CORRIENTES CALIENTES Y FRIAS CAPACIDADES CALORIFICAS

CORRIENTES CALIENTES Y FRIAS
CAPACIDADES CALORIFICAS TOTALES
TEMPERATURAS DE ENTRADAS Y SALIDAS
Corriente
No
Condición
FCp, Btu /(h-° F)
Tin, ° F
Tout, ° F
Q disponible,
1000 Btu / h
1
Caliente
1000
250
120
130
2
Caliente
4000
200
100
400
3
Fría
3000
90
150
-180
4
Fría
6000
130
190
-360
Total
-10
INTERVALOS DE TEMPERATURA (10 ° F)
CALOR LIBERADO - CALOR REQUERIDO
FCp 1000
4000
3000
250
6000
1000Q
240
50
200
190
-40
160
150
150
140
140
130
-80
40
120
20
100
90
Total
-10
SERVICIOS DE CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
250
200
160
150
140
120
240
C
A
L
I
E
N
T
E
50
- 40
- 80
40
S
E
R
V
I
C
I
O
F
R
I
O
F
R
I
O
190
150
140
130
110
20
100
90
DIAGRAMA EN CASCADA
250
240
50
200
160
150
140
120
100
C
A
L
I
E
N
T
E
F
R
I
O
50
- 40
70
10
- 80
0
190
150
140
130
40
40
20
60
90
DIAGRAMA EN CASCADA
SERVICIOS MULTIPLES
250
240
50
200
160
150
140
120
100
C
A
L
I
E
N
T
E
F
R
I
O
50
- 40
70
10
- 80
0
40
20
150
140
130
40
20
190
CW
90
CURVAS COMPUESTAS
CURVA GRAN COMPUESTA
C O R R IE N T E S C A L IE N T E S , ° F
CURVAS CO M PUESTAS
C A L IE N T E S
° F
100
120
140
160
200
250
FCp TO TAL
4000
4000
5000
5000
5000
1000
E N T A L P IA
F R IA S
E N T A L P IA
ACUM ULADA
0
80000
100000
100000
200000
50000
0
80000
180000
280000
480000
530000
° F
E N T A L P IA
ACUM ULADA
° F
E N T A L P IA
ACUM ULADA
100
120
140
160
200
250
0
80000
180000
280000
480000
530000
90
110
130
150
190
240
60000
120000
180000
360000
600000
600000
CURVA G RAN
COMPUESTA
C O R R IE N T E S F R IA S , ° F
° F
FCp TO TAL
E N T A L P IA
E N T A L P IA
ACUM ULADA
90
110
130
150
190
240
3000
3000
3000
9000
6000
60000
60000
60000
180000
240000
60000
120000
180000
360000
600000
° F
D IF E R E N C IA
E N T A L P IA
95
115
135
155
195
245
60000
40000
0
80000
120000
70000
DIAGRAMA DE FLUJO
DOS CORRIENTES CALIENTES Y DOS CORRIENTES FRIAS
H = -30 MW
H = 27 MW
140 C
F-2
230 C
Reactor-2
200 C
80 C
H = 32 MW
F-1
20 C
180 C
Reactor-1
250 C
40 C
GAS
H = -31.5 MW
40 C
40 C
P-1
P-2
CORRIENTES CALIENTES Y FRIAS
CAPACIDADES CALORIFICAS TOTALES
TEMPERATURAS DE ENTRADAS Y SALIDAS
Corriente
No
Condición
FCp, MW/(°C)
Tin, °C
Tout, °C
Q disponible,
MW
1
Caliente
0.15
250
40
31.5
2
Caliente
0.25
200
80
30.0
3
Fría
0.20
20
180
-32
4
Fría
0.30
140
230
-27
Total
2.5
INTERVALOS DE TEMPERATURA (10 °C)
CALOR LIBERADO - CALOR REQUERIDO
H1
H2
C1
250
240
240
230
200
190
C2
Q
1.5
- 6.0
1.0
190
180
- 4.0
150
140
14.0
80
70
- 2.0
40
30
30
20
- 2.0
Total
2.5
REDES DE INTERCAMBIO DE CALOR
250
240
230
Q = 7.5 MW
Q = 7.0 MW
200
181.7
203.3
Q = 12.5 MW
180
Q = 8.0 MW
140
150
Q = 17.5 MW
52.5
Q = 6.5 MW
106.7
80
