Este documento describe los diferentes tipos de torres de refrigeración, incluyendo torres atmosféricas y de tiro mecánico. Explica que las torres de refrigeración enfrían el agua mediante la evaporación de parte del agua y su contacto con una corriente de aire. También cubre conceptos como el relleno, los eliminadores de gotas, los ventiladores y el control del pH del agua para prevenir la formación de algas y la corrosión.
2. Las torres de refrigeración son sistemas
destinados a enfriar masas de agua en
procesos que requieren una disipación de
calor.
El principio de enfriamiento de estos equipos
se basa en la evaporación, el equipo produce
una nube de gotas de agua bien por
pulverización, bien por caída libre que se pone
en contacto con una corriente de aire
3. Existen torres de enfriamiento para la
producción de agua de proceso que solo se
puede utilizar una vez, antes de su descarga.
También hay torres de enfriamiento de agua
que puede reutilizarse en el proceso.
Cuando el agua es reutilizada, se bombea a
través de la instalación en la torre de
enfriamiento. Después de que el agua se
enfría, se reintroduce como agua de proceso.
El agua que tiene que enfriarse generalmente
tiene temperaturas entre 40 y 60 ˚C.
5. Parte del agua se evapora, causando la emisión
de mas calor. Por eso se puede observar vapor
de agua encima de las torres de refrigeración
Para crear flujo hacia arriba, algunas torres de
enfriamiento contienen aspas en la parte
superior, las cuales son similares a las de un
ventilador.
Estas aspas generan un flujo de aire ascendente
hacia la parte interior de la torre de enfriamiento.
El agua cae en un recipiente y se retraerá desde
ahí para al proceso de producción
6.
7. Es importante que la gotas tengan un
reducido tamaño para aumentar el contacto
con el aire
8. existen equipos de múltiples tamaños y
estructuras según la potencia a disipar, el
fabricante, los materiales, etc., sin embargo
podríamos clasificar las torres de refrigeración
en dos grandes categorías:
De tiro natural
Con ventilación mecánica
9. Torres de circulación natural
Atmosféricas: Aprovecha las corrientes
atmosféricas de aire, este penetra a través de
rompe vientos en una sola dirección,
cambiando con las estaciones del año y las
condiciones atmosféricas.
11. Torres de tiro mecánico
• Tiro inducido: El aire se succiona a través de
la torre mediante un abanico situado en la
parte superior de la torre.
• Tiro forzado: El aire se fuerza por un
abanico en el fondo de la torre y se descarga
por la parte superior.
12.
13. En las torres de tiro inducido, el aire puede
entrar a lo largo de una o más paredes de la
torre y, como resultado, la altura requerida de
la torre para entrada del aire es muy pequeña.
En la torre atmosférica, las corrientes
penetran a todo el ancho de la torre, las torres
se hacen muy angostas en comparación con
otros tipos, y deben ser muy largas para una
capacidad igual
14. Existen sistemas de enfriamiento abiertos y
cerrados. Cuando un sistema es cerrado, el
agua no entra en contacto con el aire de
fuera. Como consecuencia la contaminación
del agua de las torres de enfriamiento por
los contaminantes del aire y
microorganismos es insignificante. Además,
los microorganismos presentes en las torres
de enfriamiento no son eliminados a la
atmósfera.
15. COMPONENTES BASICOS
SISTEMA DE DISTRIBUCION DE AGUA
Hace referencia a la manera como se vierte el agua
sobre la torre. Existen dos tipos de sistemas, uno que
opera por gravedad y otro por presión. El primero se
compone de un recipiente y unos agujeros que
distribuyen el agua; tiene bajos costos de operación
debido a la poca potencia de bombeo que requiere y
es de fácil mantenimiento.
El segundo se compone de sistemas de pulverización
con toberas orientadas hacia abajo que pueden ser
en forma de espina de pescado o rotativas
16. Relleno.
Es el material empaquetado que tiene la torre en su interior,
su finalidad es brindar mayor tiempo y área de contacto del
aire con el agua. El relleno debe provocar poca resistencia al
paso de aire y mantener una distribución uniforme del agua
durante todo su recorrido.
Eliminadores de gotas.
Los eliminadores básicamente retienen las gotas de agua
arrastradas por el aire que salen de la torre. Son paneles
ubicados en la parte superior que redireccionan el flujo y
separan las gotas del aire, haciéndolas caer de nuevo sobre
el relleno
17. Chimeneas.
Se emplean en torres de tiro inducido para mejorar
el comportamiento del ventilador y evitar efectos
de recirculación de aire.
Ventiladores.
En las torres de enfriamiento se utilizan dos tipos
de ventiladores: Axiales para torres de tiro forzado
e inducido y centrífugos para torres de tiro
forzado. Los ventiladores axiales son apropiados
para mover grandes volúmenes de aire y tienen
mayores aplicaciones en equipos industriales
grandes.
18. Bombas.
Las bombas reciben el agua del proceso y alimentan
la torre. Consumen una fracción importante de la
potencia requerida en todo el sistema. Cuando se
trata de instalaciones grandes debe haber una bomba
en reposo que pueda entrar en operación para efectos
de mantenimiento o reparación de las otras.
Control.
En la mayoría de los sistemas de torres de
enfriamiento basta con un control de nivel en la
piscina de agua que controla la entrada de la
reposición
19. Depósito de agua fría:
Elemento estructural localizado en la
parte inferior de la torre de enfriamiento
para recibir el agua fría de la torre y
dirigirla a una línea de succión o al
cárcamo. Los materiales de construcción
son: madera tratada, metal, fibra de vidrio
o concreto
20. ACCESORIOS
Los accesorios para torres de enfriamiento están
diseñados para simplificar la instalación, mejorar
la eficiencia de la torre, reducir el mantenimiento
y maximizar el rendimiento de los medios de
relleno y los eliminadores de rocío
Rejillas de entrada
Las rejillas, que se instalan en la entrada de aire
de la torre, actúan como barreras para los
escombros, las salpicaduras de agua, el ruido y la
luz del sol, al tiempo que mejoran el flujo de aire y
la apariencia general de la torre.
