Torre de refrigeración

De Wikipedia
Saltar a navegación Saltar a la gueta

Les torres de refrigeración o enfriamientu son estructures diseñaes pa menguar la temperatura de l'agua y otros medios. L'usu principal de les grandes torres de refrigeración industriales ye'l de rebaxar la temperatura de l'agua de refrigeración utilizada en plantes d'enerxía, refineríes de petróleu, plantes petroquímicas, plantes de procesamientu de gas natural y otres instalaciones industriales.

Planta d'enerxía de Didcot, Reinu Xuníu
Torres hiperbóliques de refrigeración húmedes de tiru natural.

Con relación al mecanismu utilizáu pa la tresferencia de calor los principales tipos son:

  • torres de refrigeración húmedes funcionen pol principiu de evaporación (ver refrixerador anubiertu)
  • torres de refrigeración seques funcionen por tresmisión del calor al traviés d'una superficie que dixebra'l fluyíu a esfrecer del aire ambiente.

Nuna torre de refrigeración húmeda l'agua caliente pue ser esfrecida a una temperatura inferior a la del ambiente, si l'aire ye relativamente secu (ver: puntu de rosada).

Con respectu al tiru del aire na torre esisten tres tipos de torres de refrigeración:

  • Tiru natural, qu'utiliza una chimenea alta.
  • Tiru inducíu, nel que'l ventilador asitiar na parte cimera de la torre (impulsen l'aire creando un pequeñu vacíu nel interior de la torre).
  • Tiru mecánicu (o tiru forzáu), qu'utiliza la potencia de motores de ventilación pa impulsar l'aire a la torre (asitiándose na base).

So ciertes condiciones ambientales, nubes de vapor d'agua (borrina) pueden vese que salen d'una torre de refrigeración húmeda (ver imaxe).

Les torres d'enfriamientu usen la evaporación de l'agua pa refugar el calor d'un procesu tal como la xeneración d'enerxía eléctrica. Les torres d'enfriamientu varien en tamañu dende pequeñes a estructures bien grandes que pueden devasar los 220 metros d'altor y 100 metros de llargor. Torres más pequenes son de normal construyíes en fábriques, ente que les más grandes son construyíes nel sitiu onde se riquir.

Песочин ТЭЦ5 Градирни VizuIMG 2181.JPG

Historia[editar | editar la fonte]

Les torres d'enfriamientu fueron aniciaes nel sieglu XIX, al traviés del desenvolvimientu de condensadores pa usu de vapor de motor Los condensadores utilicen agua relativamente frío, pa entestar el vapor que los cilindros o turbinas espulse Esto amenorga la presión que por consecuencia amenorga'l consumu de vapor y, poro, de combustible, al empar amontando'l poder y reciclando l'agua de la caldera Sía comoquier los condensadores riquen un ampliu suplementu d'agua refrigerante, ensin la cual tórnense dafechu non prácticos El consumu de l'agua d'enfriamientu ye envaloráu p'amenorgar la enerxía disponible pa la mayoría de les plantes térmiques

Pa finales del sieglu XX, unos cuantos métodos de evaporación, col fin de reciclar agua refrigerante, yeren utilizaos en areas con falta d'una fonte d'agua constante

Estes torres d'enfriamientu primordiales fueron asitiaes, nos techos de los edificios según n'estructures independientes, y cuntaben con refrigeración per aire de parte de ventiladores o de dalguna otra fonte natural Un llibru Americanu d'inxeniería de 1911 describe un diseñu como "Una llixera placa metálica, n'efectu, una pila de chimenea, muncho más corta verticalmente y muncho más allargada lateralmente. Na parte cimera hai un conxuntu de canales de distribución, a los que tien de bombiase l'agua del condensador; a partir d'estos esmuz sobre "esteres" feches de llistones de madera o pantalles d'alambre texíu, qu'enllenen l'espaciu dientro de la torre"

Una torre d'enfriamientu hiperboloide foi patentada polos inxenieros holandeses Frederik van Iterson y Gerard Kuypers en 1918. Les primeres torres d'enfriamientu hiperboloides construyir en 1918 cerca de Heerlen. Los primeres nel Reinu Xuníu construyir en 1924 na central eléctrica de Lister Drive en Liverpool, Inglaterra, pa esfrecer l'agua utilizada nuna central eléctrica de carbón.

