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Uso de intercambiadores de calor en el sector eléctrico

La operación segura de sistemas de generación de energía requiere del enfriamiento constante de elementos tales como rodamientos y aceites lubricantes, así como también en las palas de los rotores en motores diesel, gas y turbinas de gas o vapor.

En el mercado nacional e internacional existe un amplio abanico de intercambiadores de calor de placas, disponibles en distintos tamaños, diseños y materiales, con el fin de utilizar la solución adecuada para una correcta refrigeración y eficiencia. Por otra parte, una correcta refrigeración y condensación de vapor de proceso es esencial para el funcionamiento seguro en las centrales eléctricas. En este sentido, los intercambiadores de tubo y carcasa permiten una refrigeración eficiente para estos procesos críticos.

A continuación, presentamos algunos ejemplos de aplicaciones de intercambiadores de calor en el sector generación.


Circuitos de enfriamiento de agua

Las grandes centrales requieren para su funcionamiento de importantes cantidades de agua de refrigeración. Los circuitos de agua de refrigeración cerrados, en su mayoría, se enfrían directamente con agua de mar o río. El uso de intercambiadores de calor de placas con juntas es recomendado en este caso, pues genera ventajas importantes, ya que, a diferencia de otros, este tipo de unidades se abren fácilmente para tareas de limpieza, lo que evita la reducción de producción debido a la suciedad de las unidades de refrigeración por contaminación en el agua de refrigeración secundaria.


Refrigeración

El intercambiador de calor de placas es un elemento indispensable debido a su construcción compacta y alto rendimiento térmico. Por su parte, la resistencia a los medios que ingresan al equipo (refrigerantes o aceites de compresor) es un requisito previo para el empleo de intercambiadores de calor de placas en sistemas de refrigeración. En los circuitos cerrados secundarios, los más variados aceites refrigerantes son utilizados. Estos se seleccionan en función del rango operativo necesario, ya que sus propiedades físicas como densidad, viscosidad, conductividad térmica y capacidad calorífica, varían mucho en función de la temperatura.

Acorde a la demanda de energía, el aceite refrigerante fluye a través de uno o más intercambiadores de calor dispuestos en paralelo. En sistemas de refrigeración más complejos, las corrientes de flujo se desvían desde un circuito central según sea requerido y dependiendo del perfil de trabajo, hacia una ubicación puntual de necesidad de refrigeración a través de un intercambiador de calor de placas local.

Dentro de las típicas aplicaciones de intercambiadores de calor de placas en ciclos de refrigeración podemos destacar: vaporización y condensación de refrigerantes, usos como economizador, enfriamiento de aceites de compresores y acoplamiento en enfriadores con sistemas de enfriamiento centrales.

Un buen ejemplo de aplicación real son los sistemas de enfriamiento con amoníaco o NH3. Si el amoníaco se emplea como refrigerante, intercambiadores de calor compactos y de placas soldadas son recomendables, pues aquellos con juntas de goma no pueden garantizar al 100% la estanqueidad del circuito de amoníaco con el consiguiente riesgo asociado además de la pérdida de eficiencia. Estos intercambiadores de calor de placas soldadas están disponibles para flujos pequeños y medianos. Algunos de estos equipos son empleados en diferentes tamaños para dispositivos de temperado de bancos de prueba en la industria electrónica y/o tecnológica. Un requerimiento importante en este caso es mantener un proceso de circulación químicamente limpio, puro y libre de ion de cobre, con el fin de evitar la contaminación de los componentes, tales como placas de circuitos impresos o tarjetas.

Otros equipos mayores son adecuados para grandes capacidades de transferencia energética y flujos de volumen, con placas soldadas en marcos de presión pintados.


Energías Alternativas

Los intercambiadores de calor de placas están empleados en diferentes procesos en el área de las energías renovables. En particular, en la fabricación de biocombustibles, no sólo son necesarios los datos de operación, sino también los materiales necesarios para una integridad operativa. En los distintos pasos del proceso, se generan diferentes composiciones de los productos. Esto requiere de un conocimiento preciso del proceso. Esta misma condición aplica para la generación de bioetanol, donde la consistencia del fluido o sustancia inicial es decisiva.

En el caso de las aplicaciones geotérmicas, la calidad y composición del fluido geotérmico extraído de los reservorios debe estar asegurada. De la misma manera, los requerimientos especiales se pueden esperar como resultado de que se produzcan variaciones o manifestaciones importantes de presión, dado que en geotermia el trabajo se lleva a cabo en un mayor nivel de presión, que depende fundamentalmente de la profundidad del pozo y las cantidades de fluido que se transmiten.

Las tareas típicas de los intercambiadores de calor de placas son, en el caso de los biocombustibles, refrigeración y calefacción de RME (Rapseed Metylester), refrigeración y calefacción de glicerina, pre-calentamiento de crudo, recuperación de calor con RME y refrigeración de sistemas de circulación del agua, entre otros.

En aplicaciones con biodiesel, en tanto, los intercambiadores de placa están equipados con sellos de alta calidad fabricados en Viton, con el objeto de resistir una condición de alto stress químico. El uso de intercambiadores de calor sellados es entonces necesario por la acumulación de suciedad típica de los intercambiadores, que hacen necesaria su apertura para labores de limpieza.

Para el uso de energías renovables (solar térmica o geotermia) es necesario transferir la energía contenida en el medio o fluido desde los colectores solares o bien desde el reservorio subterráneo en el caso de la geotermia hacia los circuitos secundarios de la red dentro de la planta con la ayuda de intercambiadores de calor.

Artículo gentileza de SOLTEX, representante en Chile de API Heat Transfer Schmidt-Bretten & Basco. Mayor información solicitar al e-mail proceso@soltex.cl
Septiembre 2014
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