Metodo Pinch Analisis Version Final 2014 Ago Dic

Simbologa y ObjetivosSIMBOLOGIA PARA EQUIPO TRMICOc_2TiTfTic_1T1T2c_1T1T2c_1T1T2T1 > T2T1 < T2TfTiTf > TiTfTf < TiINTERCAMBIADOR DE CALORENFRIADORCALE NTADORTiTfTiT1T2T1T2T1T2TfTiTfT1 > T2c_1Ahorro de energac_1T1T2de los servicios de la plantaT1de procesoc_2 T3T4c_2T3T4T3 < T4T2

E 11VAP 1480 KW1000 KW58511VAP 1E 1601/26

COSTOS_TOTALES_ANUALIZADOSSERVICIOSCostoU=1/(1/h1 + 1/h2)h_i_fh_a_fh_vapVap2.810E-06A=Q/U(DTLM)KW/C m2KW/C m2KW/C m2A.F4.960E-07COSTO=6000 + 700A0.650.80.30.53.306E-06COSTO VARIABLECOSTO FIJOCOSTO VARIABLEBASEVapor250CAgua de enfriamientoCosto FijoCostoCostoServiciosVarIableC.F.200C100CC.C.KWKJ/$/seg/hr/da/$/30C230CKW.segKJhrdaaoao200 KW200 KW$0.0020013.306E-06360024350$19,994.69250CF.SEqEquipoTC1TC2CalCalentad.160100200160ICInt. Cal150IC3040Enf20Agua deEnfEnfriadorTF4TF3OPCION 1enfriamientoEqQTC1TF3TC2TF4T1T2DTLMUACosto FijoCostoCosto250C40CC.F.KWCCCCCCCm2$ServiciosVariableVapor30CCal802501502502301002049.7070.3085.23067321548051.9202266391KWKJ/$/seg/hr/da/$/150C200C160C100CIC12016030100150107030.8340.4009.72955074539071.5553931513KW.segKJhrdaaoao150C230CC.C.Enf8020020160401602067.3260.2185.44615641878106.47646791738013.306E-06360024350$7,997.8880 KW80 KW120 KWEESSTOTAL$25,229.95F.S250C20C150CEqEquipoTC1TC2CalCalentad.200120120100ICInt. Cal190IC3030Enf20EnfEnfriadorTF4TF3OPCION 2Agua deEqQTC1TF3TC2TF4T1T2DTLMUACosto FijoCostoCostoenfriamientoKWCCCCCCCm2$ServiciosVariable250CC.F.30CCal40250190250230206036.4100.3083.57048993827600.925487383KWKJ/$/seg/hr/da/$/Vapor30CIC16020030120190109036.4100.40010.98612288679323.8922292409KW.segKJhrdaaoao190C200C120C100CEnf401202010030908084.9020.2182.15935565377154.53939327154013.306E-06360024350$3,998.94190C230CC.C.EESSTOTAL24079.3571098954F.S40 KW160 KW40 KW250C190C20COpcinEquiposCostoGastoAhorroROIFijoVariable$$$/aoaosBase20$19,994.69013$25,229.95$7,997.88$11,996.812.1023$ 24,079.36$3,998.94$15,995.751.51

Reactor @ 200CReactor @ 200CReactor @ 200CCOSTOS TOTALES ANUALIZADOS Y RETORNO DE LA INVERSIN (RETURN OF INVESTMENT, ROI), RI$/KJ/02/26

Flujograma Bsico

DIAGRAMA DE FLUJO INICIAL4 CORRIENTES2 CALIENTES, 1, 22 FRIAS 3, 403/26

FLUJOGRAMA_Y_BALANCE-INICIALFLUJOGRAMAFLUJOGRAMAORIGINALBASET220 1QT2201CorrT-ini, CT-fin, CFCp, kW/CEntalpaEntalpa25002502500250DTCkwkw4160 2104160210C12206022-160-35203520TTC227016018-110-19801980Hcalientes =5500250.210250.210F3502102016032003200TTF4160210505025002500Hfrias=5700270 217962701796QHcalientes - Hfrias=QD =-200503T50TQ14041404T3200C220352060601Q60Q122 1724Q17243520C270198016022218576160 5761601980F2103200208000Q TOTALQTQ320CorrICFCPT?F2102500501220.01138.422.0138.44503139.850.020139.817962270.02192.018.0192.03139.8210.020.0139.81404.01138.4E16022.0138.4554.48205054.4817242192.0E216018.0192.062031.55031.525764160VAP2105072502502500

