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Instalaciones Planta de Agua

La Planta cubre los requerimientos de extracción de calor hacia el ambiente desde los gases calientes de los convertidores y enfriamiento de los compresores del sistema de transporte neumático.

La Planta de Agua se encuentra ubicada en el extremo noroeste de la fundición.

Los componentes de los dos circuitos que forman la Planta de Agua, se presentan a continuación:

Circuito Primario (Agua Potable)

Planta de Tratamiento Agua Potable

a) Filtros Dúplexb) Ablandadores Dúplexc) Bomba retrolavadod) Estanque Anti-incrustantee) Estanque Dosificadora de anti-incrustantef) Estanque Biocidag) Bomba Dosificadora de Biocidah) Estanque de Salmuera

Sistema de Recirculación Agua Potable

a) Intercambiadores de Calorb) Bombas de Recirculación Agua Potablec) Estanque de Agua Potabled) Bomba Dosificadora de Sodae) Estanque de Soda

Circuito Secundario (Agua Industrial)

Planta de Tratamiento Agua Industrial

a) Filtros Dúplexb) Ablandadores Dúplexc) Bomba Retrolavadod) Estanque Anti-incrustantee) Estanque Dosificadora de anti-incrustante

f) Estanque Biocidag) Bomba Dosificadora de Biocidah) Estanque de Salmuera

Sistema de Recirculación Agua Industrial

a) Torres de Enfriamientob) Estanque Agua Industrialc) Bombas de Recirculación Agua Industriald) Bomba Dosificadora de Sodae) Filtro Simplef) Bomba Retrolavado Filtro Simple

Común a ambos sistemas, se tiene un estanque surtidor de salmuera, cuya capacidad es de 40 m3, y un estanque de soda de capacidad 2 m3.

En las Tablas N°1, 2, 3 y 4 se describen las características de los componentes de cada circuito.

Tabla N°1: Planta de Tratamiento Agua Potable, Circuito Primario.

Planta de Tratamiento Agua Potable

EQUIPO/COMPONENTE CARACTERÍSTICASFiltros Dúplex Modelo : FP-3-D

Caudal Operación : 3 m3/h

Caudal Retrolavado : 9,1 m3/h

Tasa retrolavado : 25 m3/ m2/hTiempo retrolavado : 15 minutosPresión Operación : 85 m.c.a.Conexión servicio : 1"Conexión retrolavado : 2"

Ablandadores Dúplex Modelo : AE-115-D


Rendimiento : 24 m3

Presión Operación : 70 m.c.a.Conexión servicio : 1"

Caudal Retrolavado : 1 m3/h

Consumo agua por retr. : 0,25 m3

Conc. Salmuera regeneración : 10%Carga sal por regeneración : 28-30 kg

Bomba retrolavado Marca : VOGT

Modelo : N620FRS180 EPotencia : 50 hp

Caudal : 8 m3/hPresión : 42 m.c.a.Diámetro Rodete : 180 mmMotor : 3/50/380

RPM : 2915Marca motor : Reliance Electric

Estanque Anti-incrustante Volumen : 1 m3

Estanque Biocida Volumen : 1 m3

Bomba Dosificadora de Biocida

Marca : PROMINENTModelo : CONA-1201-PPPotencia : 0,012 KWCaudal : 1,21 lt/hAltura Aspiración : 6 m.c.a.

contrapresión Máxima : 12 bar

Estanque de Salmuera Volumen : 40 m3

Tabla N°2: Sistema de Recirculación Agua Potable.

Sistema de Recirculación Agua Potable

EQUIPO/COMPONENTE CARACTERÍSTICASIntercambiadores de Calor Marca : ALFA LAVAL

Modelo : M15-BFG8

Caudal Agua Fría : 215 m3/h

Caudal Agua Caliente : 213,3 m3/hTemp. Ent. Agua Fría : 25 °CTemp. Ent. Agua Caliente : 45 °CTemp. Sal. Agua Fría : 40°CTemp. Sal. Agua Caliente : 30 °CIntercambio calor : 3701 kw

Área trans. Calor : 133,3 m2

Dirección flujo : contracorrienteN° de placas : 217N° efectivo de placas : 215

N° de pasadas : 1

Extensión de capacidad : 101Bombas de Recirculación Agua Potable Marca : SULZER-ALLWEILER

Modelo : Serie NT-150/400Potencia : 100 hp

Caudal : 325 m3/hPresión : 48 m.c.a.

