SN 14 - Comida de Henan Shuanghui
Ubicación del proyecto:Henan, Luohe
Selección de equipos:
1453 kWenfriador de absorción de LiBr alimentado con vapor
1453 kWenfriador de absorción de LiBr para agua caliente
Enfriadora de absorción de agua caliente LiBr de 930 kW
Función principal:Utilizar el condensado de vapor a alta temperatura procedente de la desinfección de alimentos reciclados como fuente de energía para proporcionar refrigeración de procesos y aire acondicionado a la planta.
Conservación de energía:El ahorro anual de electricidad asciende a aproximadamente 3,07 millones de kWh, lo que equivale a reducir el consumo estándar de carbón en unas 378 toneladas; las emisiones anuales de dióxido de carbono se reducen en aproximadamente 2.456 toneladas.
Retorno de la inversión:El ahorro anual en costes de electricidad asciende a aproximadamente 2,15 millones de CNY (calculado sobre la base de la tarifa eléctrica industrial local de 0,7 CNY/kWh).
Introducción general
Para garantizar la estabilidad de la capacidad de enfriamiento del enfriador de absorción de LiBr de agua caliente y gestionar eficazmente la fluctuación de la temperatura y el caudal del agua esterilizante de alta temperatura, se utiliza unintercambiador de calor de placasPara el intercambio de calor indirecto desde el tanque de agua caliente circulante es una solución adecuada. A continuación se presenta una descripción general de las posiblesparámetros técnicospor unintercambiador de calor de placasutilizado en esta configuración:
Parámetros técnicos del intercambiador de calor de placas
- Área de transferencia de calorEste parámetro es fundamental para garantizar que haya suficiente superficie disponible para el intercambio de calor entre el agua caliente y el enfriador de absorción de LiBr. Normalmente, la superficie de transferencia de calor necesaria se puede estimar en función de la carga térmica del enfriador de absorción y las diferencias de temperatura entre las placas.
- Ejemplo:50-100 m²(dependiendo de la capacidad de refrigeración requerida).
- Caudal: El intercambiador de calor de placas debe manejar los caudales fluctuantes del tanque de agua caliente circulante y del agua de esterilización. Los parámetros de caudal deben ser capaces de acomodar un rango de140 m³/hpara hacer circular agua caliente y20-100 m³/hpara esterilizar agua.
- Ejemplo:Caudal máximo of 150 m³/hpara la entrada de agua caliente.
- Rango de temperatura de funcionamiento: El rango de temperatura del agua caliente entrante del proceso de esterilización está entre105°C y 115°Cmientras que la temperatura del tanque de agua caliente circulante está entre95°C y 99°CEl intercambiador de calor debe gestionar estas variaciones y mantener una transferencia de calor eficiente.
- Ejemplo:Rango de temperatura del lado caliente: 105°C - 115°C
- Rango de temperatura del lado frío: 95°C - 99°C
- Material de la placaEl material de las placas debe ser resistente a la corrosión para soportar altas temperaturas y una posible exposición a productos químicos en el sistema de agua caliente.
- Ejemplo:Titanio or acero inoxidable(304 o 316) para resistencia a la corrosión.
- PresiónEl intercambiador de calor de placas debe diseñarse para soportar la presión de funcionamiento del sistema.
- Ejemplo:Presión máxima de funcionamiento: 10 bar(o superior según los requisitos del sistema).
- Tamaño de conexiónLas dimensiones de entrada y salida del intercambiador de calor deben coincidir con las dimensiones de las tuberías utilizadas en el tanque de agua caliente circulante y en el sistema de agua esterilizante.
- Ejemplo:Tamaño de la tubería de entrada/salida: DN150 or DN200dependiendo del caudal.
- Coeficiente de transferencia de calorEl intercambiador de calor debe diseñarse para lograr un rendimiento óptimo de transferencia de calor en función de las propiedades de los fluidos.
- Ejemplo: Los coeficientes típicos de transferencia de calor pueden variar desde500-800 W/m²·K, dependiendo de la velocidad del fluido y las diferencias de temperatura.
- Caída de presión de diseñoLa caída de presión a través del intercambiador de calor debe minimizarse para garantizar un funcionamiento eficiente y evitar una carga excesiva en las bombas.
- Ejemplo:Caída de presión: 1-3 bar.
- CompacidadLos intercambiadores de calor de placas son conocidos por su diseño compacto, lo cual es importante en aplicaciones industriales con espacio limitado.
