325
ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE MINAS PROYECTO FIN DE CARRERA DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES DISEÑO DE UN CICLO AMONIACO-AGUA EN LA ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE TIVISSA JUAN FRANCISCO RODRÍGUEZ GARCÍA FEBRERO 2010

Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR

DE

INGENIEROS DE MINAS

PROYECTO FIN DE CARRERA

DEPARTAMENTO DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES

DISEÑO DE UN CICLO

AMONIACO-AGUA EN LA ESTACIÓN

DE COMPRESIÓN DE TIVISSA

JUAN FRANCISCO RODRÍGUEZ GARCÍA FEBRERO 2010

Page 2: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

TITULACIÓN: INGENIERO DE MINAS PLAN: 1996

Autorizo la presentación del proyecto:

Diseño de un ciclo Amoniaco-Agua

en la estación de compresión de Tivissa

Realizado por

Juan Francisco Rodríguez García

Dirigido por

D. Enrique Querol Aragón

Firmado: Prof. Enrique Querol Aragón

Fecha: .............................

Page 3: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

i

ÍNDICE

RESUMEN Y ABSTRACT ........................................................................................... VI

- DOCUMENTO Nº 1: MEMORIA

1 OBJETIVO Y ALCANCE ..................................................................................... 2

2 CONCEPTOS BÁSICOS ....................................................................................... 3

2.1 CICLO RANKINE............................................................................................................. 3

2.2 CICLO KALINA ............................................................................................................... 3

2.3 CICLO AMONIACO-AGUA .............................................................................................. 3

2.4 ESTACIÓN DE COMPRESIÓN (EC) ................................................................................... 4

2.5 CALDERA DE RECUPERACIÓN (HRSG) .......................................................................... 5

2.6 DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS DE LOS MODELOS ......................................... 6

3 ANTECEDENTES .................................................................................................. 8

3.1 ANÁLISIS TEÓRICO DE CICLOS TERMODINÁMICOS ........................................................ 8

3.2 CICLOS INFERIORES AVANZADOS .................................................................................. 9

3.3 INTRODUCCIÓN AL CICLO AMONIACO-AGUA ............................................................. 10

3.4 PRIMERA APLICACIÓN PRÁCTICA DEL CICLO KALINA EN CICLOS COMBINADOS ........ 12

3.5 OTROS CICLOS KALINA FUNCIONANDO DE MANERA COMERCIAL .............................. 17

3.6 VENTAJAS DE LA INSTALACIÓN ................................................................................... 18

3.7 CASO DE ESTUDIO: ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE TIVISSA ....................................... 20

4 ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE TIVISSA ................................................. 22

4.1 CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LA PLANTA ......................................................... 25

4.2 MODELO UTILIZADO EN LA SIMULACIÓN .................................................................... 26

4.3 CORRIENTES DE ENTRADA EN EL MODELO DE LA INSTALACIÓN ................................. 27

Page 4: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ii

4.4 CARACTERÍSTICAS DE LOS EQUIPOS UTILIZADAS EN EL MODELO ............................... 28

5 DISEÑO DEL CICLO AMONIACO-AGUA ..................................................... 29

5.1 ANTECEDENTES PRÁCTICOS PARA EL DISEÑO ............................................................. 29

5.2 CICLO AMONIACO-AGUA ............................................................................................. 30

5.3 OTROS ESQUEMAS DE CICLOS AMONIACO-AGUA Y KALINA ....................................... 31

5.4 CICLO AMONIACO-AGUA ADAPTADO .......................................................................... 33

5.5 PARAMETRIZACIÓN DEL CICLO ................................................................................... 35

5.6 RESULTADOS DEL MODELO MATEMÁTICO .................................................................. 37

6 DISEÑO DE LOS INTERCAMBIADORES ...................................................... 42

6.1 METODOLOGÍA DE CÁLCULO ....................................................................................... 42

6.2 ELECCIÓN DEL DISEÑO: INTERCAMBIADOR DE CARCASA Y TUBOS............................ 44

6.3 TIPOLOGÍAS TEMA DE INTERCAMBIADORES DE CARCASA Y TUBOS .......................... 46

6.4 PRINCIPIOS BÁSICOS DEL DISEÑO ................................................................................ 48

6.5 DISEÑO PRELIMINAR DE LOS INTERCAMBIADORES DE CARCASA ................................ 51

6.6 OPTIMIZACIÓN DE DISEÑO ........................................................................................... 55

7 RESULTADOS DEL DISEÑO ............................................................................ 59

7.1 CALDERA DE RECUPERACIÓN ...................................................................................... 59

7.2 CONDENSADORES ........................................................................................................ 63

7.3 REGENERADORES ........................................................................................................ 65

8 CONCLUSIONES ................................................................................................. 67

9 BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 69

Page 5: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

iii

- DOCUMENTO Nº 2: ESTUDIO ECONÓMICO

1 ESTIMACIÓN DE LA INVERSIÓN ...................................................................... 72

2 ANÁLISIS DE RENTABILIDAD ............................................................................ 73

2.1 INGRESOS .......................................................................................................................... 73

2.2 COSTES .............................................................................................................................. 73

2.3 CONCLUSIONES .................................................................................................................. 74

- DOCUMENTO Nº 3: ANEXOS

ANEXO A: RESULTADOS DEL MODELO EN “ASPEN PLUS”……………….77

ANEXO B: RESULTADOS DE LOS INTERCAMBIADORES DE CALOR

ANEXO C: FACTORES DE CONVERSIÓN LMTD

Page 6: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

iv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1: Esquema Básico Estación de Compresión ..................................................................................... 4

Figura 2: Diseño conceptual de un HRSG ..................................................................................................... 5

Figura 3: Diagrama de un Motor Térmico .................................................................................................... 8

Figura 4: Diagrama de Fases Mostrando las Propiedades de la Mezcla Amoniaco-agua ........................... 10

Figura 5: Ciclo Amoniaco-agua Simplificado. .............................................................................................. 11

Figura 6: Temperaturas en el HRSG de un ciclo amoniaco-agua comparado con un ciclo Rankine ........... 12

Figura 7: Foto de la planta Kalina en Canogas Park .................................................................................... 13

Figura 8: Diagrama de Flujo del Ciclo Kalina de Canogas Park ................................................................... 14

Figura 9: Diseño conceptual de un ciclo Kalina .......................................................................................... 17

Figura 10: Planta Kalina en Husavik, Islandia ............................................................................................. 18

Figura 11: Localización de la EC Tivissa. ..................................................................................................... 20

Figura 12: Trayecto del Gaseoducto Tivissa-Barcelona .............................................................................. 21

Figura 13: Fotografía de una Instalación de Compresión ........................................................................... 22

Figura 14: Grupo de compresor y turbina .................................................................................................. 22

Figura 15: Vista en planta de una estación de compresión ........................................................................ 24

Figura 16: Compresor C45 y turbina Solar Mars 100 .................................................................................. 25

Figura 17: Flow-sheet de la EC Tivissa utilizado en ASPEN ......................................................................... 26

Figura 18: Circuito simple amoniaco-agua de Jonsson, M. ........................................................................ 30

Figura 19: Ciclo amoniaco agua de Wall, Ishida y Chuang (1989) .............................................................. 31

Figura 20: Ciclo amoniaco agua de Valdimarsson y Eliasson ...................................................................... 32

Figura 21: Ciclo amoniaco agua de Jonsson, Svengerg y Thorin................................................................. 32

Figura 22: Ciclo amoniaco-agua diseñado .................................................................................................. 33

Figura 23: Diagrama T-Q de la caldera de recuperación ............................................................................ 41

Figura 24: Cambiador de carcasa y tubos simple ....................................................................................... 46

Figura 25: Códigos TEMA para designación de intercambiadores de carcasa y tubos (TEMA, 1999) ........ 47

Figura 26: Representación de las entradas/salidas de temperatura en el intercambiador ....................... 50

Figura 27: Proceso lógico de diseño ........................................................................................................... 52

Figura 28: Configuración en paralelo ......................................................................................................... 54

Figura 29: Configuración en serie ............................................................................................................... 54

Page 7: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

v

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1: Propiedades Básicas de Agua y Amoniaco .................................................................................... 11

Tabla 2: Resumen de los ensayos de incondensables. ............................................................................... 16

Tabla 3: Emisiones y derechos de emisión en Estaciones de Compresión en toneladas de CO2 ............... 19

Tabla 4: Precios del mercado del CO2 (2009). ............................................................................................ 19

Tabla 5: Instalaciones de Enagás que superan las emisiones límite. .......................................................... 20

Tabla 6: Abastecimiento de Caudales ........................................................................................................ 25

Tabla 7: Condiciones iniciales de los gases de escape ................................................................................ 27

Tabla 8: Condiciones termodinámicas y composición del gas natural de la EC ......................................... 27

Tabla 9: Composición de los gases a la salida de la cámara de combustión .............................................. 28

Tabla 10: Concentraciones de los flujos principales del circuito ................................................................ 37

Tabla 11: Temperatura y composición de vapor en el economizador ....................................................... 38

Tabla 12: Temperatura y composición de vapor en el evaporador ............................................................ 38

Tabla 13: Temperatura y composición de vapor en el sobrecalentador .................................................... 39

Tabla 14: Temperatura y composición de vapor en el condensador LP ..................................................... 39

Tabla 15: Temperatura y composición de vapor en el condensador HP ................................................... 39

Tabla 16: Temperatura y composición de vapor en el regenerador I ........................................................ 40

Tabla 17: Temperatura y composición de vapor en el regenerador II ....................................................... 40

Tabla 18: Temperatura y composición de vapor en el regenerador III ...................................................... 40

Tabla 19: Plantilla de parámetros básicos de geometría ........................................................................... 48

Tabla 20: Parámetro críticos de optimización ............................................................................................ 56

Tabla 21: Relación diámetro carcasa - número máximo de pasos ............................................................. 57

Tabla 22: Constante k para el tamaño de boquillas ................................................................................... 58

Tabla 23: Constante k para la determinación de las velocidades máximas ............................................... 58

Tabla 24: Condiciones de diseño del sistema de regeneradores ............................................................... 65

Tabla 25: Dimensiones de los tubos de los regeneradores ........................................................................ 65

Tabla 26: Dimensiones del sistema de regeneradores ............................................................................... 66

Tabla 27: Costes y pesos de los regeneradores .......................................................................................... 66

DOCUMENTO Nº2: ESTUDIO ECONÓMICO

Tabla 1: Cash Flow Generado ..................................................................................................................... 74

Page 8: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

vi

RESUMEN

El presente proyecto tiene como finalidad el estudio de la aplicación de un ciclo amoniaco-

agua para el aprovechamiento de los humos de escape de un grupo compresor de la estación

de compresión de Tivissa, ubicada en el eje del Ebro de la red de gaseoductos española. El

proyecto de la nueva planta se abordará en primer lugar de una forma conceptual, utilizando

antecedentes relativos a ciclos termodinámicos anteriores, entre ellos el ciclo Kalina, para el

diseño de un ciclo propio adaptado a las condiciones de contorno propias de la instalación

dada utilizando el programa Aspen Plus. Para analizar la viabilidad del proyecto a realizar con

los requerimientos del diagrama termodinámico simulado, se dimensionarán las partes a

presión más críticas. Finalmente se calcularán los costes de instalación de la nueva planta y el

rendimiento económico de la inversión a partir de los diseños realizados.

ABSTRACT

The project discusses a case study about the application of an ammonia-water power cycle to

use the wasted gas emissions from a compressor group which belongs to Tivissa’s compression

station, placed in Ebro axis of the Spanish gas transmission system. A conceptual scheme is

designed in order to propose the new plant, reviewing previous thermodynamic power cycles,

amongst them Kalina cycle, to design an original power cycle adapted to the required

boundary conditions using Aspen Plus software. The design of the most critical pressure parts

is studied in order to analyze the feasibility of the project using the outputs from the

simulation of the power cycle proposed. Finally the installation investment costs and the

economic return of the new power plant are calculated using the designed parts.

Page 9: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

DISEÑO DE UN CICLO AMONIACO-AGUA

EN LA ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE

TIVISSA

DOCUMENTO 1: MEMORIA

Page 10: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

2

1 Objetivo y Alcance

El proyecto tiene como objeto el estudio de viabilidad de un ciclo amoniaco-agua en una

estación de compresión para aprovechar los humos de escape de la turbina de gas presente en

la instalación generando potencia eléctrica.

La estación de compresión a analizar es la estación de compresión de Tivissa, localizada en la

provincia de Tarragona y perteneciente al eje del Ebro del transporte de gaseoductos, la

función de la instalación es la de re-comprimir el gas natural en el tramo Tivissa-Barcelona por

las pérdidas de carga producidas en el gaseoducto.

El objetivo prioritario es obtener un ciclo de aprovechamiento de humos de baja temperatura

con el menor coste de inversión posible para obtener el menor coste económico unitario en la

generación de electricidad.

Se describe en qué consiste el sistema de amoniaco-agua a implementar, se analizan los

fundamentos teóricos, se definen los equipos a instalar y se analiza la viabilidad, técnica y

económica.

El alcance del proyecto aborda los aspectos termodinámicos y se analiza el diseño de la futura

instalación en cuanto a equipos necesarios, para el funcionamiento en régimen permanente.

También se estudia el dimensionamiento de los equipos básicos necesarios.

Por último se estudiará la rentabilidad del proyecto propuesto a partir de la inversión inicial

requerida procedente de los costes de los equipos diseñados y requeridos.

Page 11: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

3

2 Conceptos Básicos

El estudio de la aplicación de nuevos ciclos termodinámicos para la generación energética se

ha convertido en un tema prioritario de investigación debido a que aumentan la eficiencia

energética de las centrales de ciclo y el aprovechamiento de calores residuales usando

innovadoras instalaciones de recuperación de calor.

El ciclo de vapor en un sistema de turbina de vapor convencional se llama ciclo Rankine. Para

aprovechar los humos de escape de la turbina de gas de la central de compresión se propone

utilizar un ciclo amoniaco-agua, un ciclo novedoso en centrales de compresión pero con una

larga trayectoria, de casi 30 años, de investigación.

2.1 Ciclo Rankine

El ciclo Rankine es un ciclo que opera con vapor, y es el que se utiliza tradicionalmente en las

centrales termoeléctricas. Consiste en calentar agua en una caldera hasta evaporarla y elevar

la presión del vapor. Éste será llevado a una turbina donde producirá energía mecánica a costa

de su pérdida de presión. Su camino continuará pasando por un condensador donde lo que

queda de vapor se convertirá en líquido para poder entrar en una bomba que le subirá la

presión y así nuevamente podrá regresar a la caldera con las condiciones de inicio.

2.2 Ciclo Kalina

Ciclo que consiste en una variante del ciclo Rankine, utilizando una mezcla zeotrópica de

amoniaco-agua. Mediante este fenómeno los procesos de cambio de fase a presión constante

no ocurrirán a temperatura constante, sino que se desarrollarán en un intervalo de

temperaturas función de la presión y de la composición de la mezcla. El perfil de temperaturas

obtenido en el intercambio de calor entre humos y fluido de trabajo permite un mejor ajuste a

los humos de la caldera de recuperación, reduciendo las irreversibilidades y aumentando la

eficiencia.

2.3 Ciclo Amoniaco-agua

Como nota para posteriores reseñas se utilizará el término “Ciclo Amoniaco-agua” y no “Ciclo

Kalina” a lo largo del texto, a pesar de que la mayor parte de la literatura consultada versa

sobre los ciclos Kalina. El motivo es que Alexander Kalina, inventor del ciclo amoniaco-agua,

fundó la compañía Exergy para comercializar dicho ciclo. La compañía concibió y patentó una

numerosa lista y configuraciones distintas de ciclos Kalina. Al estar el presente ciclo diseñado

Page 12: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

4

de forma autónoma e independiente de dichas investigaciones, aparte de tener una aplicación

novedosa, será nombrado Ciclo Amoniaco-agua.

2.4 Estación de compresión (EC)

Se define como la instalación utilizada durante el transporte de gas para asegurar un flujo

uniforme. A lo largo del recorrido de abastecimiento el gas pierde presión al recorrer grandes

distancias y ha de ser re-comprimido en estaciones localizadas cada 200 kilómetros,

aproximadamente, a lo largo de la ruta de suministro.

La ubicación y diseño de una EC, esquematizada en la Figura 1 (Enagas, Mayo 2007) sigue los

siguientes criterios:

- Criterio técnico: es el anteriormente mencionado, consistente en elevar la presión

del gas para contrarrestar las pérdidas de carga producidas en el gaseoducto.

- Criterio económico: permite instalar tuberías de menor diámetro al restaurar la

capacidad de carga de la red.

- Criterio estratégico: permite administrar puntos de bifurcaciones de gaseoductos

con éxito.

Figura 1: Esquema Básico Estación de Compresión

Desde el punto de vista tecnológico las estaciones de compresión están muy estandarizadas,

tanto por los elementos que la componen como en su tipología. El grado de automatización es

muy alto lo que redunda en un comportamiento de la Estación siempre adecuada a las

condiciones particulares de la red de transporte de gas, facilitando al mismo tiempo un alto

control de su seguridad.

Las alternativas de diseño se plantean en relación a la tecnología aplicada a los equipos

principales (turbina de gas) y a los sistema auxiliares (sistema de sello de los compresores,

dispositivos neumáticos, sistema de arranque de las turbinas).

Posteriormente (apartado 4) se describirá el funcionamiento de una estación de compresión

en detalle.

Page 13: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

5

2.5 Caldera de recuperación (HRSG)

Es un sistema de intercambiadores de calor dispuestos de tal forma que recuperan calor

procedente de un flujo de gases calientes para la producción de vapor, agua sobrecalentada o

de fluido térmico, a partir de los gases de combustión provenientes de motores diesel,

turbinas de gas (cogeneración), hornos industriales…

En el proyecto propuesto producirá vapor que será conducido a la turbina de vapor. Los

componentes que se dimensionarán posteriormente son el economizador, evaporador y

súper-calentador.

La caldera de recuperación, mostrando un ejemplo en la Figura 2 (de

www.envirokinetiks.com), también llamada HRSG (Heat Recovery Steam Gas), puede

presentar diversas configuraciones, morfologías, diseños, configuraciones… La óptima elección

de la caldera de recuperación maximizará el aprovechamiento del calor que atravesará el

recuperador elegido al menor coste posible.

Se tratan de equipos diseñados y fabricados totalmente adaptados a las necesidades de cada

proceso. Para su dimensionamiento debemos conocer la energía disponible a recuperar, o lo

que es lo mismo, caudal de humos, su composición y temperatura.

Figura 2: Diseño conceptual de un HRSG

Page 14: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

6

2.5.1 Normativa aplicable al diseño de calderas

La caldera de recuperación y en general todos los intercambiadores de calor estarán

dimensionados acorde con las especificaciones TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers

Association) y ASME (American Society of Mechanical Engineers), pero para llevar a cabo una

ingeniería en detalle se recomendará cumplir con la siguiente normativa:

- Directiva europea 97-23 de equipos a presión es de aplicación durante el diseño, la

fabricación y la evaluación de la conformidad de los equipos sometidos a una

presión máxima admisible superior a 0,5 bares (es decir, 0,5 bares de presión

absoluta) que presenten un riesgo en función de la presión.

- Otros códigos de diseño como EN13445, AD-Merkbläster, etc..

- “Reglamento de Aparatos a Presión e Instrucciones Técnicas Complementarias” del

Ministerio de Industria y Energía, aprobadas en el RD 2060/2006, de 12 de

diciembre.

- Normativa Española UNE 9-310 de “Instalaciones transmisoras de calor mediante

líquido diferente de agua”.

