Intercambiadores de Calor de Placas Soldadas
Intercambiadores de Calor de Placas Soldadas
Los intercambiadores de calor de placas soldadas son un tipo de intercambiador de calor que se utiliza en aplicaciones de procesos industriales, a menudo para medios viscosos o semiincrustantes o cuando la temperatura o la presión son superiores a las técnicamente posibles para los tipos de placas con juntas. En la mayoría de los casos se utilizan placas onduladas que se sueldan entre sí creando un paso multicanal para el fluido. Los medios, separados por las placas, fluyen normalmente en flujo cruzado / contracorriente (cuando se utiliza más de un paso).
A continuación se describen los siguientes tipos de intercambiadores de calor de placas soldadas que podemos suministrar:
- Intercambiadores de calor de placas soldadas con placas onduladas montadas en un bastidor con paneles laterales atornillados que forman un bloque - GreanBoxTM - Modelo S
- Intercambiadores de calor de placas totalmente soldadas con placas onduladas montadas en un bastidor totalmente soldado con paneles laterales semiesféricos que forman un bloque cilíndrico - GreanBoxTM - Modelo W
- Intercambiadores de calor de placas soldadas con placas tachonadas montadas en un bastidor con paneles laterales atornillados formando un bloque - GreanBoxTM - Modelo SP
- Intercambiadores de calor de placas soldadas con placas onduladas montadas en un bastidor e insertadas en una carcasa con un panel lateral atornillado en un lado que forma un cilindro - Intercambiador de calor de placas y carcasa
GreenBoxTM - Modelo S
GreenBoxTM - modelo S, es un intercambiador de calor soldado, formado por placas onduladas cuadradas soldadas entre sí, que forman el corazón del intercambiador. No hay junta entre las placas; el sellado se realiza mediante soldadura. Sólo los paneles laterales desmontables tienen juntas para el sellado exterior.
El corazón, superficie de placas, del intercambiador de calor es accesible para su inspección o limpieza simplemente retirando los 4 paneles laterales.
El diseño patentado de esquinas suaves del conjunto corazón/paneles del GreenBox hace de este intercambiador de calor el más robusto y fiable de su categoría. Debido a su fiabilidad mecánica, es la solución ideal para el funcionamiento en tareas de proceso duras con presiones y temperaturas elevadas.
Los Intercambiadores de Calor de Placas Soldadas Nexson son un concentrado de eficiencia térmica para aplicaciones de intercambiadores de recuperación de calor, condensadores, rehervidores o evaporadores, y pueden utilizarse en tareas de semi-incrustación.
El elevado flujo turbulento inducido por las placas onduladas de GreenBox hace que sea unas 5 veces más eficiente térmicamente que un intercambiador de calor tradicional de carcasa y tubos. También permite un acercamiento de la temperatura de aproximadamente 2 °C. Un mejor coeficiente de transferencia de calor significa también un tamaño compacto de Greenbox y esto también puede reducir significativamente los costes de instalación, funcionamiento y mantenimiento.
La GreenBox funciona en configuración de paso único o múltiple y, en caso necesario, el acceso a las placas para inspecciones y limpieza se realiza simplemente retirando los paneles laterales.
Ventajas:
Robusto y patentado
Robustez y fiabilidad para el intercambiador de calor de placas soldadas es una característica clave. Nexson ha patentado su propio intercambiador de calor de placas soldadas, llamado GreenBox ™. Con pruebas probadas de ciclos de presión y temperatura, este tipo de intercambiador de calor está un paso por delante de la competencia en términos de robustez.
2 Medias semi-incrustantes
Este intercambiador de calor de placas soldadas está diseñado para tratar uno o dos medios semiincrustantes al mismo tiempo. El tratamiento de las incrustaciones se realiza gracias a placas onduladas que ofrecen altos valores de tensión de cizallamiento en la superficie de la pared.
Fácil de limpiar
Gracias a los paneles desmontables, el intercambiador de calor soldado es fácil de limpiar con un chorro de agua a alta presión.
Corazón" intercambiable / Área de transferencia térmica
Gracias a su construcción modular, es posible extraer la zona de transferencia de calor de los paneles y sustituirla conservando los paneles existentes.
En caso de que cambien las necesidades de materias primas debido a la evolución del proceso, es posible un enfoque de funcionamiento a largo plazo para esta tecnología de intercambiador de calor. Incluso es posible sustituir una solución inicialmente diseñada para placas onduladas por un corazón con placas tachonadas Nexson, para más medios incrustantes.