- Ejemplo:Diseño compactocon placas modulares para una fácil escalabilidad.
Estos parámetros son orientativos y pueden variar según el fabricante del intercambiador de calor y los requisitos específicos del sistema. Es posible que se requiera una personalización adicional, basada en un análisis de ingeniería detallado, para adaptarla a las condiciones de funcionamiento exactas y a la integración del sistema.
Diseñar un sistema de intercambio de calor eficiente que satisfaga los parámetros dados para elintercambiador de calor de placasy mantiene las temperaturas y caudales requeridos, resumamos y refinemos las condiciones basándonos en la información proporcionada:
Descripción general del sistema y detalles técnicos:
1# Intercambiador de calor de placas (Intercambio de calor preliminar)
- Lado primario (agua caliente)
- Temperatura de entrada: 97°C
- Temperatura de salida: 87°C
- Caudal: 100 m³/h
- Lado secundario (Agua fría/Entrada del enfriador)
- Temperatura de entrada: 78°C
- Temperatura de salida: 87°C(que regresa al tanque de agua caliente)
Ellado primariodel intercambiador de calor intercambia calor con ellado secundariopara elevar la temperatura de salida del lado secundario a87°CEsta temperatura de87°CLuego se devuelve al tanque de agua caliente.
Proceso para elevar la temperatura de entrada del enfriador de absorción de agua caliente LiBr:
- ObjetivoEl objetivo es aumentar la temperatura de entrada del enfriador de absorción de LiBr de agua caliente utilizando el calor del lado secundario a 87 °C.
- Solución: El agua de salida en87°Cde1# intercambiador de calor de placas(lado secundario) se redirige aIntercambiador de calor de placas n.° 2para intercambiar calor aún más.
2# Intercambiador de calor de placas (aumento de temperatura)
- Lado primario (agua caliente)
- Temperatura de entrada: 110°C(impulsado por el agua esterilizante a alta temperatura del proceso)
- Temperatura de salida: 95°C(saliendo del intercambiador de calor después de intercambiar calor con el lado secundario)
- Lado secundario (entrada del enfriador de agua caliente LiBr)
- Temperatura de entrada: 87°C(desde la salida del intercambiador de calor de placas n.° 1)
- Temperatura de salida objetivo: 92,4 °C(temperatura deseada para la alimentación del enfriador de absorción de LiBr)
Proceso de intercambio de calor:
- Ellado primario in Intercambiador de calor de placas n.° 2entrega agua en110°Cpara calentar ellado secundario, que recibe agua en87°Cdesde1# intercambiador de calor de placas.
- El calor se transfiere entre los dos lados, elevando lasalida lateral secundariatemperatura de87°C to 92,4 °Cantes de ser enviado al enfriador de absorción de LiBr.
Diagrama de flujo del proceso actualizado:
- Ellado primario of 1# intercambiador de calor de placascomienza con agua caliente en97°C(entrada) y lo enfría a87°C(salida), que regresa al tanque de agua caliente.
- Ellado secundario of Plato número 1calienta el agua desde78°C to 87°C.
- El87°Cagua delPlato número 1ahora se alimenta a lalado primario of placa n.° 2donde se calienta por el110°CAporte procedente del sistema de agua esterilizante.
- El agua luego fluye hacia ellado secundario of placa n.° 2donde se calienta aún más para92,4 °Cantes de ser enviado alenfriador de absorción de LiBr para agua caliente.
Consideraciones clave para el diseño de intercambiadores de calor de placas:
- Carga térmica: El intercambio de calor entre las dos placas debe diseñarse para la diferencia de temperatura, asegurando que el calor de la110°CEl lado primario eleva eficazmente el87°Cagua lateral secundaria al deseado92,4 °C.
- Caudales: Elcaudal secundario of 111 m³/hy elcaudal primario of 100 m³/hEs necesario que exista un equilibrio para mantener la eficiencia de la transferencia de calor sin provocar una caída de presión excesiva ni una distribución desigual del calor.
- Eficiencia de transferencia de calor: Las placas del intercambiador de calor deben diseñarse para manejar la transferencia de calor específica requerida entre el agua caliente de esterilización y el agua de enfriamiento, asegurando la temperatura objetivo de92,4 °Cse logra de manera eficiente.
Este diseño de proceso garantiza el uso eficiente del calor residual para elevar la temperatura del enfriador de absorción de LiBr, manteniendo al mismo tiempo un funcionamiento estable y optimizado.
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Fecha de publicación: 30 de marzo de 2023