Diámetro Rodete : 384 mmMotor : 3/50/380RPM : 1500Marca motor : Reliance Electric

Estanque de Agua Potable Volumen : 106,3 m3

Nivel : 2,12 m

Capacidad : 100 m3

Bomba Dosificadora de Soda Marca : PROMINENTModelo : VAMA-07063-PPPotencia : 0,10 KWCaudal : 63 lt/hAltura Aspiración : 4 m.c.a.contrapresión Máxima : 6,5 bar

Estanque de Soda Volumen : 2 m3

Tabla N°3: Planta de Tratamiento Agua Industrial, Circuito Secundario.

Planta de Tratamiento Agua Industrial

EQUIPO/COMPONENTE CARACTERÍSTICASFiltros Dúplex Modelo : FP-30-D



Tasa retrolavado : 25 m3/ m2/hTiempo retrolavado : 15 minutosPresión Operación : 85 m.c.a.Conexión servicio : 3"Conexión retrolavado : 4"

Ablandadores Dúplex Modelo : AE-2220-D


Rendimiento : 240 m3

Presión Operación : 70 m.c.a.Conexión servicio : 3"

Caudal Retrolavado : 11,4 m3/h

Consumo agua por retr. : 3 m3

Conc. Salmuera regeneración : 10%Carga sal por regeneración : 550-570 kg

Bomba retrolavado Marca : VOGTModelo : N635FRS185 EPotencia : 25 hp

Caudal : 95 m3/hPresión : 43 m.c.a.Diámetro Rodete : 200 mmMotor : 3/50/380RPM : 3000Marca motor : Reliance Electric

Estanque Anti-incrustante Volumen : 1 m3

Estanque Biocida Volumen : 1 m3

Bomba Dosificadora de Biocida

Marca : PROMINENT

Modelo : VAMA-12042-PP

Potencia : 0,10 KW

Caudal : 42 lt/hAltura Aspiración : 6 m.c.a.contrapresión Máxima : 10 bar

Estanque de Salmuera Volumen : 40 m3

Tabla N°4: Sistema de Recirculación Agua Industrial.

Sistema de Recirculación Agua Industrial

EQUIPO/COMPONENTE CARACTERÍSTICASTorres de Enfriamiento Marca : SULZER Modelo : EWB 1730 Pres. aliment : 2,7 m.c.a. Potencia : 20 hp Motor : 3/50/380 R.P.M. : 1450 Marca Motor : Realiance Electric Ventilador : Cuatro aspas Diámetro aspas : 2230 mm Pérdida por evaporación :2,72 % Purga recomendada : 1,5 %Estanque Agua Industrial Volumen : 285,8 m3

Nivel : 2,0 m Capacidad : 200 m3

Bombas de Recirculación Agua Industrial Marca : SULZER-ALLWEILERModelo : Serie NT-150/315Potencia : 50 hp

Caudal : 355 m3/hPresión : 25 m.c.a.Diámetro Rodete : 297 mm

Motor : 3/50/380RPM : 1500Marca motor : Reliance Electric

Bomba Dosificadora de Soda Marca : PROMINENTModelo : VAMA-07063-PPPotencia : 0,10 KW

Caudal : 63 lt/h

Altura Aspiración : 4 m.c.a.

contrapresión Máxima : 6,5 bar

Filtro Simple Modelo : FP-65 S



Tasa retrolavado : 25 m3/ m2/hTiempo retrolavado : 15 minutosPresión Operación : 64 m.c.a.

Conexión servicio : 4"Conexión retrolavado : 4"

Bomba Retrolavado Filtro Simple Marca : VOGTModelo : N635FRS180 EPotencia : 25 hp

Caudal : 80 m3/hPresión : 41 m.c.a.Diámetro Rodete : 200 mmMotor : 3/50/380RPM : 3000Marca motor : Reliance Electric

ESTANQUEAGUA

INDUSTRIAL"LA OLA"

FILTROCLARIFICADOR

PLANTAABLANDADORA

DE AGUA

SISTEMA

DOSIFICACIÓNANTI -INCRUSTANTE

Y BIOCIDA

TORRESENFRIAMIENTO

FILTRO

RECIRCULACIÓN

ESTANQUEAGUA BLANDA

INTERCAMBIADORDE CALOR

COMPRESORES Y SOPLADORSISTEMA DE TRANSPORTE

NEUMÁTICO

PANTALLAREFRIG.