Enfoque de temperatura cercana
Gracias a las placas onduladas, combinadas con un elevado valor K, es posible alcanzar una aproximación de temperatura muy próxima e incluso conseguir temperaturas de cruce.
Flujo de gran volumen con pequeñas caídas de presión
El intercambiador de calor de placas soldadas Green Box es un intercambiador de calor de sección transversal múltiple que permite diferentes disposiciones de deflectores en función del servicio y la limitación de caída de presión requeridos.
Inspección completa del área de transferencia de calor
Al retirar los 4 paneles se puede acceder a toda la zona de transferencia de calor para inspeccionarla durante las paradas periódicas de la planta.
Selección de materiales y límites de diseño
Los Intercambiadores de Calor Soldados GreenBox, Modelos S y W pueden ser fabricados en cualquier material que pueda ser conformado, hasta placas corrugadas, y soldadas como:
- 304 / 304L, 316 / 316L, 904L,
- 254 SMO, C276, Níquel 200/201, Aleación 59
- Titanio Gr1, Titanio Gr11
- Otros a petición
Nexson GreenBox se utiliza para las presiones de diseño:
- de vacío total a 50 barg,
y temperaturas de diseño:
- desde - 50°C de temperatura de diseño hasta 450°C.
GreenBoxTM - Modelo W
El GreenBoxTM - modelo W es una variación del GreenBoxTM - modelo S pero, en este caso, tenemos un intercambiador de calor verdaderamente soldado. Como antes, el intercambiador de calor está hecho de placas onduladas cuadradas soldadas entre sí, que forman el corazón del intercambiador de calor. No hay junta entre las placas; el sellado se realiza mediante soldadura. Para este modelo, en lugar de los paneles laterales desmontables con juntas para el sellado exterior, tenemos 4 semicarcasas soldadas al paquete de placas y cerrándolo completamente en forma cilíndrica. Como ahora tenemos una construcción totalmente soldada y no practicable, este modelo es perfecto para medios limpios a altas temperaturas y/o presiones. Como la GreenBoxTM - modelo W está totalmente soldada no se necesitan juntas ni pernos para cerrar los paneles a pares específicos. Esto, en combinación con la robusta construcción de esquinas patentada por Nexson, garantiza que los problemas de fugas sean prácticamente inexistentes, incluso en aplicaciones con funcionamiento periódico.
Aparte de eso, las Aplicaciones (abajo), Ventajas, Selección de Materiales y Límites de Diseño (arriba) para el GreenBoxTM - modelo W son similares al GreenBoxTM - modelo S.
GreenBoxTM - Modelo SP
GreenBoxTM - modelo SP es otra variación del GreenBoxTM - modelo S. En algunas aplicaciones, la pequeña separación entre canales de los intercambiadores de calor de placas soldadas con placas corrugadas es una limitación, especialmente para los medios incrustantes. Para resolver este problema Nexson presenta otra solución patentada con placas planas tachonadas, similares a las que se utilizan en los intercambiadores de calor de espiral, soldadas entre sí en un paquete de placas (corazón) similar a las soluciones de placas corrugadas mencionadas anteriormente.
Con esta ingeniosa solución, la longitud del espárrago y, por tanto, la separación entre canales puede ajustarse individualmente para ambos lados del medio, lo que permite una mayor flexibilidad en el diseño cuando existe una diferencia considerable en los caudales entre los medios del lado caliente y del lado frío. La gran separación entre canales también permite aplicaciones con medios incrustantes.
En el caso del GreenBoxTM - modelo S, el paquete de placas está instalado en un bastidor con cuatro paneles laterales. Al retirar estos paneles laterales se puede inspeccionar la zona del intercambiador de calor y realizar una limpieza mecánica por chorro de agua.
Una limitación de los modelos anteriores de intercambiadores de calor es que las placas tienen que ser moldeadas, onduladas, lo que no permite el uso de determinados materiales. Con el GreenBoxTM - modelo SP utilizando placas planas el espesor de la placa normalmente será mayor, por lo tanto más robusto y permitiendo la aplicación con medios erosivos. Las placas planas también ofrecen la posibilidad de utilizar materiales menos moldeables, como Duplex y Super Duplex, con una resistencia superior a la corrosión.