- Normativa Alemana DIN-4754 de “Instalaciones de transmisión de calor”.

- Normativa de “Seguridad de Máquinas”, EN-14122.

2.6 Descripción del método de análisis de los modelos

Debido a la dificultad de la estimación y del análisis de regresión de propiedades físicas de los

compuestos que intervienen en el modelo, además de la complejidad de la aproximación al

comportamiento de los procesos utilizados, se deberá recurrir a un programa de simulación de

procesos.

Para la resolución de los modelos termodinámicos propuestos se utilizará el programa

comercial ASPEN Plus v.7 que utilizará un modelo secuencial modular para resolver el sistema

de ecuaciones algebraicas y diferenciales para dar forma al modelo matemático del proceso.

El programa calculará los balances de materia y energía y el equilibrio químico y entre fases

para los procesos propuestos, donde los componentes serán mezclados, separados,

calentados, enfriados y convertidos mediantes operaciones básicas. A su vez será fácil cambiar

los bloques y corrientes y las condiciones de entrada para ajustar el modelo y realizar

alternativas para llegar al resultado deseado.

Page 15: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

7

El programa resolverá de forma iterativa entre bloques alrededor del diagrama de proceso la

solución a la ecuación de la energía para cada una de las corrientes, descrita de forma reducida

en la siguiente ecuación:

𝑄 − 𝑊 = 𝑚 · (∆𝐻 + ∆𝐸𝑃 + ∆𝐸𝑐)

Donde:

Q: Calor transferido

W: Trabajo realizado por o hacia el sistema

𝑚 : Flujo másico

∆𝐻: Cambio de entalpía

∆𝐸𝑃 : Cambio en la energía potencial del sistema

∆𝐸𝑐 : Cambio en la energía cinética del sistema

Para mas referencias, se utilizará el modelo Peng-Robinson (PR) para tomar las ecuaciones de

estado de los componentes químicos, y los parámetros y bloques utilizados se describirán

cuando sea conveniente.

Para el dimensionamiento de los intercambiadores de calor se utilizará el programa Aspen

Exchanger Design and Rating v.7 y se explicará más adelante su uso y los parámetros de diseño

utilizados.

Page 16: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

8

3 Antecedentes

3.1 Análisis teórico de ciclos termodinámicos

Un ciclo termodinámico se puede entender como un circuito de dispositivos destinados a la

obtención de trabajo a partir de dos fuentes de calor a distinta temperatura o producir

mediante la aportación de trabajo el caso de calor de una fuente de menor temperatura a otra

de mayor temperatura (Figura 3).

La obtención de trabajo a partir de dos fuentes térmicas a distinta temperatura se emplea para

producir movimiento, por ejemplo en los motores o en los alternadores empleados en la

generación eléctricos, en nuestro caso será un compresor.

El rendimiento es el principal parámetro que caracteriza a un ciclo termodinámico, y se define

como el trabajo obtenido dividido por el calor aportado en el proceso, en un mismo tiemplo de

ciclo completo si el proceso es continuo. Este parámetro es diferente según los múltiples tipos

de ciclos termodinámicos que existen, pero está limitado por el factor o rendimiento de Carnot

que representa el máximo rendimiento posible que se puede obtener a partir de dos fuentes

térmicas a distinta temperatura.

𝜂 = 1 −𝑇𝑓

𝑇𝑐

Donde:

- 𝑇𝑓 es la temperatura del foco frío

- 𝑇𝑐 la temperatura del foco caliente

En la Figura 3 se muestra la estructura de un ciclo termodinámico de una potencia dada.

Figura 3: Diagrama de un Motor Térmico

Page 17: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

9

Los parámetros especificados en la figura son:

- Tc: temperatura del foco caliente

- Tf: temperatura del foco frío

- Qc: calor aportado al ciclo

- QF: calor desechado por el ciclo

- W: trabajo realizado por el ciclo

Un ciclo termodinámico inverso buscará lo contrario al ciclo termodinámico de obtención de

trabajo. Se aportará trabajo externo al ciclo para conseguir que la transferencia de calor se

produzca de la fuente más fría a la más caliente, al revés de cómo sucedería

espontáneamente.

En el presente proyecto se utilizarán los gases de escape del sistema turbina-compresor de la

estación de compresión para el aprovechamiento del calor útil en la generación de energía

mediante una turbina de vapor instalada en un ciclo amoniaco-agua.

3.2 Ciclos inferiores avanzados

Los sistemas inferiores, o de baja, de generación energética utilizarán la energía térmica

residual o de desecho de procesos primarios se usará para la generación de energía eléctrica

en un segundo escalón. La energía primaria se utilizarán directamente para satisfacer los

requerimientos del proceso del primer escalón, en nuestro caso comprimir gas en un punto

determinado de la red de distribución.

Los ciclos inferiores avanzados son aquellos que ofrecen mejores rendimientos energéticos y

mejores capacidades de refrigeración utilizando nuevas tecnologías, y hacen posible el

aprovechamiento energético de fuentes de energía de baja temperatura, como son los humos

de escape que se tratarán.

Los ciclos avanzados que usan amoniaco, dióxido de carbono súper-crítico u otros fluidos

tienen potencial para aumentar la salida de potencia y la eficiencia térmicas a la vez que

simultáneamente reduce los costes de condensación. El proyecto propuesto ofrecerá la

aplicación de aprovechamiento de la salida de humos de baja temperatura de una estación de

compresión para generar energía eléctrica y se estudiará su eficiencia y rentabilidad

económica.

Page 18: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

10

3.3 Introducción al Ciclo Amoniaco-agua

3.3.1 Mezcla Amoniaco-agua

Las mezclas amoniaco-agua tienen características diferentes tanto del agua pura como del

amoniaco puro; la mezcla se comportará como un fluido distinto. Se distinguen cuatro

diferencias básicas:

- La mezcla amoniaco-agua tiene un punto de ebullición y de condensación variable,

mientras que los líquidos puros tienen ambos puntos constantes.

- Las propiedades termo-físicas de la mezcla amoniaco-agua se pueden alterar

variando la composición de amoniaco, los fluidos puros tienen dichas propiedades

fijas.

- El amoniaco-agua tiene propiedades termo-físicas que causan que la temperatura

del fluido aumente o disminuya sin ningún cambio en el contenido de calor. La

temperatura del agua o del amoniaco no cambia sin ningún cambio en la energía del

sistema.

- Por último, con la mezcla de ambos elementos se produce el descenso crioscópico

(depresión del punto de congelación) del agua, ya que los puntos de congelación del

agua y el amoniaco son 0˚C y -78˚C respectivamente en condiciones normales, por lo

que la mezcla tendrá un bajo punto de congelación.

Para una mezcla zeotrópica la temperatura y la composición cambian continuamente durante

la ebullición, como muestran los puntos de la Figura 4 Cuando la mezcla comienza a hervir a la

temperatura de ebullición, dada por el punto A, el vapor que esta enriquecido en el

componente más volátil (amoniaco) se forma por la composición dada por B. Cuando la mezcla

continua en ebullición, la temperatura crece y se alcanza el punto C, donde la composición del

líquido y gas están dadas por D y E, respectivamente. Finalmente se alcanza el punto F, donde

la mezcla es un vapor saturado en el punto de rocío y la composición del vapor es la misma

que el líquido inicial al comienzo del proceso de evaporación.

Fuente: Elaboración propia

Figura 4: Diagrama de Fases Mostrando las Propiedades de la Mezcla Amoniaco-agua

Page 19: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

11

El comportamiento del ciclo Kalina ha sido utilizado para aprovechamiento de fuentes de baja

temperatura, tales como energía geotérmica, gradientes térmicos marinos y humos de escape

de motores y compresores. Es en esta última aplicación en la que se centra el proyecto

realizado. Así se pretende analizar un ciclo inferior avanzado que emplee la salida de los

humos de escape de una estación de compresión como fuente térmica de generación de

trabajo.

Las propiedades del agua y del amoniaco (Tabla 1) son adecuadas para ser el fluido de trabajo

de un ciclo de potencia. Las substancias son solubles entre sí y fácilmente separables, son

económicamente viables y extensamente usadas en la industria. Debido a que el agua y el

amoniaco tienen similares pesos atómicos, las mezclas de ambos fluidos pueden usarse con

turbinas de gas convencionales con pequeñas modificaciones.

Tabla 1: Propiedades Básicas de Agua y Amoniaco

Propiedades Amoniaco NH3 Agua H2O

Peso Atómico [kg/kmol] 17,0 18,0 Punto de Ebullición a 1.013 bar [K] 239,8 373,2 Punto de Congelación a 1.013 bar [K] 195,4 273,2 Temperatura Crítica [K] 405,4 647,14 Presión Crítica [bar] 113,3 220,64

Fuente: M. Conde Engineering, Zurich 2006 (Engineering, 2006)

3.3.2 Ciclo Amoniaco-agua

A la hora de empezar a pasar el ciclo Rankine a un ciclo amoniaco-agua, el primer obstáculo

que se plantea es el del cambio radical de las propiedades del fluido de trabajo. El líquido que

circula a través del ciclo Kalina tiene las propiedades pertenecientes a un fluido zeotrópico.

Las propiedades del fluido circulante descritas anteriormente no influyen tanto en la parte del

HRSG como en el sistema de condensado. En un diagrama simplificado del ciclo Kalina, Figura 5

(Jonsson, Svengerg, & Thorin, 1999), se puede ver que las propiedades zeotrópicas del fluido

de trabajo requiere una variación de composición para aumentar la eficiencia de la

recuperación de la energía interna del circuito. El fluido de trabajo es evaporado y súper-

calentado en el HRVG antes de la expansión antes de la turbina. La relativa alta concentración

de amoniaco.

Figura 5: Ciclo Amoniaco-agua Simplificado.

Page 20: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

12

El uso del Ciclo de Rankine para aplicaciones de recuperación energética tiene restricciones

debido a la constate temperatura de vaporización. Una mezcla de fluidos como el agua y

amoniaco soluciona este problema a posibilitar una mejor aproximación entre los flujos

caliente y frio. La composición del ciclo se puede variar en diferentes puntos del ciclo mediante

el uso de separadores.

El amoniaco en la mezcla pasa a vapor primero, y su concentración disminuye en la mezcla

líquida. Esto reduce el desajuste entre la parte superior de los gases de escape y el fluido de

recuperación, permitiendo una elevación del ciclo de recuperación. En la Figura 6 se puede ver

un ciclo Rankine comparado con un ciclo Amoniaco-agua de manera cualitativa en el paso a

través de la caldera.

En cuanto al subsistema de condensación destilado, como se puede ver en la Figura 5 el vapor

saliente de la turbina es enfriado previamente en un recuperador y posteriormente mezclado

con una disolución pobre en amoniaco para aumentar la temperatura de condensación.

Fuente: Referencia (Jonsson, Svengerg, & Thorin, 1999)

Figura 6: Temperaturas en el HRSG de un ciclo amoniaco-agua comparado con un ciclo Rankine

Por otra parte la solución básica, rica en amoniaco, se condensa en un absorbedor y llevada al

recuperador a más alta presión. Parte del fluido se diluye con la corriente rica en amoniaco

que proviene del separador. La corriente con la concentración original amoniaco-agua desde el

recuperador se disgrega en el separador. Por último el vapor se mezcla con la solución básica,

se condensa y presuriza antes de volver a entra en la caldera.

3.4 Primera aplicación práctica del ciclo Kalina en ciclos

combinados

En noviembre de 1996 entró en funcionamiento la primera planta de ciclo combinado

utilizando el ciclo Kalina. Esta planta se ha tomado como referencia experimental de la

viabilidad técnica y económica del ciclo que se desarrollará, por lo que será de vital

importancia analizar los diversos aspectos de la experiencia práctica de este tipo de centrales

para la generación energética viable.

Page 21: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

13

Esta planta test de 6MW, localizada cerca de Los Ángeles, California, completó

satisfactoriamente 4 años de test tras una serie de exhaustivas pruebas usando diversas

fuentes externas de calor (Ogriseck, 2009).

El ciclo Kalina ha sido objeto de numerosos artículos científicos y han sido patentadas diversas

configuraciones desde comienzos de los años 80. Es significativa la gran mejora sobre el estado

del arte del ciclo Rankine debido al estudio del uso de la mezcla de composición variable de

NH3.

3.4.1 Planta de demostración

A comienzos de los años 90 la compañía Exergy Inc., propietaria de la tecnología Kalina, creó

mediante capital privado una planta de demostración de 3MW en el Energy Technology and

Engineering Center (ETEC), cerca de Canoga Park (Figura 7), California. Exergy esperaba que

una demostración práctica del ciclo Kalina causara una aceptación por parte del mercado para

ser el sustituto definitivo del ciclo Rankine, sin embargo no fue así debido a que nadie quiere

asumir los riesgos de tal estandarización.

Fuente: Exergy Inc.

Figura 7: Foto de la planta Kalina en Canogas Park

La planta fue configurada por Exergy como ciclo de baja usando los humos de escape de una

caldera de gas para generar 3MW de salida eléctrica. La Figura 8 (Mirolli & Leibowitz, 1999)

muestra 4 composiciones distintas de amoniaco-agua, donde la concentración de NH3 varía

del 95% hasta el 33%. La composición del fluido de trabajo principal entrante a la turbina es de

70% NH3, mientras que el que pasará por el condensador operará con un 42% NH3. Se utiliza

el fluido más rico en amoniaco para aprovechar el mayor trabajo producido por el mismo

durante la expansión, mientras que se empobrece la mezcla de amoniaco antes de su entrada

en el condensador para aumentar la temperatura de condensación por encima de la ambiental

para posibilitar la condensación con una corriente disponible (ríos, torres de condensación o

aero-refrigeradores según el caso).

Page 22: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

14

El grado de libertad adicional dado por la capacidad de variar la composición del fluido de

trabajo, no encontrado en ciclos Rankine, da una importantísima ventaja a los ciclos agua

amoniaco con respecto a los ciclos de vapor tradicionales.

Figura 8: Diagrama de Flujo del Ciclo Kalina de Canogas Park

Tras 3 años de pruebas, acumulando 5 200 horas de operación los test dieron el visto bueno a

la aplicación práctica de los ciclos amoniaco-agua, ya que los resultados fueron:

- Los datos de rendimiento probaron que el proceso amoniaco-agua es más eficiente

que el ciclo Rankine. Los datos de las propiedades de las mezclas amoniaco/agua

utilizadas fueron confirmadas.

- Los operadores podían cambiar con facilidad la composición del flujo de trabajo.

- La planta operó con seguridad, estabilidad y eficiencia. No se presentaron apagones

súbitos por causas directas del ciclo.

- Todos los materiales y equipos fueron probados y compatibles con el fluido de

trabajo.

- Se llevó a cabo operación y mantenimiento rutinarios.

Page 23: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

15

También se localizaron varios problemas (Mirolli & Leibowitz, 1999) de los cuales ninguno fue

debido al proceso, sino a componentes individuales, como por ejemplo:

- Rendimiento de la turbina de vapor: aproximadamente se perdían 200 kW debido a

la fase de control de la turbina.

- Bajo rendimiento de los condensadores: aproximadamente 120 kW de pérdida se

causaron por su mala configuración. Ingenierilmente se puede solucionar, gracias a

esta experiencia colocando condensadores verticales y a contracorriente en lugar de

unidades horizontales de flujo cruzado.

- Precintos: los sellos del eje de la turbina y de las bombas sufrieron excesivo desgaste

por una mala configuración. Un simple reajuste arregla este problema.

3.4.2 Pruebas de rendimiento

El objetivo primordial de las pruebas de rendimiento fue el abastecimiento de información

ingenieril detallada para documentar el rendimiento de ciclo Kalina para diversas condiciones

de contorno y para componentes individuales de la planta. Los operarios tomaron datos sobre

un rango de condiciones de operación para documentar el rendimiento individual de cada uno

de los intercambiadores de calor, incluyendo el sub-sistema de condensación destilada y otros

componentes de la planta.

Como segundo objetivo se evaluó la estabilidad de las operaciones sobre diferentes cargas del

ciclo y variaciones de concentración del amoniaco. Estos datos son importantes para la

ingeniería de detalle del presente proyecto, ya que las pruebas están dentro del rango de

potencia obtenidas en este proyecto.

3.4.3 Pruebas de gases no condensables

Ingenierilmente en el diseño del équido de la planta es importante tener en cuenta la

acumulación de gases no condensables en el fluido de trabajo del ciclo. Si se falla en la

detección de este problema se tendrá un deterioro en el rendimiento de la superficie de

condensación de los condensadores. En el ciclo Rankine esta problemática se soluciona

eliminando los gases no condensables a través del uso de bombas de vacío recíprocas o

inyectores de aire a presión – vapor. La mayoría de los gases no condensables entran en el

ciclo como resultado de infiltraciones en el condensador, que trabaja a condiciones de alto

nivel de vacío.

Los condensadores de los ciclos amoniaco-agua no operan en condiciones de vacío, por lo

tanto la infiltración de aire no es ningún problema. Sin embargo en condiciones de trabajo

típicas para sobrecalentadores y regeneradores, y en las áreas de alta temperatura del

generador de la turbina, el amoniaco puede descomponerse para formar hidrógeno y

nitrógeno, que se acumulará en el fluido de trabajo como gas no condensable.

Page 24: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

16

Durante las operaciones de funcionamiento rutinarias los operarios ventilaron los

condensadores de alta y baja presión cada día. Sin embargo la composición y el volumen de los

gases aireados eran desconocidos antes del presente test. Los operarios de planta realizaron

una serie de test para determinar esta incógnita.

Los resultados cuantificaron el flujo volumétrico y la composición de los gases expulsados

sobre un rango de condiciones de operación mostrados en la Tabla 2.

Tabla 2: Resumen de los ensayos de incondensables.

Test Componente

Ventilado

Flujo

(kg/h)

Temperatura

(˚C)

Horas de

operación

Ratio de

descomposición (kg/h)

1 HP 11 340 755 24 0,00144

7 HP 11 793 527 24 0,00068

LP 11 793 527 24 0,01

9 HP 11 793 524 24 0,00298

LP 11 793 524 24 0,2

Fuente: (Mirolli & Leibowitz, 1999)

3.4.4 Pruebas con materiales

La problemática relativa a los materiales de fabricación de la planta presentes en fluidos de

trabajo amoniaco-agua a través de los distintos componentes del ciclo son menos graves

debido a que los niveles de oxigeno presentes en el fluido de trabajo son extremadamente

bajos. Sin embargo la nitruración de los componentes sometidos a altas temperaturas debe ser

objeto de estudio en el momento de elegir sobrecalentadores, re-calentadores y partes de

turbina sometidas a grandes temperaturas. Se han hecho pruebas relativas a este punto,

aunque no han sido publicadas en detalle.

Durante el funcionamiento de la planta de prueba no ha habido fallos del ciclo de planta

relacionados a problemas por corrosión, sin embargo es importante considerar el efecto de la

nitruración.

Page 25: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

17

3.5 Otros ciclos Kalina funcionando de manera comercial

A parte de la planta piloto situada en Canoga Park, se han puesto hasta la fecha diversas

instalaciones en funcionamiento (Ogriseck, 2009) siguiendo la experiencia mostrada en las

pruebas ya mencionadas a partir de un diseño conceptual similar (Figura 9, procedente de

Exergy Inc.). Todas las mencionadas funcionan como centrales geotermales.

Figura 9: Diseño conceptual de un ciclo Kalina

3.5.1 SU Steel Works

Este proyecto está localizado en la ciudad de Kashima en Ibaraki, Japón. El diseño está basado

en una instalación documentada teóricamente, KCS34g, teniendo una salida eléctrica de red

de 3.1 MW aprovechando agua a 98 °C.

