de Agua

Adicionar

Material de los Tubos

No ferroso (admiralty y otros tipos de aleaciones un contenido de cobre mayor 50%

Salada con Cloro

0

No ferroso

Salada sin cloro

+0.09 x 10–3

No ferroso

Dulce no tratada

+0.09 x 10–3

No ferroso

Tratada en Torre de Enfriamiento

+0.09 x 10–3

Acero al carbón

Tratada en Torre de Enfriamiento

+0.09 x 10–3

Monel (Aleaciones con contenido de cobre menor que 50%

Todo tipo de agua salada

+0.18 x 10–3

Cualquiera

Lodosa o fangosa

+0.18 x 10–3

Crudos (2)

Temperatura media °C


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TABLA 5. FACTORES DE ENSUCIAMIENTO TIPICOS (1) ri Y ro (CONT.) Multiplique todos los valores de la tabla por 1 x 10–3

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ m2 °C/W

h.pie2 °F/BTU

Destilación Atmosférica

m2 °C/W

h.pie2 °F/BTU

Desintegración Catalítica

Vapores de Cabecera

0.18

1.0

Cortes Laterales

0.18

1.0

Crudo Reducido

0.70

4.0

Alimentación (con atmósfera inerte en el tanque de alimentación) Menos de 121 °C (250°F)

0.18

1.0

121 °C (250°F) y más

0.44

2.5

Menos de 121 °C (250°F)

0.35

2.0

121 °C (250°F) y más (3)

0.88

5.0

Alimentación (sin atmósfera inerte)

Destilación al Vacío

Vapores de Cabecera Del Fraccionador

0.18

1.0

Cabecera del Fraccionador

0.18

1.0

Del Tambor Vaporizador

0.70

4.0

Cortes Laterales del Fraccionado

0.35

2.0

A un enfriador con agua

0.53

3.0

Residuo

1.76

10.0

A otros tipos de intercambiadores Cortes Laterales

Powerformers


A otros tipos de intercambiadores

Destilados de Fondo (933.4 ° API)

kg/m3

20

Fondo Residual (933.5 kg/m3 20 ° API)

0.35

2.0

Calentamiento de la Alimentación (con atmósfera inerte en el tanque de alimentación)

0.18

1.0

Menos de 121 °C (250°F)

0.18

1.0

0.35

2.0

121 °C (250°F) y más (3)

0.35

2.0

0.88

5.0

Menos de 121 °C (250°F)

0.62

3.5

Calentamiento de la Alimentación (sin atmósfera de gas inerte) 121 °C (250°F) y más (3)

1.06

6.0

Alimentación

0.35

2.0

Efluente

0.18

1.0

Efluente

0.35

2.0

Powerformate

0.18

1.0

Gas de Reciclo

0.18

1.0

Fondos de Reprocesamiento

0.44

2.5

Alimentación

0.35

2.0

Calentamiento del Aceite de Alimentación

0.18

1.0

Efluente

0.35

2.0

Enfriamiento del Aceite de Alimentación

0.53

3.0 (5)

Solvente

0.18

1.0

Hidrodesintegración

Hidrofinación

Desparafinación

Despropanizador; Desbutanizador; Alquilación; Despentanizador y Polimerización

Aceite Desparafinado

0.18

1.0

Alimentación

0.18

1.0

Vapores de Cabecera

0.18

1.0

Desintegración de Productos Livianos

Producto

0.18

1.0

Alimentación

0.18

1.0

Rehervidores (4)

0.35

2.0

Producto

0.18

1.0

Alimentación del Reactor

0.35

2.0

Rehervidores (4)

1.06

6.0


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JUL.95


TABLA 5. FACTORES DE ENSUCIAMIENTO TIPICOS (1) ri Y ro (CONT.) Multiplique todos los valores de la tabla por 1 X 10–3

ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ m2 °C/W

h.pie2 °F/BTU

Absorbedores

m2 °C/W

h.pie2 °F/BTU

Desasfaltación

Gas de Alimentación

0.35

2.0

Aceite de Alimentación

0.35

2.0


0.35

2.0

Solvente

0.18

1.0

Aceite Grasoso

0.35

2.0

Aceite Refinado

Vapores de Cabecera

0.18

1.0


0.53

3.0 (5)