Aparte de eso, las Aplicaciones (abajo) y Ventajas (abajo) para el GreenBoxTM - modelo SP son similares al GreenBoxTM - modelo S.
Selección de materiales y límites de diseño
Los Intercambiadores de Calor Soldados GreenBox, Modelos SP pueden ser fabricados en cualquier material que pueda ser soldado, a placas tachonadas, tales como:
- 304 / 304L, 316 / 316L, 904L,
- 254 SMO, C276, Níquel 200/201, Aleación 59
- Titanio Gr1, Titanio Gr11
- Acero dúplex, acero superdúplex
- Acero al carbono SA 516 Gr 60/70
- Otros a petición
Nexson GreenBox se utiliza para las presiones de diseño:
- de vacío total a 50 barg,
y temperaturas de diseño:
- desde - 50°C de temperatura de diseño hasta 450°C.
Intercambiadores de calor de placas y carcasa
El grupo Nexson también puede suministrar Intercambiadores de Calor de Placa y Carcasa donde las Placas Soldadas Corrugadas Nexson se insertan en Carcasas cilíndricas con un panel que se puede abrir en un lado. El paquete de placas puede soldarse en su lugar o insertarse con juntas para el sellado entre los lados caliente y frío. En este último caso, el paquete de placas es desmontable para su limpieza mecánica o incluso su sustitución.
Aplicaciones de los intercambiadores de calor de placas soldadas
Aplicaciones líquido-líquido
Los Intercambiadores de Calor de Placas Soldadas para aplicaciones líquido-líquido se utilizan en la mayoría de las industrias: - Pulpa y Papel, Refinerías; - Petroquímica; - Oil&Gas;- Industrias Alimentarias; - Minería; - Fabricación de Acero y Metal, etc. en aplicaciones para:
- Recuperación de calor
- Calefacción
- Refrigeración
Aplicaciones bifásicas
Condensación con subenfriamiento
Después de la fase de condensación, con la disposición de deflectores, se puede dedicar una superficie de área de calor en la que es posible que desee obtener el subenfriamiento del condensado antes de salir de la unidad.
Evaporación / Reboiler
El intercambiador de calor de placas soldadas de caja verde puede aplicarse como intercambiador de calor termosifón rehervidor/evaporador. El rehervidor/evaporador siempre está en configuración de paso único.
Usos tradicionales
Los intercambiadores de calor de placas soldadas para aplicaciones bifásicas se utilizan en la mayoría de las industrias: - Pulpa y papel, refinerías; - Petroquímica; - Petróleo y gas; - Industrias alimentarias; - Minería; - Fabricación de acero y metales, etc. en
Intercambiadores de calor de placas soldadas en la industria
Los intercambiadores de calor de placas soldadas se utilizan en muchas aplicaciones industriales diferentes debido a su capacidad de transferencia de calor eficaz y fiable. Su flexibilidad y capacidad para manejar diferentes líquidos, medios semiincrustantes o de alta viscosidad, así como gases o medios bifásicos, los hacen útiles en muchos campos y aplicaciones. Los intercambiadores de calor de placas soldadas se utilizan a menudo como economizadores, calentadores/enfriadores, o en aplicaciones bifásicas como operaciones de condensación o evaporación, calentadores de vapor, rehervidores, etc.
A continuación se indican algunas industrias y aplicaciones en las que los intercambiadores de calor de placas soldadas pueden aplicarse con gran éxito:
En la industria del petróleo y el gas, tanto en tierra como en alta mar, los intercambiadores de calor de placas soldadas pueden utilizarse de forma eficiente en varias posiciones de intercambiadores de calor. A menudo, los intercambiadores de calor de placas soldadas pueden sustituir posiciones en las que tradicionalmente se utilizan intercambiadores de calor de carcasa y tubos o de placas con juntas.
En las refinerías de petróleo, el petróleo se transforma y refina en productos útiles como gasolina, gasóleo, fuelóleos, gasóleo de calefacción, queroseno, gas licuado de petróleo y nafta de petróleo.
El refinado del petróleo, al ser de origen fósil, tiene oportunidades de mezcla con combustibles sin fósiles, los biocombustibles, y la investigación de nuevas rutas de proceso para materias primas sin fósiles, como las nuevas alimentaciones de biopetróleo.