El agua utilizada como fuente de calor proviene del calentamiento producido por la producción

de acero. Sin el uso del ciclo Kalina este flujo de calor estaría desaprovechado. La planta entró

en funcionamiento operacional a partir de finales de 1999.

3.5.2 Proyecto KFC

La planta se encuentra en Fukuoka, Japón. La fuente de calor proviene de los productos de

combustión de la incineración de residuos urbanos con una tasa de 200 toneladas por día en la

instalación de incineración. La salida a red del ciclo es de 4 MW, entró en funcionamiento en

otoño del 1999.

Page 26: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

18

3.5.3 Husavik, Islandia

La empresa Orkuveita Husa-vikur se encargó de la instalación de esta central, también basado

en el concepto de KCS34 (Valdimarsson P. , 2003). La planta tiene como límite 2MW de salida a

la red, considerando un flujo geotérmico de 90kg/s a 124°C y una disposición de agua de

condensación a una temperatura de 5°C. La Figura 10 (Valdimarsson P. , 2003) muestra el

diseño final de la instalación. Entró en funcionamiento en el año 2001.

Figura 10: Planta Kalina en Husavik, Islandia

3.5.4 Steamboat

Central geotérmica de generación de 6MW procedentes de 140kg/s de un flujo termal. Está

localizada a 15km al sur de Reno, Nevada. La fuente de temperatura a la entrada del

evaporador es de 160°C. La planta está refrigerada utilizando aire. La planta entró en

funcionamiento en 2003, pero funciona como instalación de estudio y de pruebas.

3.6 Ventajas de la instalación

Considerando que la instalación propuesta generará energía eléctrica a partir de una fuente de

humos de escape, con emisiones de gases efecto invernadero, entrará a formar parte de una

fuente energética limpia ayudando tanto a recolectar mayor derecho de emisiones sin

penalizar como a generar energía procedente de una fuente gratuita, de los gases de escape

del compresor.

Posteriormente se estudiará si en un supuesto de una inversión dada por kW instalado para la

ejecución del proyecto con un precio de venta de electricidad de 40 €/MWh se conseguirá

retornar la inversión realizada con una rentabilidad que haga viable el proyecto. Para dicho

estudio no se considerarán las ventajas derivadas de la no emisión de CO2

La estación de compresión de Tivissa supera en más del doble los derechos de emisión de CO2

asignados (Tabla 3). Actualmente estas emisiones pasan a formar parte de una seria

Page 27: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

19

consideración económica en el planteamiento estratégico de cualquier actividad industrial, por

lo que será necesario plantearse la necesidad de compensar las emisiones sobre-generadas

para afrontar restricciones de emisiones futuras.

Tabla 3: Emisiones y derechos de emisión en Estaciones de Compresión en toneladas de CO2

Fuente: Enagás (J.H.S., Mayo 2007)

El hecho de realizar medidas para compensar las emisiones de gas no es solo un caso aislado

de la estación de compresión tratada, ya que la EC de Tivissa y otras partes del sector gasístico

no están preparados para la entrada a futuros, además el mercado de CO2 se prevé que vaya a

ser un factor estratégico dentro de las compañías por la entrada en funcionamiento en España

en el 2005 de la bolsa de emisiones de CO2 (Tabla 4). Por ejemplo, en la compañía a la que

pertenece la EC de Tivissa tiene que solucionar las emisiones relacionadas con las siguientes

instalaciones:

Tabla 4: Precios del mercado del CO2 (2009).

Fuente: Enagás (J.H.S., Mayo 2007)

A parte del exceso de emisiones de las estaciones de compresión existen otros componentes

del circuito gasístico (Tabla 5) que superan las emisiones límite y que potencialmente sus

humos de escapes pueden ser aprovechados de igual manera que describe el presente

proyecto.

Page 28: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

20

Tabla 5: Instalaciones de Enagás que superan las emisiones límite.

Equipo Instalación Motores de los Compresores AS de Serrablo

Vaporizador de combustión Sumergida

Planta de Barcelona

Planta de Cartagena

Planta de Huelva

Turbocompresores

EC de Huelva EC de Cordova

EC de Algete EC de Crevillente

EC de Almendralejo EC de Dos Hermanas

EC de Almodovar EC de Haro

EC de Bañeres EC de Paterna

EC de Zamora EC de Tivissa

Fuente: Enagas (J.H.S., Mayo 2007)

3.7 Caso de estudio: Estación de Compresión de Tivissa

El ciclo propuesto se propondrá para la estación de compresión de Tivissa

3.7.1 Emplazamiento

La instalación donde se estudiará el caso propuesto se encuentra en el municipio de Tivissa,

provincia de Tarragona. La estación pertenece a Enagás S.A. y tiene como dirección Carretera

Tortosa (Vinallop) a García Km. 5, C.P. 42746. El emplazamiento pertenece a la demarcación

hidrográfica del Ebro.

Las coordenadas geográficas, en el sistema WGS84, equivalente a ETRS89 y, en Islas Canarias,

REGCAN95 (RD 1071/2007), son:

- Longitud: 0,895030

- Latitud: 41,042893

La EC se encuentra en el Eje del Ebro de la red de gaseoductos de transporte Tivissa-Zaragoza-

Logroño-Calahorra (Figura 11).

Fuentes: Google Maps y Enagas

Figura 11: Localización de la EC Tivissa.

Page 29: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

21

3.7.2 Infraestructura actual de la zona

La EC de Tivissa se encuentra en la Zona II, mostrada en la Figura 12, tomada de Enagas, del

Sector Eléctrico Español. Actualmente, consumen gas para el sector eléctrico en la zona II los

siguientes ciclos combinados:

- 1 CTCC Besós de Endesa (ubicado en el Sea-Line)

- 1 CTCC Besós de Gas Natural (ubicado en el Sea-Line)

- 1 CTCC Reus de Endesa

- 1 CTCC Reus de Iberdrola

- 2 CTCC Plana de Vent de Gas Natural

Y las próximas incorporaciones son las siguientes:

- CTCC Besós de Endesa (400MW x 2) (Comienzos 2010)

- 2 CTCC Barcelona 1 y 2 de Gas Natural (425 MW x 2) (previstos en marzo 2010)

También forman parte de la zona Barcelona – Tivissa las siguientes centrales térmicas

convencionales:

- Central Térmica de Foix

- Central Térmica de San Adrián

Figura 12: Trayecto del Gaseoducto Tivissa-Barcelona

Page 30: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

22

4 Estación de Compresión de Tivissa

La Estación de Compresión de Tivissa está constituida por tres compresores en paralelo,

accionados por turbinas de gas, y las instalaciones auxiliares necesarias para su

funcionamiento con una configuración similar a la mostrada en la Figura 13. Se prevé la

implantación futura de un cuarto turbocompresor, con mínima parada de la Estación. El

acoplamiento en paralelo de los turbocompresores permite su entrada en funcionamiento en

función de los requerimientos del sistema.

Figura 13: Fotografía de una Instalación de Compresión

4.1 Funcionamiento de la estación

La Estación está diseñada para que un máximo de dos turbocompresores estén operativos

simultáneamente, quedando al menos uno en reserva para poder afrontar períodos de

mantenimiento y de fallo o avería. Para ajustar el funcionamiento de la Estación a la demanda

cada máquina cuenta con la posibilidad de variar el número de revoluciones del compresor a

través de la turbina y en consecuencia el caudal de gas comprimido.

Los compresores son de tipo centrífugo y las turbinas de accionamiento (Figura 14, procedente

de un catálogo de Solar Turbines Incorporated) utilizan el propio gas natural como

combustible. Para el arranque de los turbos, sin embargo, se empleará un motor eléctrico,

evitando, de esta manera la causa más frecuente de venteos en la estación.

Figura 14: Grupo de compresor y turbina

Page 31: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

23

Cada turbocompresor está alojado en el interior de una caseta con la finalidad de amortiguar

el ruido producido durante su funcionamiento y de proteger la instalación frente a los

elementos climatológicos, ante posibles fugas de gas e incendios.

Debido a la reversibilidad de la Estación, el colector de aspiración y el gasoducto de impulsión

podrán variar en función de las necesidades del sistema. Normalmente, la impulsión se

producirá hacia el Eje Transversal, maximizando la capacidad de transporte hacia Levante o la

zona Centro-Sur aspirando desde Almería.

Antes de la etapa de compresión, el gas pasa por filtros multiciclónicos, con el objeto de

retener los elementos sólidos u otras impurezas que pueda contener, y evitar de esta manera

que se dañen los elementos móviles de los compresores. Para ello existe una batería de tres

filtros multiciclónicos (uno por cada turbocompresor) más uno de reserva, dotados con

detector de nivel de condensados.

Tras esta etapa de filtrado, el gas se dirige hacia los compresores. Estos compresores,

accionados por turbinas de gas, elevan la velocidad del gas, y por tanto la presión,

impulsándolo hacia el gasoducto.

En la compresión el gas puede alcanzar más de 50 ˚C, temperatura que es necesario rebajar

para asegurar una capacidad de transporte adecuada. Para ello, el gas, antes de su entrada en

la Red Básica de Gasoductos, pasa por el aero-refrigerador que limita la temperatura de

emisión por debajo de 50 ˚C. Estos elementos refrigeradores son accionados por motores

eléctricos.

Para regular el suministro de gas natural a las turbinas de accionamiento de los compresores,

se dispone de una Estación de Regulación y Medida (ERM) que garantiza la presión de gas a la

entrada de la cámara de combustión de la turbina de gas. En esta reducción de presión se

produce un enfriamiento del gas por lo que la Estación de Regulación y Medida dispone de dos

calderas para precalentar el gas antes de la regulación. Estas calderas utilizan como

combustible el propio gas natural. Este sistema principal de gas se complementa con el

sistema de gas de servicios o gas de alimentación a calderas y a la calefacción de los edificios

de mantenimiento y control.

Todas las operaciones de la Estación de Compresión se desarrollan de forma automática, a

través del Sistema de Control. Para ello, el operador fija los cuatro parámetros principales de la

Estación: presión de aspiración, presión de impulsión, caudal a comprimir y temperatura de

descarga.

Teniendo en cuenta estas variables, el Sistema de Control de la Estación, pone en marcha el

número de máquinas adecuado y regula la velocidad de las mismas.

Con objeto de hacer seguro el funcionamiento, la estación cuenta con instrumentos de campo

para las variables principales de regulación y con lógicas que controlan todo el proceso.

Page 32: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

24

Como complemento a tal sistema, existe una lógica de verificación, que excluye a la lógica

eventualmente fuera de ejercicio, y permite la operación de la Estación en condiciones

excepcionales.

Para asegurar el suministro de energía eléctrica la Estación cuenta con:

- Suministro a través de red.

- Grupo electrógeno de emergencia para casos de fallo del anterior suministro.

- Equipos de corriente segura, con batería, rectificadores y onduladores, mientras

dura el fallo de suministro y entra en funcionamiento el grupo electrógeno.

Como instalaciones auxiliares principales, la Estación cuenta con:

- Un sistema de reposición, recuperación y descarga del aceite de lubricación y sello

de los turbocompresores.

- Un sistema de venteo silenciado a la atmósfera de toda la Estación para los casos

en que las condiciones de la instalación lo requieran.

En la Figura 15 (Consultora IiMA, Octubre 2007) se muestran e indican las diferentes partes

mencionadas en los anteriores párrafos en una vista en planta de una Estación de Compresión

genérica.

Figura 15: Vista en planta de una estación de compresión

Page 33: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

25

4.2 Características principales de la planta

La EC de Tivissa tiene 44 922 HP de potencia instalada y 14 974 HP de potencia unitaria ISO

(15˚C, a nivel del mar), que abastecen actualmente el caudal ilustrado en la Tabla 6.

Tabla 6: Abastecimiento de Caudales

Caudal Mínimo Caudal Máximo Nm³/h GWh/dia Nm³/h GWh/dia

Pa=46 bar Verano Invierno Verano Invierno 1 TC 72 b 230 000 65 470 000 570 000 134 160 2 TC 940 000 1 140 000 268 324

Pa=Presión de Aspiración

Fuente: Enagás

El núcleo de cada uno de los tres grupos de la planta consta de una turbina Solar Mars 100

15002s y un compresor C45 (Figura 16, procedente de un catálogo de Solar Turbines Inc.). El

punto de diseño de la estación de compresión es:

- Presión de aspiración: 44,4 bar

- Presión de impulsión: 72,4 bar

- Caudal unitario: 243 KNm³/h

- Caudal total: 486 KNm³/h

Los últimos datos que se han tenido disponibles sobre su funcionamiento anual son del

ejercicio del 2006 donde los turbo compresores estuvieron en funcionamiento 6 799 horas,

313 horas menos que el 2005, comprimiendo un volumen de gas de 2 136,42 km³(n) con un

autoconsumo de 9 101 km³(n) (es decir un autoconsumo de 0,43 %).

Para la realización del estudio de viabilidad de una planta de aprovechamiento de humos de

escape su utilizará un solo grupo compresor-turbina.

El rendimiento dado por el proveedor del grupo turbina compresor es necesario tenerlo en

cuenta para futuras combinaciones de la planta de aprovechamiento.

El relativamente bajo nivel térmico de los humos de escape de la estación de compresión

provocaba que fuesen directamente expulsados sin ningún aprovechamiento. Sin embargo, la

revalorización de los humos mediante el ciclo Kalina abre nuevas expectativas, centrándose en

la producción eléctrica al menor coste posible.

Figura 16: Compresor C45 y turbina Solar Mars 100

Page 34: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

26

4.3 Modelo utilizado en la simulación

En el esquema simplificado se encuentran los principales equipos de un grupo de la EC Figura

17, la turbina y el compresor de la turbina (Equipos T93, R912 y C910). Se puede ver como el

gas natural (NG) accede a la cámara de combustión y reacciona con el aire comprimido

generando la energía para alimentar a la turbina y producir los gases de escape con las

condiciones de la Tabla 7.

Figura 17: Flow-sheet de la EC Tivissa utilizado en ASPEN

Page 35: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

27

La estación de compresión se simulará utilizando el programa ASPEN Plus y se ajustarán las

condiciones de contorno de cada uno de los equipos para adecuar los parámetros de salida de

los humos de escape a los valores nominales de la estación.

Tabla 7: Condiciones iniciales de los gases de escape

TEMPERATURA 500˚C

PRESIÓN 1,0639 bar

FLUJO MASICO 42,08 kg/s

COMPOSICIÓN (%mol)

H2O 3,4%

CO2 4,5%

O2 17%

N2 75%

4.4 Corrientes de entrada en el modelo de la instalación

Las corrientes de entrada de los componentes que pasarán a la caldera de combustión son aire

y el combustible. El gas natural presenta unas condiciones y composición dada (Tabla 8).

Tabla 8: Condiciones termodinámicas y composición del gas natural de la EC

TEMPERATURA 10˚C

PRESIÓN 35 bar

FLUJO MASICO 0,68 kg/s

COMPOSICIÓN ( % mol )

CH4 0,9230

C2H6 0,05

C3H8 0,0150

C4H10 0,0060

C5H12 0,0010

N2 0,005

Page 36: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

28

El aire de entrada en la cámara de combustión se ha tomado con una composición de 21%

oxígeno y 79% nitrógeno con unas condiciones de 25˚C, presión de 1 atmósfera y con un

caudal másico de 41,4 kg/s.

4.5 Características de los equipos utilizadas en el modelo

Los equipos simulados en el diagrama de flujo de ASPEN (Figura 17 ) a partir de un esquema de

una estación de compresión se ha simulado de la siguiente forma:

- Turbina de gas (equipo T93): simulada por un reactor químico de combustión a

partir de las corrientes descritas en el anterior apartado y por un módulo

compresor.

- El compresor (equipo R912) se asimilará a una turbina funcionando en sentido

inverso descargando los gases a 1,05 bar procedentes de la cámara de combustión

(15 bar). Por su parte la caldera de combustión generará gases de combustión

según la Tabla 9, donde se ha considerado la cámara de combustión como un

reactor adiabático.

Tabla 9: Composición de los gases a la salida de la cámara de combustión

TEMPERATURA 1 085˚C

PRESIÓN 15 bar

FLUJO MASICO 42,08 kg/s

COMPOSICIÓN (%mol)

H2O 3,563%

CO2 4,680%

O2 16,249%

N2 75,418%

- Compresor de aire (equipo C910): aspirará aire a condiciones ambientales y lo

comprimirá hasta los 15 bar, debido a tal compresión el gas alcanzará 441˚C,

utilizándose una parte de ese caudal para refrigerar los álabes del cuerpo de

expansión de la turbina.

- Separador (equipo S911): Separará un 5% de la entrada de aire para ser llevado a la

turbina (refrigerante) y el 95% restante se conduce a la cámara de combustión; el

aire en exceso en la cámara de combustión sirve para reducir la temperatura en la

cámara de combustión.

- Intercambiador de calor (equipo ZH914): Simplemente servirá para ajustar la

temperatura de salida a la prefijada por las condiciones de los gases de escape de la

EC (Tabla 7), definiendo la temperatura de salida de los humos de escape de la

turbina con un valor de 500˚C.

Page 37: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

29

5 Diseño del Ciclo Amoniaco-agua

El ciclo amoniaco-agua puede generar energía del calor de desecho de baja temperatura de

turbinas de gas, en este caso procedente de una estación de compresión. También es

importante mencionar para futuros estudios que el presente ciclo se podría utilizar para

centrales energéticas de combustibles fósiles.

Estudios anteriores en ciclos amoniaco-agua se centran en eficiencias teóricas en el diseño de

configuraciones del ciclo, demostrando las propiedades ya mencionadas de la mezcla

amoniaco-agua. De hecho Alexander Kalina, inventor de Ciclo Kalina mencionado

anteriormente ha investigado de forma amplia dentro de su compañía Exergy el mercado de

los ciclos amoniaco-agua.

Dicha compañía ha estudiado y patentado gran número de ciclos energéticos con diferentes

configuraciones mientras que en el presente trabajo se ha diseñado desde los fundamentos

básicos un ciclo amoniaco-agua con modificaciones necesarias para ser adaptado al

aprovechamiento energético de la aplicación descrita.

5.1 Antecedentes prácticos para el diseño

Los ciclos energéticos de amoniaco-agua han sido ampliamente estudiados de manera teórica,

pero las referencias prácticas son insuficientes para avanzar en la concepción del estudio de un

ciclo real a gran escala. Los ciclos amoniaco-agua presentan su mejor rendimiento y

practicidad en aprovechamientos energéticos de baja temperatura, como puede ser la energía

geotérmica o los humos de escape industriales.

Los ciclos amoniaco-agua pueden producir más energía que un ciclo de vapor Rankine. Dentro

de la primera publicación de Alexander Kalina (1983) se incluyó una aplicación para un ciclo

combinado, de la que cabe destacar, en contraste, que es de difícil aplicación práctica debido a

la difícil condensación del fluido de trabajo (NH3/H2O) en ciclos de baja en aplicaciones de

aprovechamiento de altas temperaturas.

De manera teórica la eficiencia de los ciclos Kalina, llegando en las mejores previsiones al 30%

de eficiencia del ciclo Rankine convencional (R. Senthil Murugan, 2008). De igual forma, para

equiparar con rendimientos económicos, el aumento de eficiencia eléctrica máxima del 5%-

14% va acompañado de una rebaja de costes de 2% al 5% de electricidad con respecto a ciclos

energéticos de vapor.

