Retrofit de torres de refrigeración: aumento de la capacidad de enfriamiento

EL RETO

El retrofit de la torre de refrigeración es necesario para aumentar la capacidad de refrigeración con el objeto de cubrir la necesidad que nos plantea Gases Oxinorte A.I.E. La empresa, productora de gases del aire requiere en su instalación de licuefacción de  nitrógeno de  Vizcaya un descenso de la temperatura del circuito de enfriamiento.

Breve descripción de Oxinorte:

En la unidad de separación del aire (ASU) se fraccionan sus componentes por destilación criogénica, obteniéndose argón líquido, O2 y N2 gas. Productos finales:

  • Oxigeno Gas Canalizado: el O2 se suministra por tubería a las acerías del entorno.
  • Argón Líquido -186ºC: de la ASU, se almacena en un tanque para su distribución.
  • Oxígeno Líquido -183ºC (lox): El O2 gas se licúa en un intercambiador con parte del lin. Se almacena en un tanque para su distribución.
  • Nitrógeno Líquido -196ºC (lin): Se produce en la instalación de licuefacción por compresión/expansión del N2. Este lin se almacena en un tanque para su distribución.
  • Oxígeno Líquido Medicinal: se fabrica según Farmacopea a partir del lox industrial

Retrofit con la construcción de una nueva celda

LA SOLUCION

En este retrofit se propone la construcción en obra civil de una celda complementaria a la torre de refrigeración existente de 2 celdas de hormigón de 10 x 12 metros con un caudal total de agua de recirculación de 2.250 m3/h.

EL RESULTADO

Las torres de refrigeración construidas en campo de TORRAVAL se diseñan bajo el principio de tiro inducido, trabajando en contracorriente. En este retrofit de la torre de refrigeración de la serie OC, están formadas por una estructura de hormigón armado, compuesta de un sistema de pilares y vigas.

En la parte superior de la torre de refrigeración, también construida en hormigón, se posicionan los equipos mecánicos. En el centro se coloca el difusor en este caso, fabricado en PRFV.
En toda la longitud del lado de entrada de agua se encuentra el colector principal de hormigón armado.

Cada celda puede estar fuera de servicio sin afectar al funcionamiento del resto

Las entradas de aire se sitúan en la parte inferior en todo el perímetro. Por otra parte, en el centro de la torre de refrigeración y en sentido perpendicular al flujo de aire, se coloca un tabique cuya misión es dirigir el aire y evitar que, por efecto del viento, salga agua al exterior. En la misma línea, las distintas celdas van provistas de tabiques intermedios que se extienden desde el nivel normal del agua hasta la cubierta del ventilador, de modo que cada celda puede ser puesta fuera de servicio sin afectar al funcionamiento de las otras.

El aire aspirado atraviesa la torre de refrigeración en contracorriente con el agua caliente que cae a través del relleno laminar. De este modo, el agua a refrigerar entra al colector por la tubería de entrada  y se reparte por el sistema de distribución y por las boquillas cayendo como una lluvia uniforme sobre el relleno. Desde allí desciende a la piscina de recogida de agua también construida en hormigón.

Partes internas de la torre de refrigeración

Sistema de distribución: El sistema de distribución de agua está compuesto por un canal principal externo en hormigón y tuberías secundarias las cuales van provistas de boquillas que proporcionan un perfecto reparto del agua sobre el relleno y un fácil mantenimiento.

Separador de gotas: Formado por un conjunto de paneles fabricados en PVC, se coloca sobre el sistema de distribución de agua, con objeto de recoger las gotas que puedan ser arrastradas para conseguir que las pérdidas por arrastre sean inferiores al 0.002% del caudal de agua en circulación.

Relleno: el intercambio térmico entre el agua y el aire se produce en el interior del relleno. La torre de refrigeración va equipada con relleno laminar en PVC en bloques fácilmente manejables. El relleno cubre completamente la superficie interior de la torre de refrigeración para evitar el paso libre del aire desde la parte inferior. El relleno se coloca en una rejilla inmediatamente por encima de la entrada de aire.

Para la elección del rellen, se ha tenido en cuenta que se trata de agua industrialmente limpia. 

En el retrofit debe contemplarse que el nivel de suciedad del agua de circulación, es el del agua aportada multiplicada por los ciclos de concentración del sistema, añadiendo adicionalmente el polvo o suciedad que la planta pudiese tener en suspensión, o que el agua en contacto con el proceso a refrigerar arrastrase.

Equipo mecánico

Motor. Totalmente cerrado y autoventilado, se instala en la cubierta de la torre de refrigeración fuera de la corriente de aire húmedo.

Transmisión. La  potencia  entre  el motor y el reductor  se transmite mediante un eje     flotante     con acoplamientos flexibles    en    ambos extremos.

Reductor. De tipo cónico helicoidal, con dispositivo antirretorno, especialmente diseñado para su uso en torres de refrigeración es capaz de soportar las condiciones de la corriente de aire saturado de humedad a la elevada temperatura a la que éste abandona la torre.

Sistema de lubricación. La lubricación y el engrase de los reductores se realizan desde el exterior del difusor.

El difusor

Fabricado en PRFV, diseñado para favorecer la salida del aire evitando su recirculación. La parte inferior del difusor tiene un diseño tipo Venturi, para reducir al mínimo la caída de presión. La parte superior tiene forma divergente troncocónica, propicia para transformar parte de la energía cinética del aire saliente en un aumento de la presión estática, y en consecuencia la reducción del consumo energético.

Ventilador: De tipo axial con palas de forma aerodinámica, fabricadas en PRFV y con ángulo de pala regulable.

Accesos, plataformas y puertas

La torre de refrigeración va provista de una escalera de jaula que da acceso a la plataforma superior en la que se encuentra el ventilador.

Existen puertas y escaleras para el acceso al interior del equipo de enfriamiento que facilitan la inspección y mantenimiento de los equipos mecánicos, sistema de distribución de agua y separador de gotas.

Plataformas torres de refrigeración

BENEFICIOS PARA EL CLIENTE

El refrofit de la unidad de refrigeración con la construcción de la nueva celda aumenta la eficiencia de la torre de refrigeración enfriando 3 ºC y 4ºC  más el agua del circuito

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