El refinado del petróleo requiere varias fases de proceso como: - Desalinización; - Destilación atmosférica y al vacío; - Craqueo catalítico; - Reformado; - Mezcla, etc. Estos procesos requieren intercambiadores de calor para un uso eficiente de la energía.
Se fabrica una enorme cantidad de productos químicos de diversos tipos a partir de derivados del petróleo para uso industrial y bienes de consumo que requieren una amplia gama de operaciones unitarias diferentes. Algunos de los productos petroquímicos más comunes fabricados en todo el mundo son el PVC y el Vinilcloruro, el Polietileno, las Poliamidas, el Etilenglicol y los Poliésteres, el Poliestireno, el Ácido Terftálico y el PET, el TDI (Toulene Diisocyante), el MDI (Methylene Diphenyl Diisocyanate), etc.
Con los cambios energéticos en curso, de la energía y el combustible tradicionales basados en fósiles a la electrificación de procesos y vehículos, la industria minera se verá afectada, ya que se necesitarán más minerales para baterías, etc. Para reducir la huella de carbono se están desarrollando nuevos procesos de minería y mejora de minerales más sostenibles. Asimismo, en la industria siderúrgica se están investigando nuevos procesos para eliminar el gas de coquería, intensivo en carbono, y reducir el hierro mediante un proceso de reducción directa con gas H2 como agente reductor.
Es probable que el proceso de producción tradicional, con gas de coquería, se siga utilizando durante muchos años en la mayor parte del mundo. Estas instalaciones necesitan mejoras para aumentar la eficacia energética y reducir las emisiones, y tienen enormes oportunidades para la captura de carbono y su utilización.
Se fabrica una enorme cantidad de productos químicos de diversos tipos para uso industrial y bienes de consumo que requieren una amplia gama de diferentes operaciones unitarias y transferencia de calor. Algunos de los productos químicos más comunes que se fabrican en el mundo son el ácido sulfúrico, el ácido fosfórico, el hidróxido de sodio, el cloro, el ácido clorhídrico, el amoniaco, el peróxido, el formol y el ácido fórmico, tintas y pigmentos como el dióxido de titanio, etc.
Muchos de estos productos químicos se producen por vías que se benefician del uso de intercambiadores de calor de placas soldadas.
Al igual que muchas otras industrias, la tradicional industria de la pasta y el papel está buscando mejoras y la manera de hacer un mejor uso de los productos secundarios potencialmente valiosos, tales como: - Biocombustibles a partir de tall oil; - Producción de metanol; - Separación de lignina del licor negro; - Trementina; - Ácido sulfúrico a partir de gases de escape; - BioGas y BioPellets; - Nuevos productos bioquímicos; etc. Muchas fábricas de pasta, que utilizan el proceso Kraft (sulfato), también son autosuficientes en energía, exportan electricidad a la red y proporcionan calefacción urbana a las ciudades cercanas. Las modernas fábricas de celulosa también tienen el potencial de dejar una huella de carbono negativa mediante la captura y el almacenamiento o la utilización del carbono. Se crean nuevos conceptos, y estas nuevas fábricas suelen denominarse Fábricas de BioPruducto.
Los intercambiadores de calor de placas soldadas también se utilizan ampliamente en diferentes aplicaciones de la industria papelera.
El crecimiento de la población aumenta los retos que plantean el suministro de materias primas, el procesamiento y el transporte de alimentos a los consumidores. Erivac puede suministrar equipos de proceso para una amplia gama de industrias alimentarias, tales como: - Productos lácteos, leche y proteínas lácteas; - Cervecerías; - Zumos de frutas; - Almidón y proteínas vegetales; - Industrias del azúcar y el alcohol; - Aceites y grasas comestibles; - Sopas y salsas, etc. En muchos casos, las aguas residuales de las industrias alimentarias también tienen una elevada carga orgánica, lo que las hace ideales para la generación de biogás.
Los intercambiadores de calor de placas soldadas ofrecen una estructura compacta y permiten una transferencia de calor eficaz, lo que los hace ideales para soluciones de calefacción/refrigeración de alta eficiencia. Su capacidad para soportar altas presiones y temperaturas, así como diferentes viscosidades, medios semiincrustantes o incluso incrustantes y erosivos en el caso del modelo de placas tachonadas, y medios corrosivos, los convierte en una parte importante de muchos procesos industriales en los que la transferencia de calor y el control de la temperatura son cruciales.