En cuanto a costes de inversión de este tipo de ciclos (€/kWe) se estima aproximadamente un

11% más alto que un ciclo combinado de una sola presión y un 4% más bajo que un ciclo de

vapor de dos presiones.

Page 38: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

30

Teóricamente se han encontrado eficiencias energéticas del 30% más altas utilizando dobles o

triples niveles de presión. En el presente proyecto se utilizará un solo nivel de presión debido a

que la prioridad es obtener una aplicación de aprovechamiento energético con el menor coste

de inversión posible.

5.2 Ciclo amoniaco-agua

5.2.1 Ciclo Simple

El ciclo agua-amoniaco más simple posible es el representado en la Figura 18 (Jonsson,

Svengerg, & Thorin, 1999). Comparado con un ciclo de vapor Rankine la parte de recuperación

de humos de escape del ciclo de agua-amoniaco presenta la misma disposición, mientras que

el subsistema de destilación-condensación, DCSS en la Figura 18 , difiere de la condensación

del ciclo de vapor. El DCSS consigue variar la concentración del flujo de trabajo para recuperar

eficientemente la energía interna del ciclo mediante un proceso de separación de flujos.

El fluido de trabajo se evaporará y sobrecalentará en la caldera de recuperación (HRVG) antes

de que atraviese la turbina. La relativa alta concentración de amoniaco en la caldera se llamará

concentración de trabajo. Un recalentador recobrará la energía de la corriente saliente de la

turbina para ser llevada al separador de fases. El tanque de separación flash producirá una

corriente de líquido saturado empobrecido en amoniaco y otra corriente de vapor saturado

formado por una mezcla enriquecida en agua-amoniaco.

Figura 18: Circuito simple amoniaco-agua de Jonsson, M.

Una bomba aumentará la presión del condensado básico y la corriente será dividida: una parte

se mandará al separador, pasando por el recalentador, y la otra corriente se mezclará con el

vapor enriquecido proveniente del separador para restaurar la concentración de trabajo. La

mezcla de dos fases de la concentración de trabajo se condensará en el condensador de alta

presión y la corriente resultante mediante la bomba de alta presión recuperará la presión

máxima del ciclo antes de la caldera de recuperación.

Page 39: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

31

Una corriente de alta concentración de amoniaco, como puede ser a la salida de la turbina, no

puede ser condensada mediante agua de refrigeración a condiciones normales, debido a que

la mezcla necesitaría una temperatura muy baja al nivel de presiones de trabajo del

condensador. Aumentando la presión de salida de la turbina permitiría aumentar la

temperatura de condensación, pero sin embargo disminuiría la salida de potencia del ciclo.

El sistema de destilación-condensación reducirá las altas concentraciones de amoniaco a la

salida de la turbina mediante la absorción en una solución empobrecida y permitirá una

expansión al pasar por la turbina a tan baja presión como lo permita la concentración de

trabajo, siempre superior a la presión atmosférica por motivos de seguridad.

5.3 Otros esquemas de ciclos amoniaco-agua y Kalina

Debido a que este tipo de ciclos no serán útiles para funcionar de manera aislada no existirá

una configuración teórica estándar para el ciclo amoniaco-agua y se tendrá que diseñar la

configuración que mejor se integre a la aplicación deseada.

Existen innumerables configuraciones, de todas ellas se mostrarán las configuraciones de

textos que han influido en el presente proyecto de forma más influyente:

- Configuración procedente del estudio exérgico de procesos industriales (Wall,

Ishida, & Chuang, 1989), Representada en la Figura 19

Figura 19: Ciclo amoniaco agua de Wall, Ishida y Chuang (1989)

Page 40: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

32

- Estudio publicado en Reykjavik (Valdimarsson P. , 2003) en un congreso sobre los

factores económicos de influencia del ciclo Kalina en instalaciones geotérmicas

(Figura 20).

Figura 20: Ciclo amoniaco agua de Valdimarsson y Eliasson

- Las múltiples configuraciones propuestas en la tesis de Maria Jonsson, de la

Universidad de Oslo, una completa tesis donde se muestran diversas variedades de

ciclo amoniaco-agua para distintos motores diesel, el ejemplo representado en la

Figura 21 está tomado de Jonsson, Svengerg y Thorin (1999).

Figura 21: Ciclo amoniaco agua de Jonsson, Svengerg y Thorin

Page 41: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

33

5.4 Ciclo amoniaco-agua adaptado

El ciclo final que se diseñará es una pequeña modificación del ciclo amoniaco-agua más básico.

La razón del cambio ha sido para adaptar el funcionamiento a las condiciones del problema, la

temperatura de salida de los humos de escape.

El principal cambio que se ha añadido es la configuración de los regeneradores y la inserción

de corrientes de reflujo (A1-A2-A3, B1-B2 y C1) para aumentar el rendimiento del ciclo

reduciendo la irreversibilidad del ciclo amoniaco-agua simple (Figura 22).

Figura 22: Ciclo amoniaco-agua diseñado

El fluido de trabajo será la mezcla binaria de amoníaco/agua (NH3/H2O). El ciclo comenzaría

en la entrada a la caldera de recuperación, donde el fluido en estado inicial entrará en la

caldera de recuperación.

Esta caldera de recuperación se compondrá de un economizador, un evaporador y un sobre-

calentador. Gracias a sus propiedades zeotrópicas el NH3/H2O realizará un buen seguimiento

del perfil de temperaturas en la caldera de recuperación, por lo que no será necesaria la

instalación de una caldera de recuperación más compleja, con varios niveles de presión. Una

única presión de operación será suficiente para el presente proyecto.

El vapor sobrecalentado procedente de la caldera (2) se expandirá en la turbina hasta la

presión del condensador de baja presión. La presión de expansión será superior a la

atmosférica, se considerarán 4 bar por motivos de seguridad.

Page 42: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

34

A la salida de la turbina de vapor (3) se aprovechará la elevada entalpía que posee la mezcla

para calentar el fluido que se dirige al separador mediante el regenerador I. Esta mezcla

procedente de la turbina y enfriada en el regenerador I (4) se mezclará con un fluido

empobrecido en amoniaco (C1) generado por el separador, debido a las propiedades de la

disolución de trabajo.

Dicho proceso es necesario para diluir el fluido que entrará en un segundo regenerador y en el

condensador de baja presión (5), de tal forma que disminuirá así el deslizamiento (pendiente

del proceso de condensación en el diagrama T-Q) y conjuntamente la temperatura media de

rechazo de calor, lo que incrementa el rendimiento.

Tras el paso por el primer regenerador el fluido es refrigerado mediante el regenerador II

utilizando una corriente de reflujo interna, mediante la cual se aprovecha mejor la entalpía del

sistema. La salida del regenerador II (6) irá al condensador I de baja presión

El condensador I estará refrigerado por una corriente de agua que se calentará al pasar a

través de él, siendo dirigida dicha corriente (7) a la bomba de baja presión que elevará la

presión de la mezcla hasta la presión de trabajo del separador.

El fluido proveniente de dicha bomba (8) se dividirá en dos ramas, una que alimentará el

separador (A1) y otra que se dirigirá al condensador de alta presión (9) tras ser mezclada con

un gas enriquecido en amoniaco (B2).

El fluido de la rama de reflujo (A1) se calentará en dos pasos (A2 y A3) antes de que acceda al

separador, de tal forma que alcanzará las condiciones de temperatura y presión, tras el paso

por la bomba, para que el separador genere flujos líquido y gaseoso de composición ajustada a

las necesidades del ciclo.

El separador creará dos corrientes de diferente concentración NH3/H2O, dada por la

composición del vapor y el líquido en el punto de presión-temperatura a la entrada del

separador. El flujo líquido (C1) servirá para empobrecer en amoniaco el flujo de trabajo

proveniente del regenerador I (4) y facilitar su condensado. Antes de ser mezcladas ambas

corrientes una válvula ajustará la presión del líquido de reflujo (C1).

La corriente gaseosa separada (B1) pasará por el regenerador III, funcionando como calentador

del flujo de entrada a la caldera de recuperación. Tras el paso por el regenerador III la

corriente gaseosa (B2) será mezclada de nuevo con el flujo de trabajo a condensar para

restaurar las concentraciones iniciales NH3/H2O del fluido de trabajo de la caldera de

recuperación.

La corriente con la mezcla original del fluido de trabajo de la caldera (10) atravesará el

condensador II de alta temperatura para recuperar el estado de líquido saturado (12).

Finalmente el fluido de trabajo (12) atravesará el regenerador III para recuperar las

condiciones de partida de trabajo (1) necesarias para reiniciar el ciclo.

Page 43: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

35

5.5 Parametrización del ciclo

El modelo se ha implantado en ASPEN Plus (Advanced System for Process ENgineering),

representado gráficamente usando el diagrama de flujo de la Figura 22, permitiendo el cálculo

termodinámico de cada una de las corrientes pertenecientes al ciclo y un dimensionamiento

previo de los equipos necesarios en la instalación.

Aspen plus es un simulador una herramienta de simulación de procesos para el diseño

conceptual, optimización y la monitorización de rendimiento de diagramas químicos de flujo

industriales.

5.5.1 Datos de partida

Se han establecido como datos fijos del modelo, para el caso estudiado, los siguientes

parámetros:

- Concentración amoniaco/agua a la entrada de la turbina de 0,6 (en fracción másica). Por problemas de convergencia se ha ajustado este valor utilizando la corriente A3 siendo la entrada de concentración molar es este flujo de 0,4 NH3/H2O.

- Presión de la caldera de recuperación de 115 bar debido a que el punto crítico del NH3 puro es 113,5 bar.

- Presión de salida de los gases de escape de la turbina de 4 bar.

- Temperatura de entrada del agua en el circuito de condensación de 30˚C.

- El estado del fluido de trabajo a la salida de ambos condensadores es líquido saturado.

- Los estados a la salida del separador serán:

o Líquido saturado para la rama que se dirige al regenerador II (punto C1).

o Vapor saturado hacia el regenerador III.

- El rendimiento isentrópico de la turbina será el establecido por defecto en ASPEN: 72%, del lado del caso más desfavorable.

- La eficiencia de las bombas tomada, también de la configuración por defecto de ASPEN es de 0.65 para presiones menores de 413,7bar.

- El calor específico de los gases de escape se establecerá en 1,15 kJ/(kg·K).

- La separación del flujo de circulación procedente de la bomba I de baja presión (8) será del 15% hacia el condensador II y de un 85% enviado al reflujo (A1).

- La bomba I de baja tendrá la presión de descarga de 9 bar y la bomba II, de alta, descargará el fluido de trabajo a 115 bar.

Page 44: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

36

5.5.2 Configuración inicial de los intercambiadores

Las condiciones de diseños del ciclo para los equipos de intercambio de calor que serán fijadas

son:

- Economizador: concentración de vapor nula en la salida de la corriente fría.

Temperatura mínima de aproximación de 1K.

- Evaporador: 100% de vapor en la salida de la corriente fría. Temperatura mínima de

aproximación de 1K.

- Sobrecalentador: Temperatura de salida de la corriente fría de 315˚C. Temperatura

mínima de aproximación de 1K.

- Regenerador I: 10% vapor en la salida de la corriente fría (4).

- Regenerador II: diferencias de temperaturas entre las corrientes de entrada

caliente (A2) y de salida fría (4) de 5K. Temperatura mínima de aproximación de 5K.

- Regenerador II: Temperatura de salida del flujo frío (6) de 60˚C. Temperatura

mínima de aproximación de 5K.

- Condensadores I y II: Componente vapor nula en la salida de la corriente a

refrigerar (7 y 11, respectivamente).

Page 45: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

37

5.6 Resultados del modelo matemático

Tras ser planteado el modelo creado mediante el programa ASPEN Plus, las incógnitas del ciclo

se resuelven mediante iteraciones, obteniendo las condiciones termodinámicas de cada uno

de los flujos, dimensionando de forma previa los intercambiadores.

Los resultados en detalle serán mostrados en el Anexo A, mientras que a continuación se

describirán los resultados más relevantes de la simulación.

5.6.1 Caudales y concentraciones de las corrientes principales

Los caudales y concentraciones serán resueltos automáticamente en el ciclo de manera

iterativa (Tabla 10).

Tabla 10: Concentraciones de los flujos principales del circuito

Flujo de trabajo

(10-11-12-1-2-3-4)

Flujo liquido empobrecido

(C1)

Flujo de gas enriquecido

(B1-B2)

Mezcla empobrecida

(5-6-7-8)

Caudal másico (kg/s) 8 27,09 2,91 35,29

Concentración Másica (%)

NH3 39,99 33,94 96,46 40

H2O 6,01 66,06 3,54 60

Fuente: Resultados simulación ASPEN

Los caudales y concentraciones de las conducciones no incluidas en la Tabla 10 no se

caracterizarán, se podrán despejar mediante la anterior tabla y las condiciones iniciales pre-

establecidas.

5.6.2 Salidas y consumos de potencia

Tanto la eficiencia mecánica de la turbina como la de la bomba se han considerado unitarias,

por facilitar el post-diseño del acoplamiento de una turbina vapor, ya que las eficiencias de la

turbina varían dentro de un rango de puntos de funcionamiento y ajustar las eficiencias a las

bombas reales. Los resultados son los siguientes:

- Turbina: generación de 3,83 MW, con una presión de salida de 4 bar y temperatura

de salida de 115˚C

- Bomba de baja presión: consumo de 33,81 kW en la generación de un salto de

presión de 5 bar

- Bomba de alta presión: consumo de 212 kW para crear un cambio de presión

creado de 106 bar

Page 46: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

38

5.6.3 Pre-dimensionamiento de las partes a presión de la caldera

Los datos adjuntos están redondeados a cifras significativas en la escala de magnitud necesaria

para el presente proyecto. El área efectiva de intercambio necesaria utilizada para posteriores

cálculo incluirá mas cifras significativas.

No se han considerado variaciones de presión en la caldera ya que formará parte de la

ingeniería de detalle del diseño de las partes a presión, la presión de los humos de escape es

de 1,0639 bar y del flujo de trabajo de 115 bar.

- Economizador: flujo de calor transmitido de 5 459 kW, con una estimación de área

de intercambio requerida de 210,40 m² y un coeficiente global de transmisión de

178,84 kJ/ (m²·K). La temperatura media logarítmica hallada (LMTD en adelante) es

de 30,53 K. El cruce de temperaturas y la composición de vapor están

representados en la Tabla 11.

Tabla 11: Temperatura y composición de vapor en el economizador

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 215˚C 92˚C

Fracción de vapor 1 1

Corriente Fría Temperatura 60˚C 186˚C

Fracción de vapor 0 0

- Evaporador: flujo de calor transmitido de 10 514 kW, con una estimación de área

de intercambio requerida de 146,02 m² y un coeficiente global de transmisión de

124,11 kJ/ m²·K. El valor de LMTD es de 84.72 K. El cruce de temperaturas y la

composición de vapor están representados en la Tabla 12.

Tabla 12: Temperatura y composición de vapor en el evaporador

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 442˚C 214˚C

Fracción de vapor 1 1

Corriente Fría Temperatura 186˚C 256˚C

Fracción de vapor 0 1

Page 47: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

39

- Sobrecalentador: flujo de calor transmitido de 2 745 kW, con una estimación de

área de intercambio requerida de 19,25 m² y un coeficiente global de transmisión

de 16,36 kJ/ m²·K. El valor de LMTD es de 167,73 K. El cruce de temperaturas y la

composición de vapor están representados en la Tabla 13.

Tabla 13: Temperatura y composición de vapor en el sobrecalentador

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 500˚C 442˚C

Fracción de vapor 1 1

Corriente Fría Temperatura 256˚C 350˚C

Fracción de vapor 0 1

5.6.4 Pre-dimensionamiento de los condensadores

- Condensador de baja presión: flujo de calor transmitido de 11 444 kW, con una

estimación de área de intercambio requerida de 862,41 m² y un coeficiente global

de transmisión de 733,05 kJ/ (m²·K). El valor de LMTD es de 15,61 K. El resto de

resultados se presentan en la Tabla 14.

Tabla 14: Temperatura y composición de vapor en el condensador LP

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 62˚C 42,4˚C

Fracción de vapor 0,17 0

Corriente Fría Temperatura 30˚C 42,7˚C

Fracción de vapor 0 0

- Condensador de alta presión: flujo de calor transmitido de 2 745 kW, con una

estimación de área de intercambio requerida de 19,25 m² y un coeficiente global de

transmisión de 16,37 kJ/ (m²·K). El valor de LMTD es de 167,73 K y el resto de

resultados están en la Tabla 15.

Tabla 15: Temperatura y composición de vapor en el condensador HP

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 64˚C 45˚C

Fracción de vapor 0,29 0

Corriente Fría Temperatura 43˚C 47˚C

Fracción de vapor 0 0

Page 48: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

40

5.6.5 Pre-dimensionamiento de los regeneradores

- Regenerador I: flujo de calor transmitido de 6 879 kW, con una estimación de área

de intercambio requerida de 305,31 m² y un coeficiente global de transmisión de

259,51 kJ/ (m²·K). El valor de LMTD es de 26.51 K. Los cruces de temperatura y

composiciones se representan en la Tabla 16

Tabla 16: Temperatura y composición de vapor en el regenerador I

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 115˚C 87˚C

Fracción de vapor 0,96 0,61

Corriente Fría Temperatura 63˚C 83˚C

Fracción de vapor 0 0,1

- Regenerador II: flujo de calor transmitido de 2 895 kW, con una estimación de área

de intercambio requerida de 318,68 m² y un coeficiente global de transmisión de

270,88 kJ/ (m²·K). El valor de LMTD es de 10,69 K. Los cruces de temperatura y

composiciones se representan en la Tabla 17

Tabla 17: Temperatura y composición de vapor en el regenerador II

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 68˚C 62˚C

Fracción de vapor 0,203 0,166

Corriente Fría Temperatura 43˚C 63˚C

Fracción de vapor 0 0

- Regenerador III: flujo de calor transmitido de 450 kW, con una estimación de área

de intercambio requerida de 30,80 m² y un coeficiente global de transmisión de

26,18 kJ/ (m²·K). El valor de LMTD es de 17,19 K. Los cruces de temperatura y

composiciones se representan en la Tabla 18

Tabla 18: Temperatura y composición de vapor en el regenerador III

Flujo de Entrada Flujo de Salida

Corriente Caliente Temperatura 84˚C 60˚C

Fracción de vapor 1 0,95

Corriente Fría Temperatura 48˚C 60˚C

Fracción de vapor 0 0

5.6.6 Conclusiones de los resultados

Salida de potencia de 3,83 MW con rendimientos isentrópico y mecánicos del 72% y 100%

respectivamente, la eficiencia isentropica se tomó como el caso más desfavorable y el

rendimiento mecánico, al depender del modelo comercial de turbina de vapor elegido y del

punto de funcionamiento, se deja como variable unitaria.

Page 49: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

41

El consumo total de potencia por parte de las bombas es de 245,81 kW, que siendo restado a

la potencia bruta generada por la turbina da como resultado una potencia neta de 3,58 MW.

La potencia total neta será la que se utilizará para calcular la rentabilidad de la instalación.

La gráfica T-Q (Figura 23) muestra el resultado obtenido para la caldera de recuperación,

siendo un perfil típico del ciclo amoniaco-agua donde el trazado de la curva del fluido de

trabajo no tiene un perfil horizontal en el sector del evaporador, por lo que sigue el perfil de

temperaturas de los humos de escape con más aproximación.

Este comportamiento es debido a que en la evaporación de un fluido bifásico no azeótropo su

temperatura y composición cambia continuamente durante la evaporación.

