DISMINUIR LA RESISTENCIA AL ENSUCIAMIENTO EXTERNO CON LO CUAL SE MEJORA LA TRANSFERENCIA DE CALOR Y SE RESTABLECE LA EFICIENCIA TÉRMICA DEL EQUIPO.

La solución recomendada por DRYICEBLASTING para restablecer la eficiencia térmica, teniendo en cuenta las condiciones en las que se encuentran operando los FIN FAN COOLER y las causas principales de la perdida de rendimiento de estos equipos, es realizar un reacondicionamiento mediante la limpieza criogénica del panel de tubos aleteados. El objetivo es disminuir la resistencia al ensuciamiento externo con lo cual se mejora la transferencia de calor y se restablece la eficiencia térmica del equipo.

ANTECEDENTES.

Los Fin Fan Cooler son intercambiadores de calor tipo tubos aleteados, diseñados para eliminar el calor de los fluidos de un proceso (líquido o gas) mediante la conducción del calor desde el fluido a través del tubo y hacia la aleta, después por convección desde la aleta a la atmósfera.

FACTORES DE AFECTACION AL RENDIMIENTO TERMICO.

La degradación del rendimiento de un Aero enfriador puede deberse a la reducción del flujo de aire o al incremento en una o más de las resistencias térmicas que encuentra el calor a medida que fluye del fluido a la atmosfera, como:

  1. La conductividad térmica del fluido.
  2. Resistencia por ensuciamiento interno.
  3. Resistencia por la película al interior del tubo.
  4. La resistencia térmica del metal del tubo.
  5. Resistencia en la unión tubo-aleta
  6. La resistencia térmica del metal de la aleta
  7. Resistencia por la película externa
  8. Resistencia al ensuciamiento externo.

Los incisos 1, 3, 4, 6, y 7 (arriba) son básicamente características, y no están sujetas a cambios en el tiempo. Sin embargo, los incisos 2, 5, y 8, si puede cambiar con el tiempo. (Tomado del documento “Información técnica sobre los tipos de tubos aleteados y su selección” de la empresa ISE).

PERDIDA DE RENDIMIENTO POR PROBLEMAS DE RESISTENCIA EN LA UNIÓN TUBO-ALETA. Hay dos causas básicas del aumento en la resistencia térmica en la unión tubo-aleta. Estos son la corrosión en la base de la aleta o de la raíz, por la formación de sales metálicas que genera el par galvánico y la pérdida de contacto o presión de la unión, por las contracciones. Ambas son condiciones que por lo general ocurren con el tiempo.

LIMPIEZA CON HIELO SECO.

DRYICEBLASTING aplica el proceso de limpieza externa con Hielo seco en los Fin Fan Cooler DCU- 111 – AC – 101A M1 y M2 con planta en operación para disminuir la:

  • Resistencia por ensuciamiento Externo.
  • Resistencia en la unión tubo- aleta por corrosión acelerada.

La limpieza criogénica utiliza hielo seco de 3 mm de diámetro, acelerado a una velocidad supersónica y crea mini explosiones en la superficie para eliminar elementos poco deseables de las superficies. Este método tiene las siguientes ventajas:

  • No es abrasivo
  • No es toxico
  • No es corrosivo
  • No produce chispas
  • No es conductor eléctrico
  • No cambia las propiedades físicas de las superficies
  • No genera residuos secundarios
  • Aumenta la productividad
  • Reduce los tiempos de paradas de los equipos ya que se puede realizar la limpieza con el equipo en operación
  • Es totalmente seco
  • Es altamente ecológico.
BENEFICIOS

Este método de limpieza con chorro de hielo seco aplicado como prueba logro remover y desprender gran parte de los agentes contaminantes incrustados, productos de la operación normal de los FIN FAN COOLER, DCU-111 – AC – 101A M1 y M2. Se pudo determinar en la aplicación con planta operando los siguientes beneficios:

  1. Limpieza del 95% y con la planta en operación.
  2. Incremento de 10°F en el ΔT, lo que conlleva a mejoras en la eficiencia térmica.
  3. No afectación en la estructura física de las aletas.
  4. No uso solventes o productos químicos tóxicos.
  5. No vertimiento de materiales contaminantes.
  6. Reducción de desechos.
  7. Menos tiempo en la ejecución de limpieza.
  8. Disminución de riesgo de daños.
  9. Reducción importante de los gastos de producción de la planta.
CALCULO DE CALOR REMOVIDO POR REACONDICIONAMIENTO.

Tomadas las lecturas de temperatura el 18 de enero 2018 antes de la limpieza del Fin Fan Cooler 101ª (ejecutada el 1-2 febrero 2018) y comparados con los datos tomados el 10-11 de mayo 2018 en los Fin Fan Cooler 101A; 101B y 101H se encontró un incremento en delta de temperatura, relacionado en tabla abajo descrita. Con estos datos, se calcula la cantidad de calor adicional removido y su equivalencia en gas natural, equivalencia en barril de petróleo y su equivalencia en energía eléctrica.

AHORROS ESPERADOS.

De acuerdo con los cálculos termodinámicos el incremento en BTU/Hr arroja valores muy interesantes en sus equivalentes, que se traduce en un ahorro USD importante referido a gas natural equivalente, barril de petróleo equivalente y energía eléctrica equivalente. Adicionalmente, en las tablas encontraran el cálculo del retorno de la inversión una vez se haga la implementación del programa del mantenimiento de limpieza anual para el restablecimiento de las condiciones de operación de los Fin Fan Cooler.

CONCLUSIONES

Con los resultados obtenidos durante la ejecución de los trabajos, queda demostrado que este método opera con gran rapidez, lo que permite limpiar equipos, maquinas o sus partes en sitio, sin necesidad de proteger o aislar sus componentes, equipos eléctricos o electrónicos sin necesidad de movilizar las partes y adecuar áreas protegidas para evitar la polución de material particulado, aumentando así el rendimiento, disminuyendo los tiempos necesarios para la limpieza, el riesgo de accidentes y el daño de sus componentes críticos.

Proyectando el reacondicionamiento de un Fin Fan Cooler cada semestre, con un costo asociado de USD 10.500 en limpieza más USD 4.500 en los andamios, observamos que la relación costo beneficio es significativa en cualquiera de las equivalencias tal como nos lo muestran las tablas antes mencionadas.