Q = 10 MW
40
10
DIAGRAMA DE FLUJO
RED DE INTERCAMBIADORES
250 ºC
200 ºC
H = 7.5 MW
H = 12.5 MW
F-2
140 ºC
106.7 ºC
H = 7 MW
181.7 ºC
230 ºC
Reactor-2
150 ºC
107.5 ºC
H = 8 MW
140 ºC
180 ºC
250 ºC
Reactor-1
H = 6.5 MW
80 ºC
200 ºC
203 ºC
H = 17.5 MW
F-1 20 ºC
205 ºC
40 C
P-2
H = - 9 MW
GAS
150 ºC
106.7 ºC
40 ºC
40 C
P-1
DIAGRAMA EN CASCADA
250
200
150
240
1.5
C
A
L
I
E
N
T
E
4.5
- 6.0
F
R
I
O
1.0
3.0
- 4.0
190
140
14.0
- 2.0
30
- 2.0
10.0
20
CURVAS COMPUESTAS
CURVA GRAN COMPUESTA
C O R R IE N T E S C A L IE N T E S , °C
C U R V A S
C O M P U ES T A S
C A L IE N T E S
°C
E N T A L P IA
E N T A L P IA
A C U M U L A D A
30
80
150
190
200
240
250
0
6
28
16
4
6
1 .5
0
6
34
50
54
60
6 1 .5
C O R R IE N T E S
°C
E N T A L P IA
20
70
140
180
190
230
240
10
10
14
20
3
12
F R IA S , ° F
F R IA S
°C
E N T A L P IA
A C U M U L A D A
°C
30
80
150
190
200
240
250
0
6
34
50
54
60
6 1 .5
20
70
140
180
190
230
240
C U R V A G R A N C O M P U ES T A
E N T A L P IA
A C U M U L A D A
°C
D IF E R E N C IA
E N T A L P IA
1
2
3
5
5
6
6
25
75
145
185
195
235
245
10
14
0
4
3
9
7 .5
0
0
4
4
7
9
9
E N T A L P IA
A C U M U L A D A
1
2
3
5
5
6
6
0
0
4
4
7
9
9
OPTIMIZACION DE LA DIFERENCIA MINIMA DE TEMPERATURA
Costo
Costo Total
Costo de Energia
Costo de Capital
Optimo
Tmin
UMBRAL DE DIFERENCIAS MINIMAS DE TEMPERATURAS
Temperatura
Temperatura
Entalpia
Entalpia
REQUERIMIENTOS CALORICOS
VERSUS
DIFERENCIA MINIMA DE TEMPERATURA
Calor
Enfriamiento
Calentamiento
Umbral
Tmin
UMBRAL DE DIFERENCIAS MINIMAS DE TEMPERATURAS
Temperatura
Temperatura
Entalpia
Entalpia
REQUERIMIENTOS CALORICOS
VERSUS
DIFERENCIA MINIMA DE TEMPERATURA
Calor
Calentamiento
Enfriamiento
Umbral
Tmin
OPTIMIZACION DE LA DIFERENCIA MINIMA DE TEMPERATURA
Costo
Costo Total
Costo de Energia
Costo de Capital
Umbral = Optimo
Tmin
OPTIMIZACION DE LA DIFERENCIA MINIMA DE TEMPERATURA
Costo
Costo Total
Costo de Energia
Costo de Capital
Umbral
Optimo
Tmin
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO MINIMO
Entrada de calor mínima = 70 Entrada de calor = 70 + Qe
PROCESO
Neto = - 10
Salida de calor mínima = 60
PROCESO
Neto = - 10
Salida de calor = 60 + Qe
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO
250
240
50
200
160
150
140
120
100
C
A
L
I
E
N
T
E
F
R
I
O
50
Qe
70
- 40
10 + Qe
- 80
Qe
190
150
140
130
40
40 + Qe
20
60+ Qe
90
TEMPERATURA PINCH
HEURISTICAS
No transfiera calor a traves del pinch
Adicione calor solamente por encima del pinch
Enfríe solamente por debajo del pinch
Siempre adicione calor en el menor nivel de temperatura
posible con respecto al proceso pinch
Siempre remueva calor en el mayor nivel de temperatura
posible con respecto al proceso pinch