(MATAPOLVOS)C. TENIENTE

CAMPANAC.T.

PANTALLAREFRIG.

(MATAPOLVOS)C.P.S.

SISTEMA DOSIFICACIÓN

PRODUCTOS QUÍMICOS(SODA)

ESTANQUEAGUA POTABLE

TRATADA

SISTEMA

DOSIFICACIÓNY BIOCIDA

ANTI -INCRUSTANTE

ABLANDADOR

AUTOMÁTICOFILTRO

CLARIFICADORAGUA POTABLE

EXISTENTE

SISTEMA DOSIFICACIÓN

PRODUCTOS QUÍMICOS(SODA)

Circuito Primario

Circuito Secundario

Figura N°1: Diagrama General de la Planta

Tabla N°5: Temperaturas de diseño y las registradas a la salida y entrada del ICA año 2010.

EQUIPO

LADO1 LADO2TEMPERATURA

DISEÑO [°C]TEMPERATURA

REAL [°C]TEMPERATURA


REAL [°C]TEMP.ENTR.

TEMP.SALID.

∆TEMP. DIS. TEMP.ENTR.

TEMP.SALID.

∆TEMP. REALTEMP.ENTR.

TEMP.SALID.

∆TEMP. DIS.TEMP.ENTR.

TEMP.SALID.

∆TEMP. REAL

1 ENFRIAM. CT 45 10 -15 36 38,8 2,8 25 40 15 43,6 45 1,42 ENFRIAM. CT 45 10 -15 45,2 42 -3,2 25 40 15 33,8 37,4 3,63 ENFRIAM. CT 45 30 -15 46,6 44 -2,6 25 40 15 38 34,4 -3,64 ENFRIAM. CT 45 30 -15 45,6 42,2 -3,4 25 40 15 33,4 37,8 4,4

1 ENFRIAM. CAMP. 45 30 -15 17,4 21,4 4,0 25 40 15 27 20,2 -6,82 ENFRIAM. CAMP. 45 30 -15 19,4 23,2 3,8 25 40 15 27,6 23,6 -43 ENFRIAM. CAMP. 45 30 -15 20,8 27 6,2 25 40 15 28,6 25,4 -3,2

Referencia: Levantamiento ICA Fundición, ALFA LAVAL (Mayo 2010)

Figura N°2: Esquema del funcionamiento de un ICA de placas.

Tabla N°6: Temperaturas de diseño y las registradas a la salida y entrada de los ICA, año 2011.

EQUIPO

LADO1 LADO2TEMPERATURA


REAL [°C]TEMPERATURA


REAL [°C]TEMP. ENTR.

TEMP. SAL. ∆TEMP. DIS.

TEMP. ENTR.

TEMP. SAL. ∆TEMP. REAL

TEMP. ENTR.

TEMP. SAL. ∆TEMP. DIS.

TEMP. ENTR.

TEMP. SAL. ∆TEMP. REAL

ICA N°1 CT 45 30 -15 67 63 -4 25 40 15 42 45 3ICA N°2 CT 45 30 -15 67 63 -4 25 40 15 42 46 4ICA N°3 CT 45 30 -15 46 44 -2 25 40 15 42 45 3ICA N°4 CT 45 30 -15 65 65 0 25 40 15 42 43 1ICA N°1 CPS 45 30 -15 38 33 -5 25 40 15 30 35 5ICA N°2 CPS 45 30 -15 37,5 33 -4,5 25 40 15 29 35 6ICA N°3 CPS 45 30 -15 37 33 -4 25 40 15 30 34 4

Datos obtenidos en terreno, 26.01.2011; 9:35-11:20 hrs.

Tabla N°7: Velocidades y caudales obtenidos a la salida y entrada de los ICA, año 2011.

