Estudio y propuesta de modificación enfriador de aire de combustión del motor principal de pesquero de alta mar.

Abstract

Se realizo una evaluación térmica de un intercambiador de calor del tipo After Cooler agua-aire, perteneciente a un motor marino de un pesquero de alta mar. Su objetivo es comprobar si el deterioro por erosión que presenta el intercambiador de calor por la zona de los tubos en el cabezal de entrada del agua, es por una alta velocidad de entrada del agua, ocasionado por un subdiemnsionamiento del equipo o por una elevada temperatura de entrada del agua, que obliga a operar con un alto flujo. Para el recálculo del intercambiador, además de las ecuaciones de la termodinámica para el intercambio de calor sensible entre ambos fluidos, se utiliza el método propuesto por el VDI Heat Atlas, para superficies extendidas, en la evaluación del intercambio de calor entre ambos fluidos. Utilizando los datos de operación del motor, obtenidos del protocolo de puesta en marcha suministrados por el fabricante, el sistema de ecuaciones se resuelve por medio de un programa computacional empleando el software EES (Engineering Equation Solver). Los resultados obtenidos permiten determinar y corroborar los datos suministrados por el fabricante, determinándose un flujo de calor de 867,45 kW para la primera etapa del intercambiador y de 317,69 kW para la segunda etapa. Como conclusión se plantea efectuar modificaciones para mitigar los problemas de erosión, en los tubos de entrada de la primera etapa del intercambiador. Estas propuestas se dividieron en modificaciones operacionales y del tipo físicas. La modificación operacional fue disminuir la temperatura de entrada del agua al intercambiador en la primera etapa, mezclando el agua de salida del motor con agua de refrigeración del enfriador de agua de mar, reduciendo el flujo de agua existente y con ello la velocidad de entrada. Esto implica modificar el circuito de agua existente y establecer un nuevo procedimiento de operación y control de temperatura. Las modificaciones físicas que se proponen son: aumentar el diámetro de los tubos para reducir la velocidad de entrada, cambiar el material de los tubos actuales compuestos de Cupro-Níquel 90-10, por otros del mismo material pero con aleación 70-30, de mayor resistencia a la corrosión. Una tercera opción consiste en utilizar un recubrimiento en la zona de entrada del intercambiador con un material resistente a la corrosión, esto puede ser mediante soldadura u otro medio de recubrimiento.