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REDES DE INTERCAMBIADORES DE CALOR

REDES DE INTERCAMBIADORES DE CALOR. Luis Henríquez Daniel Navia José Salazar. Diseño de una HEN. Diseño de HEN mediante enfoque de Optimización. Minimizar los Utilities , empleando programación lineal (LP). Stream Matching , empleando programación lineal entera-mixta (MINLP).

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Presentation Transcript

  1. REDES DE INTERCAMBIADORES DE CALOR Luis Henríquez Daniel Navia José Salazar

  2. Diseño de una HEN

  3. Diseño de HEN mediante enfoque de Optimización • Minimizar los Utilities, empleando programación lineal (LP). • Stream Matching, empleando programación lineal entera-mixta (MINLP).

  4. Datos de corrientes y utilities + restricciones ΔTmin • Minimización de Utilities • - Método TI (+ gráficos) • Método LP • Stream Matching • - Diseño “en el pinch” • Método MILP • Reducción de la red • Romper “ciclos de calor” Computar CA Cambiar ΔTmin Valor Óptimo No Si Red Final Estrategia de Diseño de una HEN

  5. Rompiendo los “ciclos de calor” • Minimización del número de unidades de intercambio de calor. • Precio relativo del combustible bajo con respecto al costo de compra de los Intercambiadores de calor. • Aumento de los servicios. • Flujo de energía a través del punto pinch. • Hohmann (1971) obtuvo la relación: NHX: Número de intercambiadores de calor. Ns : Número de corrientes. Nu: Número de utilities.

  6. Rompiendo los “ciclos de calor” Figura X. HEN con mínimos utitlities. Identificación del primer loop energético.

  7. Rompiendo los “ciclos de calor” ç P inch point D T = 10 ºC min C , ( kW/ºC) Stream 180 ºC 110 ºC 40ºC H1 2 cw 150 ºC 140 ºC 110 ºC 80 ºC 4 0ºC H2 4 160 kW s 180 ºC 113.33 ºC 100 ºC 60 ºC C1 3 60 kW 60 kW 40 kW 120 kW 130 ºC 83.4 ºC 30 ºC + 80 kW C2 2.6 120 kW 140 kW Figura XX. HEN con unidad removida presentando violación a Tmin.

  8. Rompiendo los “ciclos de calor” ç P inch point D T = 10 ºC min C , ( kW/ºC) Stream 180 ºC 123.33ºC 40ºC H1 2 cw 150 ºC 4 0ºC H2 4 160 kW + X kW s 180 ºC 113.33 ºC 60 ºC C1 3 60 kW 14 0 kW 40 kW 120 kW 130 ºC 30 ºC + - X kW X kW C2 2.6 120 kW 140 kW - + X kW X kW Figura XXX. HEN con unidad removida imponiendo cumplimiento de Tmin.

  9. Rompiendo los “ciclos de calor” ç P inch point D T = 10 ºC min C , ( kW/ºC) Stream 180 ºC 123.33ºC 40ºC H1 2 cw 150 ºC 140ºC 116.6 ºC 86.6 ºC 4 0ºC H2 4 1 86.6 kW s 180 ºC 113.33 ºC 100 ºC 60 ºC C1 3 86.6 kW 1 13.3 kW 40 kW 120 kW 130 ºC 94.1 ºC 30 ºC C2 2.6 93.3 kW 1 66.6 kW Figura XXXX. HEN disminuida con cumplimiento de Tmin. Identificación del segundo loop energético.

  10. Rompiendo los “ciclos de calor” Figura XXXXX. HEN con mínimas unidades de transferencia de calor.

  11. Rompiendo los “ciclos de calor” • Necesidad de evaluar los costos anuales para todas las redes. cw = 0.0015 ($/kg); cs = 0.006 ($/kg) Cp = 3000A0.5 ($, m2); r = 0.1 Volver

  12. Minimización de Utilities:Método LP • Propuesto por:

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