EQUIPOLADO1 (POTABLE) LADO2 (INDUSTRIAL) LADO1 (POTABLE) LADO2 (INDUSTRIAL)VELOCIDAD [m/s] VELOCIDAD [m/s] CAUDAL [m3/hr] CAUDAL [m3/hr]

ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDAICA N°1 CT 2,7 2,6 2,7 2,6 174,96 168,48 174,96 168,48ICA N°2 CT 2 2 2 2 129,6 129,6 129,6 129,6ICA N°3 CT 2 2 2 2 129,6 129,6 129,6 129,6ICA N°4 CT 2 2 2 2 129,6 129,6 129,6 129,6ICA N°1 CPS 2 2 2 2 129,6 129,6 129,6 129,6ICA N°2 CPS 2 1,85 2 2 129,6 119,88 129,6 129,6ICA N°3 CPS 2 2 2 2 129,6 129,6 129,6 129,6

Datos obtenidos en terreno, 26.01.2011; 9:35-11:20 hrs.

AGUA POTABLEv= 2.0 [m/s]T°entrada = 37.5 °C

AGUA INDUSTRIALv= 2.0 [m/s]T°salida = 35 °C

AGUA POTABLEv= 1.85 [m/s]T°salida = 33 °C

AGUA INDUSTRIALv= 2.0 [m/s]T°entrada = 29 °C

I CA N°2

AGUA POTABLEv= 2.0 [m/s]T°entrada = 37 °C




I CA N°3

CIRCUITO CPS





I CA N°1





I CA N°2





I CA N°3

CIRCUITO CT





I CA N°1





I CA N°4

Figura N°3: Representación de las entradas y salidas de agua de los ICA.

Tabla N°8: Caudales totales ICA, año 2011.

POTABLE INDUSTRIALENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

CAUDAL TOTAL CT [m3/hr] 563,76 557,28 563,76 557,28

CAUDAL TOTAL CPS [m3/hr] 388,8 379,08 388,8 388,8

ADICIONANDO UN ICA CAUDAL TOTAL CT [m3/hr] 693,36 686,88 693,36 686,88

CAUDAL TOTAL CPS [m3/hr] 518,4 508,68 518,4 518,4

Tabla N°9: Transferencia de calor en los ICA, año 2011.

LADO1 (POTABLE) LADO2 (INDUSTRIAL)CALOR [Kcal/s] CALOR [Kcal/s]

Q=m*Cp*∆T (Diseño)

Q=m*Cp*∆T (Real)

Q=m*Cp*∆T (Diseño)

Q=m*Cp*∆T (Real)

30196,85142 23823,51481 30437,5202 23737,5558930196,85142 17647,04801 30437,5202 17647,0480130196,85142 17519,70146 30437,5202 17583,3747330196,85142 17392,35491 30437,5202 17456,0281830196,85142 17710,72128 30437,5202 17710,7212830196,85142 17678,88464 30437,5202 17774,3945530196,85142 17647,04801 30437,5202 17647,04801

Figura N°4: Representación gráfica de la transferencia de calor de los ICA.

ICA N°1 CT

ICA N°2 CT

ICA N°3 CT

ICA N°4 CT

ICA N°1 CPS

ICA N°2 CPS

ICA N°3 CPS0

10000200003000040000

Agua Potable

Calor de diseño Calor real

ICA N°1 CT

ICA N°2 CT

ICA N°3 CT

ICA N°4 CT

ICA N°1 CPS

ICA N°2 CPS

ICA N°3 CPS0

10000200003000040000

Agua Industrial

Calor de diseño Calor real

Conclusiones

• Según los datos de temperatura registrados por ALFA LAVAL el año 2010, los ICA están trabajando por debajo de lo esperado, encontrándose diferencias importantes.

• La transferencia de calor de diseño es en promedio 0,6 veces superior a lo que realmente ocurre con el agua potable y el agua industrial.

• El flujo de calor a través de las paredes puede verse reducido de manera importante por la formación de sedimentos sobre la superficie de la pared, lo cual nos lleva a pensar si existe un mantenimiento programado para los ICA dentro del año.

• El aumentar el número de placas implica una mayor superficie de transferencia de calor. Si se considera un aumento de un 30% en cada uno, significaría trabajar con 4 ICA, es decir, un mayor flujo y con ello una disminución de temperatura en el estanque de agua industrial.

Carolina Fabiola Varas CortésEgresada de Ing. Civil

ULS

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