Destilado

0.09

0.5


0.18

1.0


0.53

3.0


0.88

5.0

Con Aceite

0.18

1.0

Sin Aceite

0.09

0.5

Asfalto y Resina

Estabilizadores Alimentación

0.18

1.0

Vapores de Cabecera

0.18

1.0

Producto

0.18

1.0

Misceláneos

Rehervidores (4)

0.18

1.0

Vapor de Agua

Remoción de H2S (Proceso Girbotol) Vapores de Cabecera

0.18

1.0

Aire (Atmosférico)

0.35

2.0

Solución

0.26

1.5

Calentadores de Aceite Combustible

0.88

5.0

Rehervidores con Soluciones del Proceso Girbotol

0.35

2.0

Vapores Orgánicos

0.09

0.5

Líquidos Orgánicos

0.18

1.0

Líquidos Refrigerantes (Calentamiento, Enfriamiento o Evaporación)

0.18

1.0

Tratamiento de Lubricantes

Solvente

0.18

1.0

Vapores Refrigerantes Condensados en:

Mezcla Aceite Solvente de Alimentación

0.35

2.0

Compresores Reciprocantes

0.35

2.0

Vapores de Cabecera

0.18

1.0

Otros Tipos de Compresores

0.09

0.5

Aceite Refinado

0.18

1.0

Salmuera (Enfriamiento)

0.18

1.0

Enfriadores de Aceite Refinado

0.53

3.0

Condensado

0.09

0.5

Extracto

0.35

2.0

Agua de Caldera

0.18

1.0




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NOTAS 1. Los factores de ensuciamiento que se presentan corresponden a un período de operación de un año a año y medio aproximadamente, exceptuando aquellos casos donde se especifique lo contrario. Los factores de ensuciamiento tienen un rango de ± 0.09 x 10–3 m2°C/W (0.0005 h.pie 2°F/BTU). 2. Se recomienda leer los gráficos con una precisión de 0.05 x 10–3 m2°C/W (0.0005 h.pie2°F/BTU). 3. La experiencia ha demostrado que es deseable instalar válvulas de bloque y desvíos en esta clase de servicios. Los períodos de operación esperados son largos y la velocidad de ensuciamiento e incremento en caída de presión son considerables. 4. En el caso de compuestos insaturados donde se espera o exista la certeza de que ocurre polimerización, se deben hacer consideraciones individuales en cuanto a las tolerancias por ensuciamiento, con la posibilidad de instalar un rehervidor de repuesto. 5. Se deben tomar precauciones en cuanto a la deposición de cera en los casos que ésta se encuentra presente. Si no hay cera el factor de ensuciamiento se puede reducir a 0.18 x 10–3 m2°C/W (0.001 h.pie 2°F/BTU).


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Intercambiadores de Carcaza y Tubos, Doble Tubo y Enfriadores de Aire

Gases y Vapores (Alta Presión)

35–70 kPa

5–10 psi

Gases y Vapores (Baja Presión)

15–35 kPa

2–5 psi

Gases y Vapores (Presión Atmosférica)

3.5–14 kPa

0.5–2 psi

Vapores (Vacío)

< 3.5 kPa

< 0.5 psi

Vapores (Condensadores de Torre de Vacío)

0.4–1.6 kPa

3–12 mm HG

Líquidos

70–170 kPa

10–25 psi

Requerimiento Especial

Carcaza F, Corriente del Lado de la Carcaza

35–70 kPa máximo

5–10 psi máximo

Gases y Vapores

5–20 kPa

1–3 psi

Líquidos

20–25 kPa

3–8 psi

Intercambiadores de Láminas con Aletas


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ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ Á ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁ ÁÁÁÁ Á ÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ TABLA 7. DATOS DE TUBOS PARA INTERCAMBIADORES

de =

dw = Espesor

di =

área

DE del

de pared

DI del

Interna

tubo

tubo

Superficie Externa

por metro

por pie

de longitud

longitud

mm

pulg

mm2

pulg2

m cuadrado

pie cuadrado

0.109

13.51

0.532

143.8

0.223

0.0598

0.1963

2.11(1)

0.083(1)

14.83

0.584

172.9

0.268

0.0598

0.1963

3/4

1.65(2)

0.065(2)

