Acería
La cuenca de concreto debajo de las torres de enfria-
miento puede contener un volumen de agua equivalente
a 20 minutos de flujo de agua; este volumen permite a la
temperatura del agua bombeada hacia el sistema durante
una colada ser considerada estable.
Para calcular el consumo de agua anual, Q, para la ace-
ría de Ferriere Nord, se ha considerado el calor a remover,
equivalente a 30.4 MW y 7,700 m 3 /h
La variación estacional de la temperatura de bulbo hú-
medo tiene poca influencia en la cantidad de agua evapo-
rada porque la torre de enfriamiento primordialmente
usa el principio de enfriamiento por evaporación. Así mis-
mo, el agua disponible en el sitio de Ferriere Nord tiene
una conductividad que no permite ser usada directamente
en el circuito evaporativo donde el contenido de sal se in-
crementa.
Escogiendo el circuito abierto, se requiere invertir una
planta de ósmosis inversa, con las siguientes características:
• Capacidad de producción:
70 m 3 /h
• recovery rating:
75%
El consumo anual total de agua, Qr, es:
Qr= Q impregnada/(recuperada)= 670’000 m 3 /año
El consumo anual de energía por bombear agua nueva y
bombeo de la ósmosis inversa es 600 MWh/año.
El flujo de agua del sistema de enfriamiento es fijo aun
si el calor a remover varía porque la meta es mantener la
velocidad de diseño dentro de los paneles enfriados por
agua.
ESTIMACIÓN DE CONSUMO DEL CIRCUITO CERRADO
El sistema de enfriamiento cerrado con enfriadores de
aire está compuesto por:
• Cinco enfriadores de aire forzado, cada uno equipado
con dos ventiladores con motor eléctrico de 45 kW.
Los módulos son conectados en paralelo y la caída de
presión total es de 1 bar. Cada módulo está encargado
de remover 10 MW en la condición nominal:
w Temperatura de aire a la entrada: 34 °C
w Flujo de aire: 268.6 m 3 /s
w Temperatura de agua en la entrada: 90 °C
w Temperatura estimada del agua en la salida: 70 °C
w Dimensión: 12x6 m
• Una estación de bombeo compuesta por 4+1 (en
modo de espera) bombas horizontales, cada una con
una capacidad de flujo de 550 m 3 /h, y equipada con
un motor eléctrico de 132 kW.
• Un tanque presurizado para balancear la expansión
del agua, con un volumen útil de 30 m 3
Las temperaturas de entrada y salida del equipo fueron
seleccionadas de tal manera que el agua de salida no llegue
al punto de ebullición y para garantizar una buena dife-
rencia de temperatura entre el aire y el agua dentro de los
enfriadores de aire. Esta temperatura será el móvil para el
intercambio de calor.
El número de ventiladores funcionando cambia de
acuerdo a la carga térmica a remover para optimizar el
consumo de energía del sistema.
En cuanto a la planta con torres de enfriamiento, las
bombas deben compensar la caída de presión de las tube-
rías del horno y de los intercambiadores de calor. La caída
de presión total de la planta es de 5 bar, la estación de bom-
beo absorbe 372 kW, resultando en un consumo esperado
anual de 2, 900 MWh.
Tabla I: Análisis químico de químicos en el agua utilizada
pH Conductividad
Alcanilidad
como CaCO 3
Sulfato
(SO 4 )
Cloruro
(Cl)
Calcio
(Ca)
7,8 573 microS/cm 30 ppm CaCO 3 115 mg/l 3,4 mg/l 90,7 mg/l
Magnesio
(Mg)
26 mg/l
Boro
(B)
Sodio
(Na)
90,7 mg/l 4,2 mg/l
Potasio
(K)
1,1 mg/l
Nitrato
(NO 3 )
Sílice
(SiO 2 )
Fluoruro
(F)
4,2 mg/l 6 mg/l 0,2 mg/l
AISTMEXICO.ORG.MX
El flujo de repuesto total, M, es:
M=Ev+D+Dl (Eq.3)
Dónde:
Dl= Pérdidas por derivación (0.055 de agua circulando)
Para mantener constante la salinidad, la cual es monitorea-
da mediante la conductividad del agua, es necesario dre-
nar un poco de agua, D, calculado de la siguiente manera:
D=Ev/ (c-1) (Eq.2)
Dónde:
C= ciclo de concentración (4 ciclos fueron considerados)
Las bombas centrífugas seleccionadas están equipadas
con motores eléctricos de 132 kW, eficiencia clase IE3.
La energía absorbida por cada bomba en el punto de
operación es 93 kW, por lo que el consumo de energía por
bombas es de 2,900 MWh.
Algunos ventiladores de la torre de enfriamiento deben
ser apagados cuando el calor a remover y la temperatura
ambiente son bajos, pero la práctica de Ferriere Nord es
trabajar siempre con los ventiladores prendidos. La ener-
gía consumida anual estimada por todos los ventiladores
de la torre de enfriamiento es 842 MWh. El consumo total
anual para el circuito de enfriamiento abierto, incluyendo
bombas, ventiladores y ósmosis inversa se estima en 4,342
MWh.
Ev=q/Hv*3.6 (Eq.1)
Dónde:
Ev= agua evaporada (m3/h)
q= calor a remover (kW)
Hv= calor latente de evaporación de agua (2258 kJ /kg)
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