El “Pinch point” de la caldera de recuperación (diferencia de temperaturas entre los gases de

escape a la salida del evaporador y la temperatura de saturación del agua a la presión de

trabajo) es de 29˚C. Una caldera con un “Pinch point” reducido indica que presenta una

importante recuperación en el nivel térmico de los gases, lo que supondrá una elevada

superficie de intercambio.

Una reducción en el “Pinch point” implica menores costes energéticos a expensas de mayores

costos de inversión, por lo que a pesar de ser un valor poco “térmicamente eficiente” (los

valores convencionales varían entre 8˚C y 20˚C) compensará económicamente ya que se está

desperdiciando térmicamente una fuente energética gratuita, los humos de escape.

El “Approach Point” no está calculado, no se ha considerado pérdida de producción de vapor

en el evaporador, la condición de contorno del programa era ajustar la corriente fría de salida

del economizador a un 100% líquida. Para la ingeniería en detalle será necesario dimensionar

este valor para garantizar la no evaporación del fluido circulante por el economizador para

cada una de las condiciones de operación.

El circuito de condensación-destilación funciona correctamente, acorde a las condiciones de

partida. El modelo no presenta ningún tipo de error o advertencia, por lo que se utilizarán el

resto de parámetros para dimensionar otros bloques del modelo. Debido a la gran extensión

de resultados, se incluirán los más relevantes en el Anexo A

Figura 23: Diagrama T-Q de la caldera de recuperación

0

100

200

300

400

500

600

0 5000 10000 15000 20000

Tem

pe

ratu

ra (

ºC)

Calor Intercambiado (kW)

Perfil de Temperaturas en la Caldera

Humos

Fluido de trabajo

Page 50: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

42

6 Diseño de los intercambiadores

El coste más caro de la instalación corresponderá a la turbina de vapor, que se estimará en

base a proyectos de similares condiciones en ciclos Rankine, ya que al tener el agua y el

amoniaco similares pesos atómicos se podrán utilizar turbinas de vapor de ciclos de vapor

convencionales.

El siguiente mayor coste de inversión necesario en el diseño de la planta corresponde a las

partes diseñadas a presión, de las cuales los intercambiadores de calor formarán parte de los

elemento más costosos de la instalación.

En el presente capitulo se describirá la metodología general utilizada para diseñar cada uno de

los intercambiadores, ya que por el hecho de tener que dimensionar ocho intercambiadores

no será posible realizar un texto fluido con las diferentes aclaraciones para cada uno de los

equipos. Los resultados y aclaraciones más reseñables se mostrarán en los siguientes capítulos.

6.1 Metodología de cálculo

Para elegir los parámetros críticos durante la selección de la geometría de los

intercambiadores de calor se tendrá en cuenta los requisitos del proceso y las características

del fluido.

6.1.1 Requisitos del proceso

- Presión: Los requisitos de presión en la selección de equipos que trabajan a alta

presión eliminarán ciertos tipos de geometrías inadecuadas mecánicamente.

Presiones de trabajo muy bajas necesitarán caídas de presión mínimas.

- Caída de presión: Parámetro muy importante en gases, estando relacionado

directamente con los costes del compresor. La caída de presión en corrientes de

condensación y ebullición afecta en detrimento de la relación temperatura de

saturación presión local. Por esta razón es necesario limitar la pérdida de carga en

estos equipos a menos del 10% de la presión de operación.

- Perfil de temperaturas: Es de importancia crítica para el rendimiento porque afecta

al transporte de calor. La cantidad de calor es directamente proporcional a la

diferencia de temperatura. Si el cambio de temperatura entre dos corrientes es

grande se necesitara un flujo a contracorriente para un mejor rendimiento.

- Velocidad: Altas velocidades tienen tanto positivas como negativas consecuencias

en el diseño. La transferencia de calor aumenta y el ensuciamiento de la

conducción disminuye a mayores velocidades; sin embargo, la pérdida de carga

Page 51: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

43

aumenta en mayor proporción que la cantidad de calor. Adicionalmente, a altas

velocidades en la parte de la carcasa del intercambiador se añadirán soportes extra

y mayores consideraciones de diseño para evitar vibraciones inducidas por el flujo.

6.1.2 Características del Fluido

La naturaleza del fluido influirá considerablemente en el diseño del intercambiador, pero al ser

considerado parte de la ingeniería de detalle del presente proyecto se despreciarán tales

efectos. Aún así se recomienda la consideración de las siguientes condiciones en posteriores

estudios:

- Alta viscosidad

- Alta fracción de vapor a la salida de re-hervidores

- Gran rango de condensación o ebullición

- Alto ratio presión-presión crítica

- Gran tensión superficial en la condensación en tubos aleteados y elevados ratios de

ensuciamiento

6.1.3 Diseño de los intercambiadores

Para diseñar los intercambiadores de calor se utilizarán las herramientas informáticas ASPEN

Heat Exchanger Design & Rating, para diseñar los intercambiadores se utilizará Shell&Tube

Design v.7.0 y para contrastar los resultados y simular el comportamiento se usará HETRAN. La

utilización de herramientas informáticas es totalmente necesaria en este tipo de problemas

debido a que existen numerables alternativas en el diseño.

Los programas informáticos optimizarán el diseño de los intercambiadores partiendo con la

restricción de la ecuación básica del flujo de calor transmitido en unas condiciones

hidrodinámicas y una configuración geométrica dada, y el coeficiente global de transmisión,

respectivamente:

Q=U·A·ΔT

0

00

0 1ln

·1

1

hk

rrr

hr

r

U

i

i

ii

Siendo A el área de intercambio, ΔT el salto térmico o diferencia de temperaturas y U el

coeficiente global de transmisión de calor. En un cambiador de calor ΔT=Tc-Tf es la diferencia

entre la temperatura del fluido caliente y la del fluido frío; esta diferencia varía a lo largo del

aparato, por lo tanto se necesita calcular cuál es el A. Para un tubo de radios interior y exterior

ri y ro, conductividad térmica k, sometido a convección en el interior y en el exterior a través

de coeficientes de partícula hi y ho, el coeficiente global de transmisión dará el calor total

intercambiado.

Page 52: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

44

6.2 Elección del Diseño: Intercambiador de Carcasa y tubos

El tipo de intercambiador de calor escogido será de carcasa y haz de tubos, un tipo de

intercambiador usado extensamente en las industrias de procesos, del cual consta una extensa

bibliografía para afrontar el diseño. La razón por la cual existe una amplia utilización de este

tipo de caldera son:

- Consiguen una gran relación de calor de transferencia por volumen y peso.

- Los componentes son fáciles de fabricar y se dispone de estándares de piezas en

diferentes tamaños disponibles de diversos fabricantes.

- Se pueden variar las configuraciones iniciales fácilmente para afrontar diferentes

condiciones de procesos.

- Se pueden limpiar fácilmente y los componentes más frágiles pueden ser sustituidos

de manera sencilla.

- Por último, los fáciles y accesibles métodos de diseño encontrados y la amplia

bibliografía disponible, acompañada de multitud de antecedentes y proyectos

similares publicados abiertamente, hacen que la elección de este tipo de calderas sea

la más apropiada para este tipo de proyecto.

Un intercambiador de carcasa y tubos consiste en un conjunto de tubos en el interior de una

placa. Una corriente fluirá a través de los tubos, la corriente fría en nuestro caso porque se

considerarán intercambiadores acuatubulares y otra corriente circulará a través de la carcasa,

el flujo caliente; para aumentar el recorrido del flujo externo existen una serie de pantallas

transversales dispuestas perpendicularmente al haz.

Para elegir el correcto intercambiador se dispone por un código normalizado establecido por

TEMA (Tubular Exchanger Manufacturers Association), que especifica las características

mecánicas y térmicas para las diversas condiciones de funcionamiento. El código TEMA será

completado por las normas ASME (American Society of Mechanical Engineers) que proveen

sobre todo información relativa a los materiales de empleo.

6.2.1 Componentes Básicos de los Intercambiadores de Carcasa

A pesar de que las especificaciones de este tipo de intercambiadores es muy amplia y que las

características específicas de diseño son extensas, el número básico de componentes

considerados para el diseño seguirá la siguiente relación:

6.2.1.1 Carcasa

Es la cubierta exterior del intercambiador donde se aloja el haz tubular y el fluido exterior a los

tubos para efectuar la transferencia. El material más corriente empleado para la construcción

de las cámaras es el acero al carbono. La cámara se construye con planchas de acero que se

Page 53: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

45

curvan y se sueldan. En cada extremo se sueldan las bridas que sujetan la caja de distribución y

las cubiertas.

6.2.1.2 Tubos

Son el componente básico de los intercambiadores de carcasa, determinarán la superficie de

transferencia entre el flujo interior de los tubos y el circulante en la carcasa. Los tubos pueden

ser una sola pieza o soldados y suelen estar fabricados de cobre o de aleaciones de acero.

También se utilizan aleaciones de níquel, titanio o aluminio para aplicaciones más específicas.

6.2.1.3 Pantallas deflectoras

El objeto de los deflectores es aumentar el recorrido del fluido que circula por la cámara y

mejorar con ello la transmisión de calor por convección desde la superficie exterior de los

tubos, por aumento de la velocidad.

6.2.1.4 Placas tubulares

Los tubos se mantienen fijados mediante su inserción en placas agujereadas, encajados a

presión o soldados. El espacio entre placas tubulares está abierto a las condiciones

ambientales por lo que tienen que evitarse filtraciones, o ser fácilmente detectables.

Las placas tubulares, aparte de resistir los requisitos mecánicos, deben soportar la corrosión de

ambos fluidos y ser electromagnéticamente compatibles con los materiales del haz tubular.

Por esta razón el material comúnmente utilizado es acero bajo en carbono con un

recubrimiento resistente a la corrosión.

6.2.1.5 Cubiertas y boquillas del lado de la carcasa

La carcasa es el contenedor del fluido interior y las boquillas los puertos de entrada y salida. La

carcasa suele tener sección circular. En grandes calderas, como será nuestro caso debido a las

condiciones de contorno, se utilizará acero bajo en carbono por razones económicas, aunque

otras aleaciones se pueden utilizar para ajustar la carcasa a las condiciones de corrosión o de

alta temperatura.

La boquilla de entrada tiene a menudo una lámina de impacto para evitar que golpee

directamente en la parte superior del haz tubular. Si se produjera tal impacto se provocaría

erosión, cavitación y vibraciones. La lámina de impacto se colocará siempre cumpliendo los

requisitos de caída de presión en la caldera.

6.2.1.6 Canales tubulares y boquillas del haz de tubos

Controlarán el flujo interior de los tubos al entrar y salir del intercambiador. Suelen estar

fabricados de materiales aleados.

Page 54: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

46

6.3 Tipologías TEMA de intercambiadores de carcasa y tubos

Todos los elementos utilizados por los intercambiadores de carcasa y tubos (Figura 24,

mostrado en las especificaciones TEMA de 1999) están normalizados según el código

establecido por la TEMA (Figura 25, en la siguiente página), que especifica las características

mecánicas y térmicas correspondientes a las diversas condiciones de funcionamiento. Está

normalización está contemplada por otras normas tales como las de API (American Petrolium

Institute) y las de ASME (American Society of Mechanical Engineers).

Un intercambiador de calor de casco y tubo conforme a TEMA se identifica con tres letras, el diámetro en pulgadas del casco y la longitud nominal de los tubos en pulgadas. La primera letra es la indicativa del tipo del cabezal estacionario. Los tipo A (Canal y cubierta desmontable) y B (Casquete) son los más comunes. La segunda letra es la indicativa del tipo de casco. La más común es la E (casco de un paso) la F

de dos pasos es más complicada de mantener. Los tipos G, H y J se utilizan para reducir las

pérdidas de presión en el casco. El tipo K es el tipo de rehervidor de caldera utilizado en torre

de fraccionamiento.

La tercera letra nos indica el tipo de cabezal del extremo posterior, los de tipo S, T y U son los

más utilizados. El tipo S (cabezal flotante con dispositivo de apoyo) el diámetro del cabezal es

mayor que el del casco y hay que desmontarlo para sacarlo. El tipo T (Cabezal flotante sin

contrabrida) puede sacarse sin desmontar, pero necesita mayor diámetro de casco para la

misma superficie de intercambio. El tipo U (haz de tubo en U) es el más económico, pero a la

hora de mantenimiento necesita una gran variedad de tubos en stock.

Figura 24: Cambiador de carcasa y tubos simple

Page 55: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

47

Figura 25: Códigos TEMA para designación de intercambiadores de carcasa y tubos (TEMA, 1999)

Page 56: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

48

6.4 Principios básicos del Diseño

Los cálculos del diseño determinarán principalmente la longitud y el diámetro de la carcasa, el

tamaño de las boquillas, el número de tubos de pasos, el número de deflectores y su

morfología. Otros tipos de parámetros como el tipo de carcasa o de cabezales, el tipo de

deflectores, el tipo de tubos y su disposición, se escogerán procedentes de aplicaciones en

base a similares proyectos.

Es difícil determinar una manera exacta de realizar un dimensionamiento manual, debido a la

gran variedad de aproximaciones, especificaciones de fabricantes, programas específicos en el

diseño de calderas, etc... A pesar de que finalmente se utilizará la ayuda de programas

informáticos para el diseño se explicará en la presente sección cómo efectuar un diseño bien

aproximado de forma tradicional, usando diferentes bibliografías para completar un proceso

sencillo de diseño sin pasar por alto ningún concepto básico de este tipo de cálculo.

La manera de proceder al diseño de las calderas comenzará a partir de datos de proceso y de

algunos parámetros básicos de la geometría (Tabla 19).

El tipo de intercambiador que se cogerá por defecto será horizontal, salvo para los

condensadores ya que, como se indicó en los antecedentes, la experiencia en instalaciones de

este tipo aconseja utilizar condensadores verticales.

Tabla 19: Plantilla de parámetros básicos de geometría

Fluido Corriente Fría Corriente Caliente Unidades

Flujo Total 𝑘𝑔/𝑕

Temperatura (Entrada/Salida) °𝐶

Densidad (E/S) 𝑘𝑔/𝑚3

Calor Específico (E/S) kJ

Viscosidad (E/S) 𝑘𝐽/(𝑘𝑔 ∙ 𝐾)

Conductividad Térmica (E/S) 𝑚𝑃𝑎 ∙ 𝑠

Presión de Entrada 𝑏𝑎𝑟(𝑎𝑏𝑠)

Caída de Presión Permitida 𝑏𝑎𝑟

Resistencia al Ensuciamiento 𝑚2 ∙

𝐾

𝑊

6.4.1 Ecuaciones del Diseño y Coeficiente Global de Transferencia

Las ecuaciones básicas de los intercambiadores de carcasa y tubo ya han sido introducidas

anteriormente, por lo que se citarán ahora simplemente aquellas que sean inmediatamente

útiles para el diseño de intercambiadores de carcasa y tubos. En este caso, específicamente, se

considerará el coeficiente global de transferencia constante y las asunciones correspondientes

Page 57: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

49

a la aplicación de la diferencia de temperaturas medias. La ecuación básica de diseño a utilizar

será:

𝑄𝑇 = 𝑈∗ ∙ 𝐴∗ ∙ 𝐹 ∙ (𝐿𝑀𝑇𝐷)

Donde:

𝑄𝑇: Carga de Calor Total transferida

𝑈∗: Coeficiente global de transferencia referido a 𝐴∗

𝐴∗: Superficie de transferencia utilizada

F: Factor de corrección de la configuración usada

LMTD: Diferencia de temperaturas medias logarítmica para un fluido en configuración

contracorriente

El factor de corrección corresponde a una serie de gráficas pertenecientes a las

configuraciones más habituales que están incluidas en el Anexo C.

𝑈∗ se refiere generalmente a 𝐴0, el área tubular exterior de transferencia, incluyendo aletas,

en cuyo caso se utilizará 𝑈0 que está relacionado con el coeficiente de película, la resistencia

de la pared, etc. Mediante la fórmula:

𝑈0 =1

1𝑕0

+ 𝑅𝑓0 + 𝑅𝑓𝑖𝑛 +∆𝑥 ∙ 𝐴0𝑘𝑤 · 𝐴𝑚

+ 𝑅𝑓𝑖 ∙𝐴0𝐴𝑖

+1𝑕𝑖

∙𝐴0𝐴𝑖

Donde:

𝑕0 y 𝑕𝑖 son los coeficientes de película exterior e interior, respectivamente

𝑅𝑓0 y 𝑅𝑓𝑖 son las resistencia de ensuciamiento exterior e interior, respectivamente

∆𝑥𝑤 y 𝑘𝑤 son el espesor de pared (en la sección aleteada) y la conductividad térmica

𝑅𝑓𝑖𝑛 es la resistencia a la transferencia de calor debido a la presencia de aletas

En el caso de que no se utilicen aletas acopladas en una sola pieza se necesitará incluir un

término de resistencia debido al contacto entre recubrimientos aleteados.

Si se decide aplicar el área media de transferencia de la pared con suficiente precisión se podrá

utilizar:

𝐴𝑚𝑇 =𝜋 ∙ 𝐿

2∙ (𝑑𝑖 + 𝑑𝑟)

Es preferible utilizar un coeficiente de transferencia de calor basado en la superficie interior de

transferencia mediante la siguiente relación, cuyos parámetros están explicados

anteriormente:

𝑈0 ∙ 𝐴0 = 𝑈𝑖 ∙ 𝐴𝑖

Es importantísimo identificar siempre el área de referencia cuando se evalúe un coeficiente de

película o el coeficiente global de transferencia.

Page 58: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

50

6.4.2 Ecuaciones Básicas del Diseño y Coeficiente Global de

Transferencia

Se usará para el diseño la formulación de la diferencia de temperaturas medias (MTD).

Obviamente MTD se podrá relacionar con LMTD mediante una ecuación del tipo:

𝑀𝑇𝐷 = 𝐹 · 𝐿𝑀𝑇𝐷

Donde LMTD se definirá para intercambiadores a contra corriente de la forma:

𝐿𝑀𝑇𝐷 = 𝑇1 − 𝑡1 − (𝑇2 − 𝑡2)

ln(𝑇1 − 𝑡1𝑇2 − 𝑡2

)

De tal manera que las temperaturas corresponden a la configuración de la Figura 26. 𝑇1y 𝑡1

representan las temperaturas de entrada de los fluidos de la carcasa y del haz tubular,

respectivamente, mientras que 𝑇2y 𝑡2 son las temperaturas de salida de dichos elementos.

Figura 26: Representación de las entradas/salidas de temperatura en el intercambiador

El valor de F depende de la configuración de las corrientes dentro de los intercambiadores, el

número de intercambiadores en serie, y los dos parámetros definidos a continuación:

𝑅 = 𝑇1 − 𝑇2

𝑡2 − 𝑡1 =

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑐𝑎𝑠𝑎

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎𝑟

𝑃 = 𝑡2 − 𝑡1

𝑇1 − 𝑡1 =

𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 𝑡𝑢𝑏𝑢𝑙𝑎𝑟

𝑀á𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎

Las relaciones entre R, P y F se han descrito en diferentes referencias, pero las

representaciones gráficas de los casos más importantes que nos incumben se incluyen en el

Anexo C.

Una vez que las condiciones de contorno de temperatura se han especificado, o determinado,

a ambos lados de la caldera a diseñar, se calcularán R, P y LMTD, y posteriormente F se hallará

utilizando las tablas anteriormente mencionadas.

Page 59: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

51

6.5 Diseño preliminar de los intercambiadores de carcasa

A pesar de que se utilizarán herramientas informáticas tanto para el diseño como para la

optimización de los intercambiadores es necesario el conocimiento previo de las estrategias de

dimensionamiento de equipos de carcasa y tubo.

