Estudio termodinámico para el abatimiento del penacho de la torre de enfriamiento de Petropower S.A.

Abstract

En nuestro planeta, el agua ha sido uno de los elementos básicos y ha estado dispuesta para el uso como una fuente casi inagotable, para el desarrollo de la vida. A pesar de su abundancia, se debe optimizar su uso y consumo. Hoy en día y frente a los efectos climáticos, como son las sequías y los efectos que provocan la contaminación y el abuso del recurso, se han limitado de manera alarmante las fuentes de agua. Por estas razones, el hombre ha tenido que recurrir a la reutilización del agua para optimizar así los servicios que otorga este valioso recurso. Muchos de los procesos que requieren el uso del agua, implican el calentamiento de ésta, por eso se han diseñado constantemente procesos que disminuyan la temperatura del agua, para lograr así su reutilización. Las Torres de Enfriamiento se han utilizado ampliamente para rechazar al ambiente el calor proveniente de los procesos industriales, mediante la transferencia de calor y materia al aire que circula por el interior de la torre, en vez de hacerlo a través del agua de un río, un lago o un océano. El Complejo Energético PETROPOWER Energía Ltda., posee una Torre de Enfriamiento de tipo contra-corriente y de tiro inducido. En la cual se forma una fuerte corriente interior ascendente de aire frío, que se encuentra con el agua del sistema de enfriamiento del condensador, la que se hace descender en forma de ducha por el interior de las torre. El Penacho se forma cuando el vapor de agua presente en el aire caliente, que sale de la torre, condensa al entrar en contacto con el aire ambiente más frío. En este estudio, a partir de los principios básicos de transferencia de calor y materia, en conjunto con los balances de masa y energía, se plantean ecuaciones que permiten evaluar sus condiciones actuales de operación. Efectuando mediciones en terreno de temperatura del aire, del agua y velocidad del aire, se determina la capacidad de enfriamiento de la torre y los restantes parámetros de operación actual. Se reformará la Torre de Enfriamiento para reducir el impacto visual del penacho existente. La reforma está presupuestada, en principio, para fines de año 2007. Consiste en introducir en las caras de entrada de la torre, en la parte superior de ésta, intercambiadores secos y mezcladores de aire, aumentando la altura de la plataforma. De esta forma, una parte del aire ambiente entrando en la torre se calentará sin humidificarse. La mezcla de este aire seco y del aire húmedo, encima de los separadores de gotas, permitirá eliminar el penacho en la salida de la torre. Sin embargo esta reforma impactará reduciendo el rendimiento de la torre. Se hará una descripción del proyecto de reforma de la torre, se evaluará termodinámicamente la reforma propuesta y se identificará las etapas y procesos para implementar la reforma, con los respectivos costos. Para realizar los cálculos termodinámico, tanto para la situación actual de la torre como para la reforma de ésta, se utilizará el software E.E.S (Engineering Equation Solver, que traducido es Solucionador de Ecuaciones de Ingeniería)