La torre de refrigeración utilizada como chimenea[editar | editar la fonte]

En delles plantes d'enerxía modernes, forníes con conductos de purificación de gas como la Planta d'Enerxía de Staudinger Grosskrotzenburg y la Planta d'Enerxía de Rostock la torre de refrigeración tamién s'utiliza como chimenea. En plantes que nun tengan conductos de purificación de gas esto causa problemes col escomiu.

Equilibriu de material d'una torre de refrigeración húmeda[editar | editar la fonte]

Cuantitativamente, l'equilibriu de material alredor d'un sistema de torre de refrigeración húmeda ta controláu poles variables de funcionamientu estructurales tasa de fluxu, evaporación y perda per vientu, tasa de trasegado, y ciclos de concentración:

Torre de Enfriamiento.PNG

M = Enagua de la estructura en m³/h
C = Enagua circulante en m³/h
D = Trasegado d'agua en m³/h
Y = Enagua evaporada en m³/h
W = Perda per vientu d'agua en m³/h
X = Concentración en ppmw (de sales dafechu solubles, de normal cloruros)
XM = Concentración de cloruros na agua de la estructura (M), en ppmw
XC = Concentración de cloruros na agua circulante (C), en ppmw
Ciclos = Ciclos de concentración = XC / XM (ensin dimensión)
ppmw = partes per millón en pesu


Nel bocetu anterior, l'agua bombiada dende'l depósitu de la torre ye l'agua refrigerante empuesta al traviés de enfriadores del procesu y los condensadores nuna instalación industrial. L'agua frío absuerbe calor de les corrientes calientes del procesu que precisen ser esfrecíes o entestaes, y el calor absorbíu calez l'agua circulante (C). L'agua calecida vuelve al visu de la torre de refrigeración y cai en remexos finos – presentando gran superficie pal so enfriamientu col aire – sobre'l material de rellenu dientro de la torre. A midida que pinga, el contactu col aire que xube pola torre, por tiru natural o forzáu por grandes ventiladores. Esti contactu provoca qu'una pequena cantidá d'agua sía perda por arrastre del vientu (W) y otra parte de l'agua (Y) por evaporación. El calor necesario pa evaporar l'agua derivar de la mesma agua, qu'esfrez l'agua al so regresu al depósitu orixinal y onde queda a disposición pa volver circular. L'agua evaporada dexa los sales que lleva eslleíes ente'l gruesu de l'agua que nun sufrió la evaporación, lo que fai que la concentración de sales amontar na agua de refrigeración circulante. Pa evitar que la concentración de sales na agua apuerte a demasiáu alta, una parte de l'agua ye retirada (D) pal so arramáu. Suministrar al depósitu de la torre nuevu contingente d'agua fresco (M) pa compensar les perdes pel agua evaporada, el vientu, y l'agua retirada.

L'equilibriu de l'agua en tol sistema ye:

M = Y + D + W

Cuidao que l'agua evaporada (Y) nun tien sales, l'equilibriu de cloruros del sistema ye:

M (XM) = D (XC) + W (XC) = XC (D + W)

y, en consecuencia:

XC / XM = Ciclos de concentración = M ÷ (D + W) = M ÷ (M – Y) = 1 + [Y ÷ (D + W)]

D'un equilibriu de calor simplificáu de la torre:

Y = C · ΔT · cp ÷ HV
Onde:  
HV = calor latente de vaporización de l'agua = alredor de 2260 kJ/kg
ΔT = estrema de temperatures de l'agua del visu de la torre a la so base, en °C
cp = calor específico de l'agua = alredor de 4184 kJ/kg/°C

Les perdes por vientu (W), n'ausencia de datos del fabricante, pueden envalorase que son:

W = 0,3 a 1,0 % de C pa torres de refrigeración de tiru natural.
W = 0,1 a 0,3 % de C pa torres de refrigeración de tiru inducíu.
W = alredor de 0,01 % de C si la torre de refrigeración tien eliminadores del efectu del vientu.

Los ciclos de concentración nes torres de refrigeración nuna refinería de petróleu de normal atópense ente'l 3 al 7. En delles grandes plantes d'enerxía. Los ciclos de concentración de les torres de refrigeración pueden ser muncho más altos.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Enllaces esternos[editar | editar la fonte]





Torre de refrigeración