En este apartado se especifica la metodología del algoritmo de cálculo utilizado y en el

apartado 6.6 se explicará la optimización de cada uno de los componentes del intercambiador

de manera general.

Una vez efectuado el diseño se optimizará para conseguir los equipos al menor coste,

manteniendo siempre, las condiciones de operación. Simplemente se describirá en el apartado

6.6 las variables consideradas para tal tarea.

6.5.1 Principios de diseño

6.5.1.1 Criterio de diseño para intercambiadores

I. El intercambiador deberá cumplir los criterios del proceso. Esto es, deberá efectuar el

intercambio de temperaturas deseado en las condiciones térmicas de las corrientes del

proceso dentro de las caídas de presión pre-establecidas de forma permanente.

II. El intercambiador debe soportar el conjunto de condiciones de servicio de la planta,

esto incluye las tensiones de la instalación, encendidos, apagados, operación normal,

emergencias, mantenimiento y las tensiones térmicas producidas por las diferencias

de temperaturas. Debe ser resistente a la corrosión del proceso y del ambiente. Es un

asunto de materiales constructivos, aunque también influye el diseño mecánico.

También deberá resistir al ensuciamiento mediante un diseño de velocidades tan alto

como permitan las restricciones de vibraciones y presiones.

III. El equipo tendrá que ser de fácil mantenimiento, con una configuración que colabore

con tal tarea y los equipos que sean de más severo deterioro tienen que ser de fácil

recambio.

IV. Los costes han de estar minimizados acordes siempre a los anteriores criterios, en este

contexto se referirá al coste instalado.

V. Se deberá tener en cuenta las restricciones de dimensionales del equipo: diámetro,

longitud, peso y el resto de limitaciones.

Page 60: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

52

6.5.1.2 Estructuración del problema de diseño

La estructura lógica básica está representada en la Figura 27. En el recuadro discontinuo están

indicados los procesos que se harán utilizando herramientas informáticas.

Una vez reunidos los requerimientos de los equipos, ya descrito en 5.6 se deberá decidir la

configuración básica del intercambiador como serán la distribución del haz de tubos,

disposición de los deflectores entre otros. El siguiente paso será asignar un conjunto de

parámetros para la configuración a ser clasificada usando el proceso descrito posteriormente

en el apartado 6.5.1.3 usando los conceptos explicados en 6.3. El coeficiente global de

transferencia dado por los caudales en el diseño elegido se combinará con el calor de

transferencia requerido y el valor de la diferencia de temperaturas medias para determinar el

área requerida del intercambiador de calor.

Finalmente el área requerida se comparará con el área del diseño y si ambas están bien

aproximadas se dará el visto bueno al diseño desde el punto de vista térmico. Sin embargo si

las áreas no correspondieran será necesario re-ajustar la elección de los parámetros iniciales

del diseño para aumentar o disminuir el área de transferencia requerida y se continuará con el

algoritmo de la Figura 27. Los requerimientos de presión también son importantes, pero los

programas informáticos tomarán el diseño del intercambiador con las menores caídas de

presión posible.

Una vez que el rendimiento térmico se satisfaga se puede pasar a la optimización del diseño

elegido (mediante el método que se describirá en el apartado 6.6) y al paso del diseño

mecánico en detalle y de la estimación de costes.

Figura 27: Proceso lógico de diseño

Page 61: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

53

6.5.1.3 Decisiones preliminares de diseño

I. Localización de las corrientes: tras haber completado la selección de intercambiador de

carcasa y haz tubular, la siguiente fase del diseño será decidir qué corrientes irán en el

haz tubular y cuáles en la carcasa. Habrá que tener en cuenta diversas circunstancias,

como:

a. Posibilidad de usar tubos aleteados: El uso de aletas dificulta la limpieza de

tubos y pueden presentar problemas mecánicos, por lo que en la instalación

propuesta se evitarán tubos aleteados.

b. Un fluido es corrosivo: La solución al manejo de fluidos muy corrosivos será la

utilización de aleaciones resistentes al ataque químico. Debido a que las

aleaciones resistentes a la corrosión o a otros casos de ataques químicos son

más caras, los fluidos de este tipo irán en el interior de los tubos. El caso de la

caldera de recuperación estudiada podrá presentar problemas de nitruración

del acero al carbono, por lo que se la asignará el lado tubular para la disolución

agua-amoniaco.

c. Fluido a alta presión: El flujo de mayor presión deberá circular por el interior

del haz tubular. La razón es porque solamente los elementos del haz tubular

han de ser construidos para resistir altas presiones y no se tendrá que

construir una carcasa costosa y pesada.

d. Una corriente genera alto ensuciamiento: El fluido que genera mayor

ensuciamiento deberá ir en el interior del haz tubular.

En caso de entrar en conflicto alguna de las anteriores reglas se optará por el

resultado más económico.

II. Elección del tipo de carcasa: la resistencia a la tensión térmica será el factor mas

importante para elegir el tipo de carcasa debido a que los tubos y la carcasa poseerán

diferentes temperaturas medias y las diferentes expansiones térmicas pueden

provocar diferentes accidentes. Para calcular aproximadamente se pueden tener en

cuenta las siguientes reglas:

a. Se puede, una vez elegida la placa tubular, no tener en consideración las

tensiones térmicas si la diferencia de temperatura entre ambas corrientes es

menor de 38˚C.

b. Las placas tubulares con juntas de expansión laminadas en la carcasa se

podrán utilizar para diferencias de temperatura hasta 94˚C y presiones

moderadas en el lado de la carcasa (de alrededor de 10 bar). Las juntas de

Page 62: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

54

expansión se podrán usar a temperaturas de entrada mucho mas altas para

intercambiadores trabajando a baja presión.

c. Los tubos en U pueden ser una buena solución para los problemas de

tensiones térmicas ya que el tubo se expandirá o contraerá de forma

independiente a la carcasa en amplios límites. Sin embargo no son una

solución total y requieren ser analizados en cada caso en particular.

III. Selección de la configuración de los intercambiadores: Aunque se descartará a priori la

utilización de varios intercambiadores para cumplir una sola función de cada elemento

del ciclo propuesto, por razones de simplificación, se analizarán las posibles

configuraciones porque es habitual usar más de un intercambiador para cumplir un

servicio dado.

a. Carcasa en paralelo (Figura 28): Principalmente usadas por limitaciones de

diferencias de presión que forzarán a reducir la velocidad del lado de la

carcasa. Para ser analizado se requerirá usar la parte proporcional de flujo

para cada uno.

Figura 28: Configuración en paralelo

b. Carcasa en serie (Figura 29): Principalmente útil para los siguientes casos,

o Una sola carcasa con múltiples pases obtiene un valor de F (factor de

corrección de la configuración)

o Hay limitaciones en la longitud de la carcasa y/o el diámetro,

requiriendo que el área total se disponga en más de una carcasa.

Figura 29: Configuración en serie

Hay gran variedad de configuraciones en serie/paralelo. La configuración más típica es

con varios intercambiadores con cada línea en paralelo, formada por una batería de

intercambiadores en serie. La configuración en paralelo dividirá el flujo de tal forma

que se manejarán intercambiadores de tamaño viable, y la configuración en serie

mejorará la diferencia de temperaturas medias.

Page 63: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

55

6.6 Optimización de diseño

Para efectuar el diseño se buscará una configuración para el intercambiador de calor que

satisfaga las condiciones deseadas del proceso. El método de cálculo manual es realmente

arduo, por lo que la metodología general de este tipo de aproximación de diseño se efectúa de

manera computacional, mediante programas que cambian automáticamente los parámetros

geométricos iterando y buscando las configuraciones más efectivas.

Sin embargo el programa de diseño no entrará en evaluaciones de las posibles configuraciones

y puede que no encuentre la verdadera configuración óptima. Por tanto es obligado,

prácticamente siempre, introducir posibles cambios que llevarán al mejor diseño.

6.6.1 Criterios de optimización

Son múltiples las variables a optimizar en los intercambiadores de calor, alrededor de 30, que

afectan directa o indirectamente el rendimiento térmico de los intercambiadores de carcasa y

tubo pudiéndose convertir en una tarea de difícil realización manual. Los programas utilizados

para el diseño de intercambiadores, en este caso Exchanger Design and Rating, buscarán el

diseño para satisfacer los siguientes criterios básicos:

- Suficiente área para conseguir la transferencia de calor deseada.

- Caídas de presión dentro de los límites tolerados.

- Tamaño viable físicamente (se consideran 6 m como tamaño habitual de tubo,

habiendo fabricantes que ofertan hasta 9 m, y 2,5 m de diámetro de carcasa,

pudiéndose encontrar valores máximos de 3,5 m de diámetro de carcasa).

- Velocidades dentro de un rango aceptable (se consideran habituales 2 m/s en líquidos

y aceptables hasta 60 m/s en gases).

- Mecánicamente bien hecho y de práctica construcción.

A parte de estos criterios también es posible determinar una estimación del presupuesto para

cada diseño y realizar un análisis de vibraciones. Sin embargo estos dos parámetros no se

utilizarán para optimizar el diseño.

Debido a la gran cantidad de parámetros no será práctico evaluar todas las combinaciones de

todos los parámetros, por lo que los programas optimizarán automáticamente:

- Diámetro de la Carcasa

- Longitud del haz tubular

- Distancia entre deflectores

- Número de deflectores

- Cantidad de intercambiadores en serie

- Cantidad de intercambiadores en paralelo

- Tipo de trazado en el paso

Dentro de la ingeniería de diseño de intercambiadores de calor es necesario optimizar otros

parámetros, basados en decisiones técnicas correctas. No se entrará en detalle a explicar o

Page 64: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

56

razonar en profundidad la decisión de estos parámetros, tomando valores razonables

procedentes de parámetros (Tabla 20) de otros proyectos similares.

Tabla 20: Parámetro críticos de optimización

Tipo de carcasa Diámetro exterior tubular Protección ante impacto

Tipo de cabezal posterior Pitch Tamaño de las toberas

Disposición de los pasos Placa de soporte de los tubos Tipo de deflector

Tipo de tubo Materiales Orientación del cambiador

Altura libre de la pantalla Espesor de los tubos Localización del fluido

6.6.2 Especificaciones del diseño

Cada uno de los parámetros de diseño se optimiza a partir de un rango mínimo y otro máximo,

a través de incrementos cumpliendo criterios específicos en cada elemento, hasta encontrar el

diseño óptimo.

6.6.2.1 Optimización del diámetro de la carcasa

El diámetro de la carcasa tiene la más alta prioridad a la hora de efectuar el diseño. Se deseará

obtener el diámetro más pequeño que satisfaga el área requerida, la caída de temperatura y

de presión y las velocidades necesarias.

6.6.2.2 Longitud del haz tubular

Una vez que se halla el diámetro de carcasa más pequeño se debe optimizar la longitud del haz

tubular hasta alcanzar la longitud estándar más corta dentro de la tolerancia, que satisfaga el

área de intercambio, la caída de presión y las velocidades especificadas.

6.6.2.3 Optimización del espaciado entre deflectores

Se deberá encontrar un tamaño razonable entre deflectores que cumplan con el criterio de

presiones y velocidades requerido. El objetivo será conseguir la máxima velocidad en el lado

de la carcasa para maximizar el coeficiente de película del lado de la carcasa y minimizar

cualquier ensuciamiento que sea función de la velocidad.

El mínimo espaciado entre deflectores es normalmente igual al 20% de diámetro interior de la

carcasa o se podrá tomar directamente 50 mm, se tomará el mayor para conseguir mejor

optimización. El tamaño máximo entre deflectores se sugiere en las especificaciones TEMA.

6.6.2.4 Optimización del número de deflectores

A priori se buscará el mayor número de deflectores que encajen entre las boquillas de entrada

y salida. Como la localización de las boquillas de entrada y salida dependerá también del

diseño mecánico, se tomarán las posiciones a partir de la estimación del espesor de la placa

tubular, el espesor de la carcasa, las bridas de los anillos de respaldo, los diámetros máximos

de protección y las holguras requeridas.

Page 65: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

57

6.6.2.5 Optimización del número pasos

Como es lógico se buscará el número máximo de pasos del haz tubular para conseguir las

condiciones necesarias cinéticas y de presión. Se pretenderá maximizar la velocidad en el

interior de los tubos maximizando el coeficiente de película en el interior de los tubos y

minimizando cualquier ensuciamiento que sea función de la velocidad.

El número máximo razonable de pasos es función del diámetro de la carcasa y del diámetro

exterior tubular. También puede ser función del tipo de aplicación que estemos realizando (ej.

un condensador tubular normalmente se limita a un paso y nunca debería tener más de dos) o

en función del tipo de cabezal posterior (ej. El cabezal TEMA tipo W está limitado a dos pasos).

El número de pasos para tubos de diámetro de hasta 25.4 mm está limitado según la Tabla 21:

Tabla 21: Relación diámetro carcasa - número máximo de pasos

Diámetro Exterior de la Carcasa (mm) Número Máximo de Pasos

102-168 4 169 - 610 8 611- 914 12

915-3 000 16 Fuente: Normativa TEMA

El máximo número de pasos está más restringido para diámetros mayores.

6.6.2.6 Determinación de los intercambiadores en Serie/Paralelo

En el momento en que se llegue al máximo admisible en diámetro de carcasa o longitud del

haz tubular sin cumplir los requisitos del área de transferencia necesaria se añadirán

intercambiadores en serie o en paralelo, según proceda. También se añadirán

intercambiadores en serie cuando el factor de corrección del MTD (mean temperature

difference) baje de 0.7. Este factor de corrección corrige la diferencia de temperatura media

global a la unidad; actúa como factor de seguridad adicional para calcular la superficie de

transferencia.

6.6.2.7 Tamaño de las boquillas

El diámetro de la boquilla de entrada que se tomará por defecto se calculará a partir de la

velocidad máxima determinada, que es función de la densidad del fluido y de la caída de

presión permitida. La velocidad máxima se computará, mediante la fórmula indicada a

continuación:

𝑣𝑚𝑎𝑥 = 𝑘𝜌 ∙ 0,5

Donde:

𝜌: densidad del fluido en kg/𝑚3

k: constante de valor acorde a la Tabla 22, siguiente página

Page 66: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

58

Tabla 22: Constante k para el tamaño de boquillas

Incremento de Presión k [SI]

≥0,12 bar 47,2 <0,12 bar 296∙ 𝑝𝑡𝑜𝑙𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎 +12,2

Redes de Condensación 30,49

Fuente: Manual de Aspen Design & Rating v.7

6.6.2.8 Velocidades mínimas

Aunque las velocidades son un parámetro inicial se deberá calcular y comparar con la

velocidad resultante del diseño. Siempre se tenderá a maximizar la velocidad mínima dentro

de la tolerancia de los parámetros de diseño.

6.6.2.9 Velocidades máximas

Será importante establecer una máxima tolerancia de velocidades tanto para la carcasa como

para los tubos. En la parte de la carcasa se evitará erosión, tensiones por fatiga de los tubos y

una erosión excesiva. En los tubos se evitará erosión y se ahorrará en soportes y juntas.

La velocidad por defecto que se aplicará es igual a una constante mostrada en la siguiente

tabla dividida por la raíz cuadrada de la densidad del fluido, todo en el SI:

𝑣𝑚𝑎𝑥 = 𝑘√𝜌

Tabla 23: Constante k para la determinación de las velocidades máximas

k [SI]

Fluido de la Carcasa 60,9 Fluido en el Interior de los tubos 93,8

Fuente: Manual de Aspen Design & Rating

Page 67: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

59

7 Resultados del diseño

El diseño de los equipos de recuperación de calor a pesar de no ser la parte crítica del

presupuesto total, siendo la turbina de vapor el equipo de mayor coste, necesita ser

dimensionado previamente para llegar a una conclusión preliminar de la configuración y

diseño de la planta.

La mayoría de los recuperadores de calor se han dimensionado utilizando el tipo de carcasa

TEMA X, salvo el “regenerador 2” donde las condiciones de contorno aconsejan

TEMA E. Se utilizarán como cabezales de entrada los de cubierta integral (“bonet”) –TEMA B- y

como cabezal posterior los del tipo placa tubular fija –TEMA M-, por ser los tipos más

comerciales.

Los intercambiadores TEMA X son de carcasa de flujo cruzado puro, en la que el fluido entra

por la parte superior (o inferior), circula a través del haz de tubos y sale por el lado opuesto de

la carcasa. El fluido puede entrar por múltiples dispuestas a lo largo de la carcasa con el objeto

de obtener una mejor distribución. Las pérdidas de carga son extremadamente bajas, por esta

última razón serán utilizados.

Los intercambiadores TEMA E son el tipo más común, es una carcasa de un paso único, en la

que el fluido entra por un extremo y sale por el otro.

A partir de los datos del diagrama de flujo en ASPEN Plus (Apartado 5.6), donde se obtienen las

áreas requeridas y el calor intercambiador, se obtienen los siguientes resultados mediante el

uso del programa informático ASPEN Exchange Design & Rating.

En los apartados siguientes se dan los valores más importantes de los intercambiadores, y en

el Anexo B se mostrarán las salidas informáticas del diseño preliminar de los mismos.

7.1 Caldera de recuperación

Se presentarán unos resultados orientativos dimensionales de la geometría de la caldera,

propios de un estudio de viabilidad. La caldera de recuperación es el punto crítico de la

instalación, debido a que afecta directamente en la eficiencia de la planta y por lo tanto a su

viabilidad en términos de obtener el calor de los humos de escape requerido para crear un

vapor sobrecalentado que llegue a la turbina de vapor en las condiciones establecidas

El material elegido es acero bajo en carbón por ser el más económico; aparte se ha

demostrado que los materiales convencionalmente utilizados en ciclos Rankine (3.4.4) se

pueden emplear en ciclos amoniaco-agua. La disposición de los intercambiadores será vertical

debido a la necesidad de utilizar menos espacio.

Page 68: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

60

La caldera de recuperación consta de tres partes principales: economizador, evaporador y

sobrecalentador. No se ha considerado ningún approach point, por lo que la temperatura de

salida del fluido de trabajo del economizador (liquido saturado) es la misma que la de llegada

al evaporador.

Todos los diseños serán chequeados mediante la normativa correspondiente a ASME Code Sec.

VIII Div. 1.

El principal objetivo del diseño preliminar realizado es obtener dimensiones aproximadas y un

primer acercamiento a la forma del equipo.

7.1.1 Economizador

El economizador es el equipo situado antes de la salida final de los gases de combustión y

aprovecha por última vez el calor residual antes de liberarlos. Su función es introducir el fluido

de trabajo en el evaporador a temperatura de saturación aumentando la eficiencia del ciclo.

La presión de diseño de la carcasa será 3 bar y de los tubos 137 bar. La temperatura de diseño

utilizada es de 310 ˚C tanto para los tubos como para la carcasa.

Las pérdidas de carga obtenidas son 100 mbar en los humos de escape y 500 mbar en el fluido

de trabajo. Por esta razón en la ingeniería en detalle se deberá incorporar un sistema aspirante

de los humos de escape ya que estos descienden a presiones inferiores a la atmosférica en

este diseño y los posteriores correspondientes a la caldera.

7.1.1.1 Configuración

La configuración elegida para diseñar es BXM para evitar la menor perdida de carga de los

gases de escape a través del intercambiador. A pesar de ello se necesitará una bomba o un

aspirante para ayudar al flujo de circulación.

Los requerimientos de superficie y de trabajo permitirán el uso de una sola carcasa en

disposición vertical.