15.75

0.620

194.8

0.302

0.0598

0.1963

19.05

3/4

1.24

0.049

16.56

0.652

215.5

0.334

0.0598

0.1963

25.40

1

3.40

0.134

18.59

0.732

271.6

0.421

0.0798

0.2618

25.40

1

2.77(1)

0.109(1)

19.86

0.782

309.0

0.479

0.0798

0.2618

25.40

1

2.11(2)

0.083(2)

21.18

0.834

352.3

0.546

0.0798

0.2618

25.40

1

1.65

0.065

22.10

0.870

383.2

0.594

0.0798

0.2618

38.10

1 1/2

3.40

0.134

31.29

1.232

769.0

1.192

0.1197

0.3927

38.10

1 1/2

2.77

0.109

32.56

1.282

832.9

1.291

0.1197

0.3927

38.10

1 1/2

2.11

0.083

33.88

1.334

901.3

1.397

0.1197

0.3927

mm

pulg

mm

19.05

3/4

2.77

19.05

3/4

19.05

pulg

NOTAS:

(1) Espesor de pared preferido para tubos de acero al carbono. (2) Espesor de pared preferido para tubos de aleaciones de cobre.

ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ESCALA EQUIVALENTE

mm

pulg

BWG

4.19

0.0165

8

3.76

0.148

9

3.40

0.134

10

3.05

0.120

11

2.77

0.109

12

2.41

0.095

13

2.11

0.083

14

1.83

0.072

15

1.65

0.065

16

1.47

0.058

17

1.24

0.049

18


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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ TABLA 8. CONDUCTIVIDADES TERMICAS

Material

Conductividad Térmica, K

Composición

W/m°C

BTU/hpie 2°F/pie

Admiralty

(71 Cu – 28 Zn – 1 Sn)

111

64

Acero inoxidable tipo 31

(17 Cr – 12 Ni – 2 Mo)

16

9

Acero inoxidable tipo 304

(18 Cr – 8 Ni)

16

9

Latón

(70 Cu – 30 Zn)

99

57

Latón rojo

(85 Cu – 15 Zn)

159

92

Latón de aluminio

(76 Cu – 22 Zn – 2 Al)

100

58

Cuproníquel

(90 Cu – 10 Ni)

71

41

Cuproníquel

(70 Cu – 30 Ni)

29

17

Monel

(67 Ni – 30 Cu – 1.4 Fe)

26

15

19

11

202

117

45

26

43

25

Cobre

386

223

Plomo

35

20

Níquel

62

36

Titanio

19

11

(1 Cr – 0.5 Mo)

42

24

(2–1/4 Cr – 0.5 Mo)

38

22

(5 Cr – 0.5 Mo)

35

20

(12 Cr – 1 Mo)

28

16

Inconel

Aluminio

Acero al Carbono

Carbón 1/2 molibdeno

Acero aleado molibdeno

con

(0.5 Mo)

cromo

y

Estos valores aplican normalmente para las temperaturas del metal del tubo encontradas en diseño de intercambiadores.


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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁ TABLA 9. SELECCION DE TIPOS DE CABEZALES (TEMA)

Factores de ensuciamiento

Lado del tubo

hpie2°F/BTU

0.002

Método de

Lado de la carcaza

m2°C/W

hpie2°F/BTU

m2°C/W

0.00018

todos

todos

0.00035

todos

todos

Tipo de haz

0.00035

0.002

0.00035

0.002

0.00035

todos

todos

0.00035

0.002

0.00035

Posterior

Carcaza

(canal)

(carcaza)

Tubo U

–

–

A o B(3)

–

Tubo U

Q

–

A o B(3)

–

M(4)

_

A

–

Q

Q

A o B(3)

S o T(5)(6)

M

Q

A

S o T(5)(7)

Q

M

A o B(3)

S o T(5)

M

M

A

S o T(5)

Fijo

Q

Q

A,B o C (8)

L,M o N(9)(10)

Tubo U

M

Q

A

L

M(4)

–

A

–

–

Q

A

S o T(5)

–

M

A

S o T(5)

–

Q

A

L

Removible

0.002

Anterior

Tubo

Removible

0.002

Limpieza (1)

Tipo de Cabezal Fijo

Fijo

NOTAS:

1. Q – Química, M – Mecánica incluyendo chorro de agua de alta presión 2. El cabezal tipo A es preferido cuando el lado del tubo o el lado de la carcaza tiene una corrosión permisible de 3 mm. 3. Normalmente el cabezal tipo B es más económico 4. Sólo usado en servicios de agua de enfriamiento de donde los tubos se limpian con chorros a alta presión. 5. Use cabezal tipo S a menos que el usuario prefiera el cabezal tipo T. 6. Cubierta de carcaza integral puede ser usada con cabezal tipo T cuando el factor de ensuciamiento del lado de la carcaza 0.00035. 7. Nota (6) y en adición el lado de los tubos debe ser limpiados con chorro de alta presión. 8. B o C – Normalmente son cabezales más económicos que cabezales tipo A. 9. M o N – Normalmente son cabezales más económicos que cabezales tipo L. 10. Cabezal tipo L es preferido cuando la corrosión permisible es de 3 mm.




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FECHA

0

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ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ ÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁÁ TABLA 10. NUMERO DE PASOS MAXIMO POR LOS TUBOS DI de la carcaza

Número de Pasos Máximo Recomendado

mm

pulg

<250

10

4

250–<510

10–<20

6

510–<760

20–<30

8

760–<1020

30–<40

10

1020–<1270

40–<50

2

1270–<1520

50–<60

14




Indice volumen


FECHA

0

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Fig 1. HOJAS DE ESPECIFICACION PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR: EJEMPLO (UNIDADES SI)




Indice volumen


FECHA

0

JUL.95


DIVISOR DE PASOS O DEFLECTORES LONGITUDINALES

Fig 2. ELEMENTOS DE LOS INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA




Indice volumen


FECHA

0

JUL.95


Fig 3. NOMENCLATURA TEMA PARA INTERCAMBIADORES DE CALOR




Indice volumen

Fig 4. ARREGLOS COMUNES DE TUBO


FECHA

0

JUL.95



PDVSA

Indice manual

Indice volumen

REVISION

FECHA

0

JUL.95


DOBLE SEGMENTO (DISCO MODIFICADO O CORONA)

Fig 5. TIPOS DE DEFLECTORES PARA LA CARCAZA

SEGMENTO (CORTE VERTICAL)

.Menú Principal






Indice volumen


FECHA

0

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CARCAZA DE UN PASO (TEMA – TIPO AES)

Fig 6.A TIPOS DE CARCAZAS COMUNES PARA INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA




Indice volumen


FECHA

0

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Fig 6.B. TIPOS DE CARCAZAS COMUNES PARA INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA




Indice volumen


FECHA

0

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Fig 6.C. TIPOS DE CARCAZAS COMUNES PARA INTERCAMBIADORES DE TUBO Y CARCAZA




Indice volumen

Fig 7. LOCALIZACION DE LA BANDA DE SELLO


FECHA

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PDVSA


.Menú Principal

Indice manual

Indice volumen


FECHA

0

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Fig 8. MECANISMOS DE CONDENSACION

8a. TIPO GOTA

8c. LIQUIDOS INMISCIBLES

8b. TIPO PELICULA

8d. CONDENSADO HOMOGENEO (FORMACION DE NEBLINA)


PDVSA



.Menú Principal

Indice manual

REVISION

FECHA

0

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Página 115

Indice volumen

Indice norma

Fig 9. TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE PLACA

(c)

(b)

(a)

9a. DIAGRAMAS ESQUEMATICOS DE TRES TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE PLACAS EN ESPIRAL

PLACA EXTERNA MOVIBLE

PLACA EXTERNA FIJA

BARRA SUSTENTADORA

COLUMNA SOPORTE

CONJUNTO DE PLACAS O PLANCHAS

BARRA SUSTENTADORA PERNO DE COMPRESION

9b. VISTA DE UN INTERCAMBIADOR DE PLACAS CON EMPACADURAS


PDVSA


.Menú Principal

Indice manual

Indice volumen


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Fig 9. TIPOS DE INTERCAMBIADORES DE PLACA (CONT.)

MATRIZ LISA FLUIDO 2

TABIQUE SEPARADOR FLUIDO 1 MATRIZ POROSA

9c. SECCION DE UN INTERCAMBIADOR DE PLACAS CON ALETAS

9d. INTERCAMBIADOR LAMELLA

Principios Basicos Int de Calor

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