21. Bloquean considerablemente la luz solar para reducir el
crecimiento de algas en las superficies interiores del
sistema de torre de enfriamiento, con lo cual disminuye
el costo de los productos químicos de eliminación de
algas y de mano de obra.
Reducen el ruido que sale de la torre a través de las
rejillas en aproximadamente tres decibelios.
Permite resultados de muy baja presión.
22. Soportes
Los sistemas de soporte para productos
específicos están diseñados para una
integración perfecta con la torre y una
instalación sencilla. Cada componente está
diseñado para brindar un soporte adecuado al
tiempo que mejora el rendimiento del producto
y permite la circulación máxima de aire y agua.
23. Sellos anti-agua
Los sellos anti-agua, diseñados para simplificar
la instalación del eliminador de rocío, se
instalan alrededor de los anclajes de soporte y
los postes de las columnas para evitar fugas de
aire y el paso de gotitas
24. Boquillas
Dispositivo para controlar la distribución del
agua en la parte superior de una torre de
enfriamiento. Las boquillas están diseñadas
para suministrar agua en forma de rocío
(spray), a presión, o de chorro si es por
gravedad (torre tipo flujo cruzado)
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26. MANTENIMIENTO
Durante la puesta en marcha de una torre de
enfriamiento deben tenerse en cuenta los
siguientes aspectos:
Efectuar una inspección visual sobre ventiladores,
motores y reductores de velocidad, debe hacer
correcta lubricación y la correa del ventilador debe
estar tensada.
Debe controlarse el sentido de giro y las
vibraciones del ventilador, ajustar el ángulo de los
álabes si es necesario.
27. Inspeccionar los rellenos, comprobar el buen
estado, la correcta colocación y la posible
formación de algas que obstruya el paso del
aire
La válvula que controla la reposición debe
estar en buen estado y en la medida de lo
posible sin corrosión que impida su
funcionamiento
29. Factores que provocan la
formación de algas
En el agua se desarrollan toda clase de
algas, bacterias y microorganismo, siendo
mayor la reproducción de estos vegetales
en los lugares que están mas expuestos a
los rayos solares, la abundancia puede ser
tal que causan taponamientos en el relleno
y boquillas de aspersión provocando
disminución de flujo, paros continuos en
las maquinas además de que ocasionan
corrosión en las superficies metálicas ya
que las algas vivas desprenden oxigeno.
30.
31. El agua tiene que ser tratada antes de su utilización para
eliminar los contaminantes no deseados y estabilizar las
propiedades como el pH.
El pH en el agua es generalmente una indicación de la
condición ácida o alcalina del agua.
32. Un valor de pH de menos de siete indica
agua ácida. Un valor de pH de más de
siete, significa alcalinidad en el agua. El
agua potable debe tener un valor de pH de
siete o lo más cerca de siete. Los bajos
niveles de pH en el agua potable se
pueden corregir con métodos específicos.
33. El rango de PH al que se
trabajará
PH neutro
PH alcalino
34. Los sistemas con pH neutro se controlan
normalmente con ácido sulfúrico y suelen ser
más económicos al trabajar a un número de
ciclos de concentración mayor. En cuanto a
las incrustaciones se consigue cierto nivel de
protección, aunque la protección contra la
corrosión sólo resulta eficaz si se consigue
una buena regulación de pH y una
concentración correcta de inhibidor de
corrosión. Si el pH es inferior, pueden
aparecer corrosiones y si el pH es superior
pueden aparecer incrustaciones. Por tanto, el
tratamiento a pH neutro tiene algunas
ventajas (permite mayores ciclos de
concentración y menor consumo de
productos químicos).
35. Cuando se opta por trabajar a pH alcalino, la
ventaja fundamental es que la corrosividad del agua
de refrigeración es mucho menor que en el caso
anterior. Los mayores problemas de este tipo de
tratamiento son las incrustaciones y los depósitos,
sobre todo debidos a las sales cálcicas y
magnésicas (carbonatos y sulfatos). En estos
sistemas los ciclos de renovación deben ser más
bajos para disminuir los índices de solubilidad (se
purga más agua), lo que supone que la cantidad de
agua que se aporta y que se purga es mucho mayor
(aumenta el vertido). En consecuencia, la cantidad
de productos químicos que se consumen para el
tratamiento también es mucho mayor. El
tratamiento a pH alcalino tiene menos riesgos, pero
también es más agresivo con el medio ambiente
(aumentan los vertidos) y el coste es mayor, al
aumentar el consumo de agua y de productos
químicos de tratamiento.
36. Solución neutralizante
Para eliminar los niveles de pH ácidos en grandes
cantidades de agua se puede agregar una solución
de neutralización de carbonato de sodio en agua al
sistema de agua. El carbonato de sodio puede
aumentar el pH a ocho, de requerirse. Un sustituto
para el carbonato de sodio puede ser carbonato de
potasio en la alimentación neutralizante. Las
cantidades de carbonato de sodio o carbonato de
potasio en la solución de alimentación de
neutralización se deben mantener bajo el nivel
prescrito para evitar efectos no deseados en la
salud. Cualquier proceso de alteración en el nivel
de pH se debe hacer bajo la supervisión y guía de
un experto.