7.1.1.2 Dimensiones de los tubos

- Número de tubos: 4 542

- Número de pasos: 1

- Longitud tubular (Diseñada/Efectiva): 6 000 mm/ 5 368 mm

- Diámetro exterior: 19,05 mm

- Espesor: 1,65 mm

- Separación entre tubos (pitch): 23,81 mm

7.1.1.3 Dimensiones Exteriores

- Diámetro máximo: 2 546 mm

- Altura: 9 228 mm

Page 69: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

61

7.1.1.4 Coste y precio

- Peso en funcionamiento: 86 541,6 kg

- Peso vacío: 69 788,2 kg

- Coste: 337 476 €

7.1.2 Evaporador

El evaporador es un banco de tubos donde se recupera la radiación liberada y el calor

absorbido por los gases y se transfiere al fluido de trabajo. El fluido de trabajo se evaporará, en

este caso al utilizar intercambiadores de carcasa no necesitará calderín, por lo que la

evaporación será directa.

La presión de diseño de la carcasa será 3 bar y de los tubos 137 bar. La temperatura de diseño

utilizada es 590 ˚C en la carcasa y 360 ˚C en los tubos. Las pérdidas de carga obtenidas son 110

mbar en los humos de escape y 20 mbar en el fluido de trabajo.

7.1.2.1 Configuración

La configuración está dispuesta en BXM para evitar la menor pérdida de carga de los gases de

escape. Se requiere evaporar a la mayor presión posible, para así recuperar la mayor cantidad

de calor posible. Debido a que las restricciones de caída de presión son exigentes por el hecho

de evitar que el intercambiador pase a funcionar a presión menor que la atmosférica (en la

medida de lo posible), se dispondrá una batería de 3 intercambiadores en paralelo, de igual

geometría, para reducir la velocidad del lado de la carcasa. A continuación las características

mostradas corresponderán a cada uno de los tres intercambiadores que conforman el

evaporador.

7.1.2.2 Dimensiones de los tubos

- Número de tubos: 740

- Número de pasos: 2

- Longitud tubular (Diseñada/Efectiva): 5 700 mm/5 068 mm

- Diámetro exterior: 19,05 mm

- Espesor: 4,19 mm

- Separación entre tubos (pitch): 23,81 mm

7.1.2.3 Dimensiones Exteriores

- Tres intercambiadores funcionando en paralelo.

- Diámetro máximo por unidad (p/u):1 480 mm

- Altura p/u : 7 826 mm

Page 70: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

62

7.1.2.4 Coste y precio

- Peso en funcionamiento: 15 262,6 kg

- Peso vacío: 13 813,8 kg

- Coste del sistema de evaporadores: 214 622 €

7.1.3 Sobrecalentador

El sobrecalentador es un banco de tubos donde se eleva la temperatura del vapor por encima

de su temperatura de saturación de forma que se aumenta su entalpía. Al aumentar la entalpía

entrará el vapor con mayor energía en la turbina.

La presión de diseño de la carcasa será 3 bar y de los tubos 137 bar. La temperatura de diseño

utilizada es 650 ˚C en la carcasa y 470 ˚C en los tubos. Las pérdidas de carga obtenidas son 107

mbar en los humos de escape y 192 mbar en el fluido de trabajo.

7.1.3.1 Configuración

Configuración TEMA BXM. Se dispondrán 4 intercambiadores en paralelo.

7.1.3.2 Dimensiones de los tubos

- Número de tubos: 1 129

- Número de pasos: 1

- Longitud tubular (Diseñada/Efectiva): 5 100 mm/4 562 mm

- Diámetro exterior: 13 mm

- Espesor: 4,19 mm

- Separación entre tubos (pitch): 17,76 mm

7.1.3.3 Dimensiones Exteriores

- Cuatro intercambiadores funcionando en paralelo.

- Diámetro máximo p/u: 962 mm

- Altura p/u: 7 104 mm

7.1.3.4 Coste y precio

- Peso en funcionamiento: 13 934,4 kg

- Peso vacío: 13 193,3 kg

- Coste del sistema de sobrecalentadores: 291 314 €

Page 71: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

63

7.2 Condensadores

Los intercambiadores del sistema de condensado se dispondrán verticalmente debido a que,

como se menciona en los antecedentes, los intercambiadores verticales son aconsejados

experimentalmente.

No se entrará en detalle en el sistema de refrigeración, ya que no entra en el alcance del

proyecto, pero cabe destacar que cuenta con el paso de rio Ebro para abastecer las tareas

relativas a la refrigeración. El circuito de condensación será cerrado para evitar problemas de

ensuciamiento.

El agua de refrigeración circulará por el lado de la carcasa por motivos de efectividad de

condensación y de seguridad.

7.2.1 Condensador de baja presión

Es el condensador situado más cerca de la salida de la turbina y trabaja a la presión del gas tras

expandirse. La presión de diseño de la carcasa será 5 bar y de los tubos 6 bar. La temperatura

de diseño utilizada es 160 ˚C en la carcasa y 160 ˚C en los tubos.

Las pérdidas de carga obtenidas son 50 mbar en el lado de la carcasa y 247 mbar en el flujo

tubular.

7.2.1.1 Configuración

Configuración TEMA BXM. Un intercambiador será suficiente para la condensación a baja

presión.

7.2.1.2 Dimensiones de los tubos

- Número de tubos: 1 016

- Número de pasos: 1

- Longitud tubular (Diseñada/Efectiva): 3 900 mm/3 802mm

- Diámetro exterior: 19,05 mm

- Espesor: 1,65 mm

- Separación entre tubos (pitch): 23,81mm

7.2.1.3 Dimensiones Exteriores

- Diámetro máximo: 1 200 mm

- Altura : 5 870 mm

7.2.1.4 Coste y peso

- Peso en funcionamiento: 8 156 kg

- Peso vacío: 5 325,9 kg

- Coste: 33 765 €

Page 72: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

64

7.2.2 Condensador de baja presión

Es el condensador situado al final del sistema de refrigeración y se encargar de re-establecer

las condiciones iniciales de entrada a la caldera de recuperación de humos de escape

La presión de diseño de la carcasa será 5 bar y de los tubos 11 bar. La temperatura de diseño

utilizada es 160 ˚C en la carcasa y 160 ˚C en los tubos.

Las pérdidas de carga obtenidas son 41 mbar en el lado de la carcasa y 256 mbar en el flujo

tubular.

7.2.2.1 Configuración

Configuración TEMA BXM. Un intercambiador será suficiente para la condensación a alta

presión.

7.2.2.2 Dimensiones de los tubos

- Número de tubos: 645

- Número de pasos: 1

- Longitud tubular (Diseñada/Efectiva): 5 250 mm/ 5 158 mm

- Diámetro exterior: 19,05 mm

- Espesor: 1,65 mm

- Separación entre tubos (pitch): 23,81mm

7.2.2.3 Dimensiones Exteriores

- Diámetro máximo: 1 046 mm

- Altura : 6 808 mm

7.2.2.4 Coste y peso

- Peso en funcionamiento: 6 755 kg

- Peso vacío: 4 451 kg

- Coste: 26 793 €

Page 73: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

65

7.3 Regeneradores

Los regeneradores son equipos utilizados internamente en el ciclo de generación para

transmitir la energía entre diferentes corrientes para aumentar la eficiencia del ciclo rebajando

las irreversibilidades. Las condiciones de diseño consideradas se presentan en la Tabla 24.

Tabla 24: Condiciones de diseño del sistema de regeneradores

Regenerador 1 Regenerador 2 Regenerador 3

Presión de diseño (bar) Tubos 6 6 11

Carcasa 11 11 137

Temperatura de diseño (˚C) Tubos 210 170 160

Carcasa 210 160 180

Perdidas de carga (mbar) Tubos 185 246 225

Carcasa 404 239 25

7.3.1.1 Configuración

Análogamente a los anteriores diseños los regeneradores 1 y 3 se han diseñado con una

configuración BXM a excepción del regenerador 2, donde las condiciones de trabajo permiten

utilizar un intercambiador BEM de construcción más económica. Todos los regeneradores se

han realizado horizontales debido a que los costes en este caso son más económicos y son

equipos menos voluminosos que los anteriores.

7.3.1.2 Dimensiones de los tubos

Los resultados del dimensionamiento de los tubos de los regeneradores se representan

resumidos en la Tabla 25

Tabla 25: Dimensiones de los tubos de los regeneradores

Regenerador 1 Regenerador 2 Regenerador 3

Número de tubos 488 577 170

Número de pasos 1

Longitud Tubular (mm)

Diseñada 5 400 2 700 4 500

Efectiva 5 350 2 611 4 343

Diámetro exterior (mm) 19,05

Espesor (mm) 1,65

Pitch (mm) 23,81

Page 74: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

66

7.3.1.3 Dimensiones Exteriores

Las dimensiones exteriores del sistema de regeneradores se muestran en la Tabla 26.

Tabla 26: Dimensiones del sistema de regeneradores

Regenerador 1 Regenerador 2 Regenerador 3

Longitud (mm) 7 235 4 689 5 432

Diámetro exterior (mm) 922 970 744

7.3.1.4 Coste y precio

En la Tabla 27 quedan representados tanto los costes como el peso del sistema de

regeneradores empleado en la planta propuesta.

Tabla 27: Costes y pesos de los regeneradores

Regenerador 1 Regenerador 2 Regenerador 3

Peso en funcionamiento (kg) 5 107 3 716 2 469

Peso en vacío (kg) 3 468 2 529 1 995

Coste (€) 21 452 20 940 22 616

Page 75: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

67

8 Conclusiones

El ciclo amoniaco-agua es un ciclo totalmente recomendable para la sustitución del ciclo

Rankine en un ciclo de turbina de vapor de baja temperatura, como es el estudiado. La mayor

eficiencia en la captación de energía en fuentes de baja temperatura ha hecho que surjan

múltiples ideas donde tradicionalmente el aprovechamiento energético era totalmente

descartado, como puede ser el sector cementero, por citar algún ejemplo.

Los resultados obtenidos en la simulación del ciclo amoniaco-agua son muy esperanzadores,

sin llegar a un nivel de optimización del proceso, se muestra una gran recuperación energética

y una generación de potencia de 3,6 MW, que ya de por sí justificaría un estudio más en

detalle del presente proyecto.

Como parámetros de estudios en el futuro se pueden sugerir, entre otros:

- Eficiencia de los regeneradores: influirá notablemente tanto en el rendimiento como

en los costes de cada regenerador, siendo necesario encontrar el punto óptimo de

aumento de eficiencia sin aumento de los costes.

- Ratio de presiones E/S de turbina: representa la expansión en la turbina, a mayor

ratio se obtendrá mayor trabajo; se ha optado por una salida de 4 bar por adecuarse a

un valor razonable, pero podrá ser objeto de estudio. Se toma un valor

suficientemente mayor que la presión atmosférica principalmente por seguridad, por

el hecho de que en caso de que se produzca una fisura en el sistema nunca entre aire

en el sistema, sino que el fluido circulante se disperse y diluya en el entorno,

neutralizando la actividad explosiva del amoniaco.

- Pinch-point: el punto tomado, aunque suficiente y totalmente funcional para la

aplicación descrita, requerirá un estudio en profundidad de su reducción, sin sacrificar

en ningún caso los costes de planta.

- Approach-point: no se ha considerado caida de temperaturas entre el economizador y

el evaporador, para un estudio en profundidad será necesario.

- Concentración amoniaco-agua: se ha tomado un ratio de 0,6 por ser el más extendido

en la bibliografía consultada, pero podría ser una variable a ser estudiada.

El hecho de que se sugieran múltiples líneas de estudio del presente proyecto no significa que

no se haya abordado el tema con la suficiente profundidad, sino que visto desde una

perspectiva global se pueden identificar más fácilmente los parámetros críticos de este

problema ingenieril.

Page 76: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

68

La propuesta descrita es un estudio a nivel de ingeniería preliminar donde se puede observar

un camino de investigación hacia los motores de compresión de las EC del circuito gasístico,

donde la bibliografía aportada por María Jonsson muestra un camino paralelo aplicado a

motores diesel.

Otro camino de investigación a seguir sería la utilización de compresores con motores

eléctricos a partir de tan sólo una turbina de vapor capaz de abastecer las necesidades

energéticas del resto de grupos de la instalación, con el consiguiente ahorro energético y la

supresión de emisiones gaseosas.

El coste de los componentes principales a presión estimado es de 968 978 €, se tomará como

referencia 1 M€ para efectuar el estudio económico, dado que el cálculo realizado será una

aproximación con un error estimado del 10%.

Page 77: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

69

9 Bibliografía

Baasel, W. D. (1990). Preliminary Chemical Engineering Plant Design. New York: Van Nostrand

Reinhold.

Conde, M. (2006). Thermophysical Properties of ammonia-water Mixtures for the Industrial

Absorption Refrigeration Equipment.

Consultora IiMA. (Octubre 2007). Estudio de Impacto Ambiental: Estudio de Compresión de

Chinchilla. Madrid: Enagas.

Enagas. (2009). Aplicación Protocolo de Detalle NGTS Rangos Admisibles 2009-2010 (Zona II:

Barcelona – Tivissa).

Enagas. (Mayo 2007). Enagas y el Protocolo de Kioto. Cartagena.

Exergy Inc. (2002). Kalina Cycle Enjoying Commercial Success. Power Engineering.

Guthrie, K. M. (1969). Capital Cost Estimating. Chemical Engineering , 114.

Jonsson, M., Svengerg, G., & Thorin, E. (1999). Gas Engine Bottoming Cycles with Ammonia-

Water Mixtures as Working Fluid. Proceedings of the 1999 International Joint Power

Generation Conference , PWR-Vol 34, 55-65.

Köhler, S., & Saadat, A. (Septiembre 2003). Thermodynamic Modeling of Binary Cycles Looking

for Best Case Scenarios. International Geothermal Conference. Reykjavik.

Lang, J. (2000). Design Procedure for a Hear Exchanger on the AspenPlus Software. SDSM&T.

Liu, M., & Zhang, N. (2007). Proposal and analysis of a novel ammonia–water cycle for power

and refrigeration cogeneration. Energy 32 , 961-970.

Mirolli, M., & Leibowitz, H. (1999). First Kalina combined-cycle.

Ogriseck, S. (2009). Integration of Kalina cycle in a combined heat and power plant, a case

study. Frankfurt Main, Germany: Infraserv GmbH & Co.

Poullikkas, A. (2005). An overview of current and future sustainable gas turbine technologies.

Renewable and Sustainable Energy Reviews 9 , 409–443.

Rasmesh, K., & Sekulic, P. (2003). Fundamentals of Heat Exchangers Design. John Wiley & Sons,

Inc.

Sanchidrian, J. Á. (1999). Transferencia de calor. Madrid: Fundación Gómez-Pardo.

Senthil, R., & Subbarao, P. M. (2008). Thermodynamic Analysis of Rankine-Kalina Combined

Cycle. 3 p. 133-141.

Page 78: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

70

Valdimarsson, P. (2003). OCR and Kalina, Analysis and experience. Husavik: Sigillum

Universitates Islandiae.

Valdimarsson, P., & Eliasson, L. (Septiembre 2003). Factors Influencing the Economics of the

Kalina Power Cycle and Situations of Superior Performance. International Geothermal

Conference. Reykjavik.

Wall, G., Ishida, M., & Chuang, C. (1989). Exergy Study of the Kalina Cycle. AES-Vol 10-3 ASME ,

73-77.

Page 79: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

DISEÑO DE UN CICLO AMONIACO-AGUA

EN LA ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE

TIVISSA

DOCUMENTO 2: ESTUDIO ECONÓMICO

Page 80: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

72

1 Estimación de la inversión

Para poder analizar la rentabilidad de la inversión previamente se hace una estimación de la

inversión necesaria.

Se estimarán los costes de equipos instalados (CEI) y se aplicará un coeficiente para hallar el

coste total de la instalación (It), correspondiente a los costes directos. Tomando coeficientes

de Guthrie (1969), método ampliamente utilizado en la ingeniería química actual, los valores

de dichos coeficientes son:

- It = 1,17 · CEI (Instalaciones existentes)

- It = 1,5 · CEI (Instalaciones sin infraestructuras previas)

La expresión “Instalaciones existentes” se aplica para ampliaciones de un proyecto Nuevo que

se instala en un lugar que ya cuenta con infraestructuras y terrenos. Dado que la planta

amoniaco/agua consiste en una ampliación de una estación de compresión para el

aprovechamiento energético de los humos de escape del compresor, se aplicará un coeficiente

de 1,17.

Aunque hay variaciones de un proyecto a otro, en este caso, al ser un estudio de previabilidad

se pueden considerar las siguientes relaciones entre los costes anteriores, dejando análisis más

profundo para la ingeniería de detalle:

IT = 1,17 IF

El coste de los componentes principales de la caldera se estima en 1 M€, dejando un 50% del

valor estimado para los costes de instalación no considerados en el diseño dado (separadores,

conducciones, válvulas…), por lo que el presupuesto total para los componentes a presión,

descontando las bombas y la turbina es de 1,5 M€.

El resto de costes estimados de los equipos principales de la estación propuesta son:

- Turbina: 7 337 000 €

- Bomba HP: 448 000 €

- Bomba LP: 222 000 €

- Bomba del ciclo de condensado: 124 000 €

La inversión total preliminar es de 9 102 000 €, y la final tras aplicar el coeficiente mencionado

anteriormente se estima un coste de inversión de 10 650 000 €, valor final que se utilizará para

el estudio de rentabilidad.

Page 81: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

73

2 Análisis de Rentabilidad

Para analizar la rentabilidad de la inversión se calculará la Tasa Interna de Retorno (TIR). La

inversión se considerará interesante si la TIR es mayor que la rentabilidad de la inversión.

La planta diseñada no requerirá combustible alguno para la generación eléctrica, ya que utiliza

los humos de escape como fuente energética. Los costes considerados para calcular el cash

flow son los correspondientes a la inversión total y a los costes de operación y mantenimiento.

2.1 Ingresos

Los ingresos de la instalación proceden de la venta de electricidad. Se ha considerado un

precio de venta de electricidad de 80 €/MWh, tomando como referencia la media en el año

2009. La potencia energética estimada de la planta es de 3,6 MW.

2.2 Costes

El coste inicial de inversión de la instalación, anteriormente calculado, es de aproximadamente

10 650 000 €.

Los costes por operación y mantenimiento se han estimado como un 3% anual de la inversión

inicial. El coste por generación eléctrica estimado es de 0,0451 €/s en un régimen anual de

funcionamiento de 6 800 horas.

2.3 Parámetros de cálculo

El tiempo de funcionamiento estimado en la planta es de 20 años. Para hacer frente la

inversión inicial se ha considerado un reparto al 50% entre recursos propios y recursos ajenos,

con 20 años de amortización y un 6% de interés del préstamo, a 7 años. El método de

amortización elegido para el estudio es mediante cuotas fijas.

Los impuestos de sociedades considerados son del 35%, por pertenecer la empresa al sector

gasístico en régimen de distribución y explotación de hidrocarburos. El aumento del IPC

estimado es de un 2,5% anual, en el límite superior del ajuste de inflación del Banco Central

Europeo.

Page 82: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

74

2.4 Conclusiones

La tasa interna de rentabilidad (TIR) estimada es del 8,7%. El valor del TIR es superior al coste

de oportunidad considerado (5%) por lo que se puede considerar como una inversión

aceptable y el proyecto es viable económicamente.