&L&D&C&AR1T1R1T1E221VAPE1R1T1DESCOMPOSICION DEL DIAGRAMA DE FLUJO INICIAL EN CORRIENTES CON DATOS PARA BALANCE INICIAL04/26

Curva_Compuesta_Sin_Grad_TCurva compuesta calienteT-calTSFCPHAcumuladaSegmento de curva fra con2700180550027055000270entalpa no solapada = Qcal min22050189004600C_2220460002201606040240022001827016021042005700210Qcal min= 200601002222000C_116022002200160222206060020060Curva compuesta fra500050CalorT-fraTSFCPHAcumuladaC_3Integrado500200020210501601102022002200C_421050703500570050210160La curva caliente siempretermina en el eje, con800Qenf min= 0H = 030006500

Curva_Compuesta_Sin_Grad_T

Temp C, CalienteTemp C, friaQ, KWT, CCurvas Compuestas

Curva_Compuesta_con_Grad_TCurva compuesta calienteT-calTSFCPHAcumuladaSegmento de curva fra con2700180550027024021018015012090603027055000270entalpa no solapada = Qcal min22050189004600C_2220460002201606040240022001827016021040006500210Qcal min= 1000601002222000C_1160220030001602222060600100060Curva compuesta fra50080050CalorT-fraTSFCPHAcumuladaC_3Integrado50020080020210501601102022003000C_421050703500650050210160La curva caliente siempre50*20 QD= 1000-200 = 800termina en el eje, con0H = 02200Qenf min= 8005700

DTmin= 20 CDT min No existeCURVAS COMPUESTAS SIN DT min05/26

Curva_Compuesta_con_Grad_T

Temp C, CalienteTemp C, friaQ, KWT, CCurvas Compuestas

Cascada_de_calorCascadaCascadaBaseCorregidaTT'=T'0DTSFCpCal -SFCpFraQBQ0VAPT+-DT/2C_2C_C27026026001000QCal min1827016040187207201720C_1C_C220210220222206010-52-5202001200C_C160150210C_340-30-1200-10000PUNTO PINCH2021050C_C6050170C_42020400-60040050210160C_F5060150CORREGIDA902180-420580C_2260150C-F16017060181022220-200800QEnfr minC_121050C_F2102205022AEC_36022020C_417022050Temperatura, C5060150170210220260Entalpia, kW8005804000120017201000(Valores tomados de la cascada de calor)Tpinch cal180Tpinch fria160Calor integrado =HCalientes - QEnfr min = 5500-800= 4700kWHFrias - QCal min = 5700-1000= 4700kWLa diferencia de las entalpias de las corrientes =QEnfr min - QCal min5700 5500 = 1000 800 = 200 = QD

Punto PINCHDTmin= 20 CCURVAS COMPUESTAS CON DT min06/26ALGORITMO DE LA CASCADA DE CALOR

Cascada_de_calor5060150170210220260

07/26Datos de todo el rangoQ, KWTCCurva Grand Compuesta

Curva Grand_Compuesta_Cascada_CTemperatura, C5060150170210220260Entalpia, kW8005804000120017201000(Valores tomados de la cascada de calor)Tpinch cal180Tpinch fria160Calor integrado =HCalientes - QEnfr min = 5500-800= 4700kWHFrias - QCal min = 5700-1000= 4700kWLa diferencia de las entalpias de las corrientes =QEnfr min - QCal min5700 5500 = 1000 800 = 200 = QD

