Desalinización en Catar: los intercambiadores de Accessen en la central eléctrica y desalinizadora de Ras Girtas

El problema de los equipos antiguos: alto consumo de energía y mantenimiento difícil

En la desalinización, la química y la climatización, muchos responsables de planta e ingenieros se enfrentan al mismo problema: los intercambiadores antiguos son poco eficientes y caros de mantener.

Los intercambiadores de carcasa y tubos convencionales y los equipos de placas mal diseñados suelen tener velocidades de flujo mal elegidas, lo que deja que se acumule el ensuciamiento. Una vez formada la incrustación, la transferencia de calor cae bruscamente y hay que aportar más calor para mantener la temperatura del proceso, de modo que el consumo de energía aumenta. Los equipos antiguos también son difíciles de limpiar, y cambiar las juntas exige mucho tiempo y mano de obra. Esto eleva los costes de mantenimiento y provoca paradas imprevistas que retrasan la producción.

El proyecto: Ras Girtas Power Company, Catar

Ras Girtas Power Company opera una central de electricidad y agua en Ras Laffan, en la costa de Catar, y es uno de los principales proveedores de electricidad y agua del país. La central tiene una capacidad de generación de 2730 MW, que según Accessen equivale a cerca del 30 % de la capacidad eléctrica de Catar, y una capacidad de desalinización de 63 millones de galones imperiales al día, unos 286 000 m³ de agua potable diarios.

Para un proyecto de este tamaño, las cuestiones clave estaban claras: cómo recuperar la mayor cantidad posible de energía en una gran central combinada de electricidad y agua, y cómo mantener los equipos funcionando de forma fiable durante muchos años.

La central utiliza la tecnología de destilación multiefecto (MED) de la empresa francesa Sidem. La MED es más fácil de operar que la desalinización por membranas, pero exige mucho a sus equipos de intercambio de calor. En cada efecto el calor se transfiere y se transforma una y otra vez, y solo unos intercambiadores eficientes que recuperen ese calor pueden reducir el consumo de energía y el coste de cada metro cúbico de agua.

Qué suministró Accessen y por qué

En 2009 el proyecto eligió los intercambiadores de placas con juntas de la serie AN15 de Accessen, y en 2016 sus intercambiadores totalmente soldados de la serie AWD80. Tres características explican por qué se eligió a Accessen entre muchas marcas internacionales:

1. Juntas de fijación por clip para un mantenimiento fácil. Cambiar las juntas es una de las tareas más tediosas para el personal de mantenimiento. Accessen utiliza juntas de fijación por clip que no necesitan pegamento, lo que simplifica mucho el desmontaje y el montaje. Junto con un diseño antifugas, esto alarga la vida de las juntas y facilita mucho la limpieza rutinaria, lo que reduce los costes de mano de obra y el tiempo de parada.
2. Diseños de placa que convierten la pérdida de carga en rendimiento. Muchos intercambiadores sacrifican transferencia de calor para reducir la resistencia. Con el mismo tamaño de conexión, Accessen ofrece placas con distintos ángulos de corrugación, profundidades de canal y relaciones longitud/anchura, para aprovechar al máximo la pérdida de carga disponible. Una zona de distribución mejorada reparte el flujo de manera uniforme por la placa y elimina las zonas muertas donde se acumula el ensuciamiento. Las corrugaciones generan una fuerte turbulencia y permiten una aproximación de temperatura de solo 0,5–1 °C, con lo que se recupera casi cada grado de calor útil.
3. Seguridad y fiabilidad en servicio severo. Para servicios de desalinización corrosivos y de alta presión, las placas están disponibles en AISI 304, 316 y 316L, titanio y 254 SMO. Unos elementos autoblocantes en las cuatro esquinas de cada placa mantienen alineado el paquete de placas durante los ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento. Los equipos están diseñados para hasta 200 °C y 25 bar, y algunas unidades de Ras Girtas manejan cargas de hasta 7341 kW.

Rango de selección

Para los equipos de ingeniería y compras, los principales límites de los intercambiadores de placas con juntas industriales de Accessen son:

• Caudal de hasta 5000 m³/h
• Presión de diseño de hasta 25 bar
• Potencia térmica de hasta 80 MW
• Temperatura de operación de hasta 200 °C, con una aproximación de temperatura de solo 0,5–1 °C
• Materiales de placa: AISI 304, 316 y 316L, titanio, 254 SMO y otros
• Series típicas: AU, AN, AS, AP y AC

Cómo se recupera el calor en una planta MED

En una planta MED, el vapor de calefacción se condensa en cada efecto y cede su calor latente, que evapora parte del agua de mar al otro lado de la superficie de intercambio. El vapor producido se convierte en el vapor de calefacción del efecto siguiente, y el vapor condensado se convierte en el agua destilada producida. El vapor del último efecto se condensa en un condensador final.

Como las placas generan una fuerte turbulencia, un intercambiador de placas mantiene un coeficiente de transferencia de calor alto incluso a baja velocidad. Combinado con una central eléctrica, el proceso MED utiliza vapor de las turbinas. Accessen considera esta producción combinada de electricidad y agua una de las vías de desalinización con mayor eficiencia energética, con una intensidad de capital relativamente baja.

Antes y después

• Antes: con los equipos convencionales, los canales se obstruían con facilidad y la limpieza requería productos químicos o largas sesiones con chorro de agua a alta presión. Las juntas envejecían y tenían fugas, con riesgo de que se mezclaran los dos fluidos.
• Después: con los intercambiadores de placas con juntas de Accessen, han desaparecido las zonas muertas donde se acumula el ensuciamiento, las velocidades de flujo están bien elegidas y las paradas de mantenimiento son más cortas. Las juntas sin pegamento sellan con más fiabilidad y la zona de distribución mejorada reparte el flujo de manera uniforme.

De Ras Girtas en Catar a la fase II de Shougang en Caofeidian y la planta de Baosteel en Zhanjiang, los intercambiadores de Accessen han demostrado su valía en la desalinización y la industria pesada. Se utilizan en la producción de agua dulce a bordo de buques, en centrales eléctricas, incluidas las nucleares, en la petroquímica y en la climatización. Para ver toda la gama, consulte los intercambiadores de placas con juntas Accessen de las series AU, AN, AS, AP y AC.