Síntesis de redes de intercambio de calor usando equipo estándar

Abstract

Saving energy is considered a priority in the design stage of new processing plants and the realignment of existing ones. However, most of the reported methodologies for solving these problems considered assumptions film coefficients based on the experience of the designer and do not take into account the interrelationship keep pressure drops quipos of the detailed design for the calculation coefficients of heat transfer, which leads to problems of consistency between the phase prediction targets with detailed design of the equipment. To overcome this situation, in this paper a methodology to consider the detailed design of equipment at the design stage for the synthesis of heat exchanger networks is proposed; This methodology considered rigorous models to predict the thermo-hydraulic behavior of the equipment through the use of genetic algorithms to ensure a good solution. In addition, the developed algorithm can get only standard equipment designs and functions rigorous consider costs, which take into account explicitly the geometry of the equipment. The results show that the proposed methodology best results are obtained previously reported. It further shows that the failure to consider the detailed design of equipment with standard dimensions, design constraints and stringent cost functions can lead to infeasible networks.

El ahorro de energía es considerado una prioridad en la etapa de diseño de nuevas plantas de proceso y en el reajuste de las ya existentes. Sin embargo, la mayoría de las metodologías reportadas para la solución de estos problemas consideran coeficientes de película supuestos en base a la experiencia del diseñador y no toman en cuenta la interrelación que guardan las caídas de presión de los quipos con el diseño detallado para el cálculo de los coeficientes de transferencia de calor, lo que conlleva a problemas de congruencia entre la etapa de predicción de objetivos con el diseño detallado de los equipos. Para superar esta situación, en este trabajo se propone una metodología que permite considerar el diseño detallado de los equipos en la etapa de diseño para la síntesis de redes de intercambio de calor; esta metodología considera modelos rigurosos para predecir el comportamiento termo-hidráulico de los equipos a través del uso de algoritmos genéticos para garantizar una buena solución. Además, el algoritmo desarrollado puede obtener exclusivamente diseños estándar de los equipos, así como considerar funciones de costos rigurosas, en las cuales se tome en cuenta de manera explícita la geometría de los equipos. Los resultados obtenidos muestran que con la metodología propuesta se obtienen mejores resultados a los previamente reportados. Además, muestra que el no considerar el diseño detallado de los equipos con sus dimensiones estándar, restricciones de diseño y funciones de costos rigurosas puede conducir a redes infactibles.