Curva Grand_Compuesta_Cascada_C

Datos de todo el rangoQ, KWTCCurva Grand Compuesta

Algoritmo_Tabla_ProblemaConstruccin de la tabla problemaDatos inicialesCorrienteTinicial(C)Tfinal(C)FCp(kW/C)H(kW)F1 350210203200C2 2270160181980F2 4160210502500C1 122060223520CorrienteTinicial(C)Tfinal(C)FCp(kW/C)H(kW)C1 122060223520C2 22701601819805500F1 350210203200F2 41602105025005700DTmin = 20CDtmin/2 = 10C-200Temperaturas ajustadasCorrienteTentradaTsalidaTiTfC2 2270 - 10 = 260160 - 10 =150260150C1 1220 - 10 = 21060 - 10 = 5021050F1 350 + 10 = 60210 + 10 = 2206022022060F2 4160 + 10 = 170210 + 10 = 220170220220170Tabla problema del ejemplo 2DHDHDHDHTTC2 2C1 1F1 3F2 4QCalQFraQbQ0Q0ajust.12600000000001000ARRIBADEBAJO22204072000072007207201720PINCHPINCH3210101800200500180700-5202001200N42417040720880800200016002800-1200-10000N-131515020360440400800400400-600400N cambiador4660901980180019801800180-420580750102202200220-200800FCp18222050SDH intervalos =1980352032002500-200QDTemperatura Pinch Caliente = 180CCon el resultado de la suma en las columnas se puede comprobar el valor de H de las corrientes.Temperatura Pinch Fra = 160CCalentamiento Mnimo requerido = 1000 KWEnframiento Mnimo requerido = 800 KW

ALGORITMO DE LA CASCADA DE CALOR Y GRAND CURVA COMPUESTAALGORITMO DE LA TABLA PROBLEMA08/26

Curva Grand_Compuesta Tabla_ProTemperatura, C5060150170210220260Entalpia, kW8005804000120017201000(Valores tomados de la columna Q0ajustde la tabla problema)Tpinch cal180Tpinch fria160Calor integrado =HCalientes - QEnfr min = 5500-800= 4700kWHFrias - QCal min = 5700-1000= 4700kWLa diferencia de las entalpias de las corrientes =QEnfr min - QCal min5700 5500 = 1000 800 = 200 = QD

Curva Grand_Compuesta Tabla_Pro

09/26Datos de todo el rangoH, KWTCCurva Grand Compuesta

DIAG_REJILLA_CAM_CALOR_CORRECTACCKW/CkwTiTfFCPDTCEntalpaC122060221603520kwC2270160181101980Hcalientes =5500F350210201603200F416021050502500Hfrias=5700Htotal=11200QD=-200Temperatura Pinch Caliente = 180CA PinchD PinchTemperatura Pinch Fra = 160CN C.42Calentamiento Mnimo requerido = 1000 KWN.C-131Enframiento Mnimo requerido = 800 KWN cambiadores =4FCphFCpcICTickoffFCpeFCpsTpinch = 180Corr8802500210160.....503000550031605030okD1-22218no10002200320022001-32220si*201000..22002270235.680okI1-42250no210190.177.61601604190177.658.0okD2-31820no2500025006202-41850no501000 kw308015003-42050no3500880.22005700E_14401000VAP6000Tpinch = 160520011200352025001620E_23601980E1+E2800

ALGORITMO DE LA TABLA PROBLEMA Y GRAND CURVA COMPUESTA&L&D&C&A123412331VAP132E14244E2REJILLA DE CAMBIADORES DE CALOR CORRECTA10/26

MALLA_CAMBIADORES_CORRECTA50201605088022004403520222201808060177.61606201000360198020270235.6180160190100021021025003200MALLA DE CAMBIADORES DE CALOR INCORRECTA

12341324E1E2VAP11211MALLA DE CAMBIADORES DE CALOR CORRECTA11/26

REARREGLO_FLUJOGRAMA_CORRECTO43FLUJOGRAMAFLUJOGRAMAC_4160 C_350ORIGINALREORDENADO122060220 1C_12500440 KW160 2102104210210270 217961601000C_22705032140460360 KW 1724AHORROVAP2500VAP1000150060.0% 576160AhorroQtotal=8000Qt=650015000.1919% menos1724440CorrICICQTeTsDTCorriente5763601220.01180.0188022018040.01AE2300AE800150065.2%4177.6160.01880160.0177.617.64TOTAL4800TOTAL1800300062.5%88021000235.6180.055.622235.62180.021000160.0210.050.033210.0160.03220018080100.011000.03220050160110.031180.0380.04620270235.634.423160.050.04620177.6190.012.442200.0VAP100016021050.042270.04235.6E_1440806020.014190.0177.6E_236018016020.02620.06500

&L&D&C&AVAPR1T1E1E24213R1T1E241VAPE1DIAGRAMA DE FLUJO DE LA RED DE INTERCAMBIO DE CALOR OPTIMIZADO CORRECTO12/26

DIAG_REJILLA_CAMB_CALOR_INCORRCCKW/CkwTiTfFCPDTCEntalpaC122060221603520kwC2270160181101980Hcalientes =5500F350210201603200F416021050502500Hfrias=5700Htotal=11200QD=-200Temperatura Pinch Caliente = 180CA PinchD PinchTemperatura Pinch Fra = 160CN C.42Calentamiento Mnimo requerido = 1000 KWN.C-131Enframiento Mnimo requerido = 800 KWN cambiadores =4FCphFCpcICTickoffFCpeFCpsTpinch = 180180Corr8802500210160503000550031605030okD1-22218no10002200320022001-32220si*2022002214.4180.024.4444444444okI1-42250no210.190..177.6.1601604190177.62.4NOD2-31820no2500025006202-41850no501000308015003-42050no350022005700E_14401000VAP6000Tpinch = 160520011200352025001620E_23601980E1+E2800

&L&D&C&A123412331VAP132E14244E2REJILLA DE CAMBIADORES DE CALOR INCORRECTA13/26

MALLA_CAMBIADORES_INCORRECTA50201605088022004403520222201808060160177.61000620360198020270214.4180160190100021021032002500

112112341324E1E2VAP1MALLA DE CAMBIADORES DE CALOR INCORRECTA14/26

REARREGLO_FLUJOGRAMA_INCORRECFLUJOGRAMAFLUJOGRAMAC_4160 C_350ORIGINALOPTIMIZADO22060220 1C_12500160 2102104210210270 21796160C_2270503140460 1724AHORROVAP2500VAP1000150060.0% 576160Ahorro8000650015000.1919% menos1724440CorrICICQTeTsDTCorriente5763601220.01180.0188022018040.01AE2300AE800150065.2%4177.6160.01880160.0177.617.64TOTAL4800TOTAL1800300062.5%88021000270.0214.455.622270.02214.421000160.0210.050.033210.0160.03220018080100.011000.03220050160110.031180.0380.04620214.4180.034.423160.050.04620177.6190.012.442200.0VAP100016021050.042214.44180.0E_1440806020.014190.0177.6E_236018016020.02620.06500

&L&D&C&AVAPR1T1E1E22413R1T1E241VAPE2DIAGRAMA DE FLUJO DE LA RED DE INTERCAMBIO DE CALOR OPTIMIZADO INCORRECTO15/26

DIAG_MALLA_CAMB_CALOR_INCORREC2CCKW/CkwTiTfFCPDTCEntalpaC122060221603520kwC2270160181101980Hcalientes =5500F350210201603200F416021050502500Hfrias=5700Htotal=11200QD=-200Temperatura Pinch Caliente = 180CA PinchD PinchTemperatura Pinch Fra = 160CN C.42Calentamiento Mnimo requerido = 1000 KWN.C-131Enframiento Mnimo requerido = 800 KWN cambiadores =4FCphFCpcICTickoffFCpeFCpsTpinch = 180Corr8802500210160.....503000550031605030okD1-22218no10002200320022001-32220si*201000..22002270180.060okI1-42250no210.177.61601604210177.62.4NOD2-31820no25000250016202-41850no501620 kW880.308025003-42050no350022005700E_14400VAP6000Tpinch = 160520011200352025001620E_23601980E1+E2800

12341331VAP13E1444E2DIAGRAMA DE REJLLA DE RED INCORRECTA16/26

MALLA_CAMB_CAL_CORRE_y_AREACCKW/CkwTiTfFCPDTCEntalpaC122060221603520kwC2270160181101980Hcalientes =5500F350210201603200F416021050502500Hfrias=5700Hfrias=11200QD=-200Temperatura Pinch Caliente = 180CA PinchD PinchTemperatura Pinch Fra = 160CN C.42Calentamiento Mnimo requerido = 1000 KWN.C-131Enframiento Mnimo requerido = 800 KWN cambiadores =4FCphFCpcICTickoff(Te - ts)-(Te-ts)/FCpeFCpsTpinch = 180Corr880AUTe - tsTs-te(Ts-te)(Ts-te)LMTDU * LMTDA125.6205.61.2822.6622.6644.122-41850si*1620360198010003-42050no1836011808020okI>2500210160503000550031605030okD=120.030-10.00.6724.6624.6689.201-22218no10002200320022001-32220si*202270235.680okI1-42250no2101604190177.658.0okD