Es destacable mencionar al final del estudio económico la consideración de bienes

inmateriales de imposible cuantificación en un estudio económico, propio de proyectos I+D,

como puede ser obtener experiencia en nuevos ciclos de potencia y obtención de patentes en

sistemas con aplicaciones prácticas futuras, entre otras, por los que el hecho de que este tipo

de proyecto tenga un TIR superior al coste de oportunidad lo hace de por si interesante.

Page 83: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Tabla 1: Cash Flow Generado

Año de proyecto 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

INVERSION

RRPP 5324472,5

RRAA 5324472,5

INGRESOS

Venta electricidad

1 958 400

2 007 360

2 057 544

2 108 983

2 161 707

2 215 750

2 271 144

2 327 922

2 386 120

2 445 773

2 506 918

2 569 591

2 633 830

2 699 676

2 767 168

2 836 347

2 907 256

2 979 937

3 054 436

3 130 797

Precio mercado (€/MWh) 80 82 84,05 86,15125 88,30503 90,51266 92,77547 95,09486 97,47223 99,90904 102,4068 104,9669 107,5911 110,2809 113,0379 115,8639 118,7604 121,7295 124,7727 127,892

INGRESOS TOTALES € 1 958 400

2 007 360

2 057 544

2 108 983

2 161 707

2 215 750

2 271 144

2 327 922

2 386 120

2 445 773

2 506 918

2 569 591

2 633 830

2 699 676

2 767 168

2 836 347

2 907 256

2 979 937

3 054 436

3 130 797

COSTES €

Costes O & M € 319

468,4 327

455,1 335

641,4 344

032,5 352

633,3 361

449,1 370

485,3 379

747,5 389

241,2 398

972,2 408

946,5 419

170,2 429

649,4 440

390,6 451

400,4 462

685,4 474

252,6 486

108,9 498

261,6 510 718,1

COSTES TOTALES € 319

468,4 327

455,1 335

641,4 344

032,5 352

633,3 361

449,1 370

485,3 379

747,5 389

241,2 398

972,2 408

946,5 419

170,2 429

649,4 440

390,6 451

400,4 462

685,4 474

252,6 486

108,9 498

261,6 510 718,1

MARGEN BRUTO € 1 638 932

1 679 905

1 721 903

1 764 950

1 809 074

1 854 301

1 900 658

1 948 175

1 996 879

2 046 801

2 097 971

2 150 420

2 204 181

2 259 285

2 315 768

2 373 662

2 433 003

2 493 828

2 556 174

2 620 078

Amortización € 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706 443 706

B.A.I.I. € 1 195 226

1 236 199

1 278 197

1 321 244

1 365 368

1 410 595

1 456 952

1 504 469

1 553 173

1 603 095

1 654 265

1 706 714

1 760 475

1 815 579

1 872 061

1 929 956

1 989 297

2 050 122

2 112 468

2 176 372

Gastos Financieros

(Deuda) €

806 277,3

806 277,3

806 277,3

806 277,3

806 277,3

806 277,3

806 277,3

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

B.A.I. € 388

948,3 429

921,6 471

919,3 514

966,8 559

090,6 604

317,4 650

674,9 1 504 469

1 553 173

1 603 095

1 654 265

1 706 714

1 760 475

1 815 579

1 872 061

1 929 956

1 989 297

2 050 122

2 112 468

2 176 372

Impuestos € 136

131,9 150

472,6 165

171,7 180

238,4 195

681,7 211

511,1 227

736,2 526 564

543 610,6

561 083,3

578 992,8

597 350 616

166,2 635

452,8 655

221,5 675

484,5 696 254

717 542,8

739 363,8

761 730,3

BENEFICIO NETO € 252

816,4 279

449,1 306

747,5 334

728,4 363

408,9 392

806,3 422

938,7 977

904,6 1 009 562

1 042 012

1 075 272

1 109 364

1 144 309

1 180 127

1 216 840

1 254 471

1 293 043

1 332 579

1 373 104

1 414 642

CASH FLOW GENERADO -10 648

945 696

522,5 723

155,1 750

453,6 778

434,5 807

114,9 836

512,4 866

644,8 1 421 611

1 453 269

1 485 718

1 518 978

1 553 070

1 588 015

1 623 833

1 660 546

1 698 177

1 736 749

1 776 286

1 816 810

1 858 348

Page 84: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia
Page 85: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

DISEÑO DE UN CICLO AMONIACO-AGUA

EN LA ESTACIÓN DE COMPRESIÓN DE

TIVISSA

DOCUMENTO 3: ANEXOS

Page 86: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ANEXO A: RESULTADOS DEL MODELO EN さASPEN PLUS"

Page 87: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Resultados de las Corrientes

Page 88: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

91101 91102 91103 91104 92101 93101 93103

C910 S911 R912 T931 R912 T931 E914

C910 S911 S911 R912 ZH914

VAPOR VAPOR VAPOR VAPOR VAPOR VAPOR VAPOR

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 0 0 0 0 0 0,081135 0,081135

NH3 0 0 0 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0,042545 0,042545

CH4 0 0 0 0 0,035797 0 0

C2H6 0 0 0 0 1,94E-03 0 0

C3H8 0 0 0 0 5,82E-04 0 0

C4H10 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 2,33E-04 0 0

C5H12 0 0 0 0 3,88E-05 0 0

O2 0,301348 0,301348 0,28628 0,015067 0 0,203168 0,218235

N2 1,133641 1,133641 1,076959 0,056682 1,94E-04 1,077153 1,133835

Mole Frac

H2O 0 0 0 0 0 0,057788 0,054978

NH3 0 0 0 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0,030303 0,02883

CH4 0 0 0 0 0,923 0 0

C2H6 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,05 0 0

C3H8 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,015 0 0

C4H10 0 0 0 0 6,00E-03 0 0

C5H12 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 1,00E-03 0 0

O2 0,21 0,21 0,21 0,21 0 0,144706 0,147881

N2 0,79 0,79 7,90E-01 7,90E-01 5,00E-03 7,67E-01 7,68E-01

Mass Flow kg/sec

H2O 0 0 0 0 0 1,461661 1,461661

NH3 0 0 0 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 1,872405 1,872405

CH4 0 0 0 0 0,574281 0 0

C2H6 0 0 0 0 0,05831 0 0

C3H8 0 0 0 0 0,025653 0 0

C4H10 0 0 0 0 0,013525 0 0

C5H12 0 0 0 0 2,80E-03 0 0

O2 9,642764 9,642764 9,160626 0,482138 0 6,501127 6,983265

N2 31,75724 31,75724 30,16937 1,587862 5,43E-03 30,17481 31,76267

Mass Frac

H2O 0 0 0 0 0 0,036532 0,034735

NH3 0 0 0 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0,046798 0,044496

CH4 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,844531 0 0

C2H6 0 0 0 0 0,08575 0 0

Page 89: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C3H8 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,037725 0 0

C4H10 0 0 0 0 0,01989 0 0

C5H12 0 0 0 0 4,12E-03 0 0

O2 0,232917 0,232917 0,232917 0,232917 0 0,162488 1,66E-01

N2 0,767083 0,767083 0,767083 0,767083 7,99E-03 0,754182 0,754816

Total Flow kmol/sec 1,434989 1,434989 1,363239 0,071749 0,038783 1,404001 1,47575

Total Flow kg/sec 41,4 41,4 39,33 2,07 0,68 40,01 42,08

Total Flow cum/sec 35,09305 5,71411 5,428404 0,285706 0,023421 10,59984 89,19548

Temperature C 25 441,4806 441,4806 441,4806 10 1084,763 500

Pressure bar 1,01325 15 15 15 35 15 1,063913

Vapor Frac 1 1 1 1 1 1 1

Liquid Frac 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0

Solid Frac 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00

Enthalpy kJ/kmol -8,17366 12527,76 12527,76 12527,76 -76842,7 8973,027 -9966,81

Enthalpy kJ/kg -0,28331 434,2319 434,2319 434,2319 -4382,66 314,8747 -349,537

Enthalpy kW -11,7291 1,80E+04 1,71E+04 8,99E+02 -2,98E+03 1,26E+04 -1,47E+04

Entropy J/kmol-K 4249,115 7970,647 7970,647 7970,647 -1,20E+05 29947,13 32660,97

Entropy J/kg-K 1,47E+02 2,76E+02 2,76E+02 2,76E+02 -6,86E+03 1,05E+03 1,15E+03

Density kmol/cum 4,09E-02 0,251131 2,51E-01 2,51E-01 1,66E+00 1,32E-01 1,65E-02

Density kg/cum 1,18E+00 7,25E+00 7,25E+00 7,25E+00 2,90E+01 3,77E+00 4,72E-01

Average MW 2,89E+01 28,8504 2,89E+01 2,89E+01 1,75E+01 2,85E+01 2,85E+01

Liq Vol 60F cum/sec 0,076855 0,076855 0,073012 3,84E-03 2,17E-03 0,072314 0,076157

Page 90: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

93104 93105 93106 94101 94102 94103 94104

E915 E916 E924 P922 E925 E916

E914 E915 E916 M922 E924 P922 E925

VAPOR VAPOR VAPOR MIXED LIQUID LIQUID LIQUID

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 0,081135 0,081135 0,081135 0,182037 0,182037 0,182037 0,182037

NH3 0 0 0 0,289004 0,289004 0,289004 0,289004

CO2 0,042545 0,042545 0,042545 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0,218235 0,218235 0,218235 0 0 0 0

N2 1,133835 1,133835 1,133835 0 0 0 0

Mole Frac

H2O 0,054978 0,054978 0,054978 0,386456 0,386456 0,386456 0,386456

NH3 0 0 0 0,613544 0,613544 0,613544 0,613544

CO2 0,02883 2,88E-02 2,88E-02 0,00E+00 0,00E+00 0 0,00E+00

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C3H8 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

O2 0,147881 0,147881 0,147881 0 0 0 0

N2 0,768311 7,68E-01 7,68E-01 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

Mass Flow kg/sec

H2O 1,461661 1,461661 1,461661 3,279442 3,279442 3,279442 3,279442

NH3 0 0 0 4,921908 4,921908 4,921908 4,921908

CO2 1,872405 1,872405 1,872405 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 6,983265 6,983265 6,983265 0 0 0 0

N2 31,76267 31,76267 31,76267 0 0 0 0

Mass Frac

H2O 0,034735 0,034735 0,034735 0,399866 0,399866 0,399866 0,399866

NH3 0 0 0 0,600134 0,600134 0,600134 0,600134

CO2 0,044496 0,044496 0,044496 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C2H6 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,00E+00

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

Page 91: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0,165952 0,165952 0,165952 0 0 0 0

N2 0,754816 0,754816 0,754816 0 0 0 0

Total Flow kmol/sec 1,47575 1,47575 1,47575 0,471041 0,471041 0,471041 0,471041

Total Flow kg/sec 42,08 42,08 42,08 8,20135 8,20135 8,20135 8,20135

Total Flow cum/sec 82,55871 56,27314 42,11466 0,409555 0,012342 0,012337 0,012521

Temperature C 442,4662 214,6708 92,09438 64,36085 44,95159 48,40008 60

Pressure bar 1,063913 1,06E+00 1,06E+00 9,00E+00 9 115 115

Vapor Frac 1 1 1 0,289081 0 0 0

Liquid Frac 0 0,00E+00 0,00E+00 7,11E-01 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Solid Frac 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

Enthalpy kJ/kmol -11826,9 -18951,8 -22651,3 -1,46E+05 -1,53E+05 -1,53E+05 -1,52E+05

Enthalpy kJ/kg -414,772 -664,64 -794,384 -8361,2 -8811,39 -8785,54 -8730,66

Enthalpy kW -17453,6 -2,80E+04 -3,34E+04 -6,86E+04 -7,23E+04 -7,21E+04 -7,16E+04

Entropy J/kmol-K 30161,05 18195,55 9465,63 -1,51E+05 -1,75E+05 -1,75E+05 -1,72E+05

Entropy J/kg-K 1057,751 6,38E+02 3,32E+02 -8,69E+03 -1,01E+04 -1,00E+04 -9,87E+03

Density kmol/cum 0,017875 2,62E-02 3,50E-02 1,15E+00 3,82E+01 3,82E+01 3,76E+01

Density kg/cum 0,509698 7,48E-01 9,99E-01 2,00E+01 6,65E+02 6,65E+02 6,55E+02

Average MW 28,51431 28,51431 28,51431 17,41111 17,41111 1,74E+01 17,41111

Liq Vol 60F cum/sec 0,076157 0,076157 0,076157 0,018764 0,018764 0,018764 0,018764

Page 92: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

94105 94106 94107 94108 94109 95101 95102

E915 E914 T971 E921 M921 E925 M922

E916 E915 E914 T971 E921 S921 E925

LIQUID VAPOR VAPOR MIXED MIXED VAPOR MIXED

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 0,1820367 0,1820367 0,1820367 0,1820367 0,1820367 5,72E-03 5,72E-03

NH3 0,2890044 0,2890045 2,89E-01 2,89E-01 2,89E-01 1,65E-01 1,65E-01

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

C3H8 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

C4H10 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,00E+00

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mole Frac

H2O 0,3864561 0,3864561 0,3864561 0,3864561 0,3864561 0,0335481 0,0335481

NH3 0,6135439 0,6135439 0,6135439 0,6135439 0,6135439 0,9664518 0,9664518

CO2 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,00E+00

C3H8 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0,00E+00

C4H10 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

C5H12 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00

O2 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

N2 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0

Mass Flow kg/sec

H2O 3,279442 3,279442 3,279442 3,279442 3,279442 0,1029721 0,1029721

NH3 4,921908 4,921908 4,921908 4,921908 4,921908 2,804262 2,804262

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mass Frac

H2O 0,3998662 0,3998662 0,3998662 0,3998662 0,3998662 0,0354192 0,0354192

NH3 0,6001338 0,6001338 0,6001338 0,6001338 0,6001338 0,9645807 0,9645807

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00

C2H6 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C3H8 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0 0

Page 93: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Total Flow kmol/sec 0,4710412 0,4710412 0,4710412 0,4710412 0,4710412 0,1703764 0,1703764

Total Flow kg/sec 8,20135 8,20135 8,20135 8,20135 8,20135 2,907234 2,907234

Total Flow cum/sec 0,0166988 0,1224754 0,180456 3,541273 2,115117 0,5343307 0,4702374

Temperature C 185,656 255,6577 350 114,5306 87,86257 83,62583 60,44809

Pressure bar 115 115 115 4 4 9,00E+00 9

Vapor Frac 0 1 1 0,9556526 0,6112281 1 0,9493082

Liquid Frac 1,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,0443473 0,3887719 0,00E+00 5,07E-02

Solid Frac 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0

Enthalpy kJ/kmol -1,40E+05 -1,18E+05 -1,12E+05 -1,20E+05 -1,35E+05 -5,08E+04 -5,34E+04

Enthalpy kJ/kg -8064,96 -6782,921 -6448,209 -6914,967 -7753,78 -2974,82 -3129,636

Enthalpy kW -6,61E+04 -5,56E+04 -5,29E+04 -56712,07 -63591,46 -8,65E+03 -9,10E+03

Entropy J/kmol-K -1,43E+05 -97622,99 -87439,36 -7,93E+04 -1,18E+05 -1,08E+05 -1,16E+05

Entropy J/kg-K -8,19E+03 -5,61E+03 -5,02E+03 -4,55E+03 -6,78E+03 -6,35E+03 -6,79E+03

Density kmol/cum 2,82E+01 3,85E+00 2,61E+00 1,33E-01 2,23E-01 3,19E-01 3,62E-01

Density kg/cum 4,91E+02 6,70E+01 4,54E+01 2,32E+00 3,88E+00 5,44E+00 6,18E+00

Average MW 17,41111 17,41111 17,41111 17,41111 17,41111 17,0636 17,0636

Liq Vol 60F cum/sec 0,0187642 0,0187642 0,0187642 0,0187642 0,0187642 8,92E-03 8,92E-03

Page 94: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

96101 96102 97101 97102 97103 97104 97105

V921 M921 E923 E922 P921 S922 E923

S921 V921 M921 E923 E922 P921 S922

LIQUID MIXED MIXED MIXED LIQUID LIQUID LIQUID

Substream: MIXED

Mole Flow

kmol/sec

H2O 0,993436 0,993436 1,175473 1,175473 1,175473 1,175473 0,999152

NH3 5,40E-01 5,40E-01 8,29E-01 8,29E-01 8,29E-01 8,29E-01 7,05E-01

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mole Frac

H2O 0,647869 0,647869 0,586437 0,586437 0,586437 0,586437 0,586437

NH3 0,352131 0,352131 0,413563 0,413563 0,413563 0,413563 0,413563

CO2 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00

C3H8 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mass Flow kg/sec

H2O 17,89703 17,89703 21,17647 21,17647 21,17647 21,17647 18

NH3 9,195738 9,195738 14,11765 14,11765 14,11765 14,11765 12

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mass Frac

H2O 0,660583 0,660583 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6

NH3 0,339417 0,339417 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0,00E+00 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0,00E+00

C2H6 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

C3H8 0 0,00E+00 0 0 0 0 0

Page 95: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Total Flow

kmol/sec 1,533391 1,533391 2,004432 2,004432 2,004432 2,004432 1,703768

Total Flow kg/sec 27,09277 27,09277 35,29412 35,29412 35,29412 35,29412 30

Total Flow cum/sec 0,038077 7,92E-01 2,854564 2,298159 0,048689 0,048687 0,041384

Temperature C 83,62583 61,95095 68,00865 62,08375 42,38042 42,483 42,483

Pressure bar 9 4 4 4 4,00E+00 9 9

Vapor Frac 0 0,072776 0,203127 0,165878 0 0 0

Liquid Frac 1,00E+00 9,27E-01 0,796873 0,834122 1,00E+00 1,00E+00 1,00E+00

Solid Frac 0 0,00E+00 0 0 0,00E+00 0,00E+00 0,00E+00

Enthalpy kJ/kmol -2,08E+05 -2,08E+05 -1,91E+05 -1,92E+05 -1,98E+05 -1,98E+05 -1,98E+05

Enthalpy kJ/kg -11759,6 -11759,6 -10828,7 -10910,8 -11235 -11234,1 -11234,1

Enthalpy kW -3,19E+05 -3,19E+05 -3,82E+05 -3,85E+05 -3,97E+05 -3,97E+05 -3,37E+05

Entropy J/kmol-

K -1,60E+05 -1,60E+05 -1,50E+05 -1,54E+05 -1,72E+05 -1,72E+05 -1,72E+05

Entropy J/kg-K -9,06E+03 -9,04E+03 -8,51E+03 -8,75E+03 -9,75E+03 -9,75E+03 -9,75E+03

Density

kmol/cum 4,03E+01 1,94E+00 7,02E-01 8,72E-01 4,12E+01 4,12E+01 4,12E+01

Density kg/cum 7,12E+02 3,42E+01 1,24E+01 1,54E+01 7,25E+02 7,25E+02 7,25E+02

Average MW 17,66853 17,66853 17,60804 17,60804 17,60804 17,60804 17,60804

Liq Vol 60F cum/sec 0,04685 4,69E-02 0,065615 0,065615 0,065615 0,065615 0,055772

Page 96: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

97106 97108 97109 98101 98102 98103 98104

E921 S921 M922 E922 E924 ZE981 P981

E923 E921 S922 P981 E922 E924 ZE981

LIQUID MIXED LIQUID LIQUID LIQUID LIQUID LIQUID

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 0,999152 0,999152 0,176321 11,10169 11,10169 11,10169 11,10169

NH3 0,704616 0,704616 0,124344 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mole Frac

H2O 0,586437 0,586437 0,586437 1 1 1 1

NH3 0,413563 0,413563 0,413563 0 0 0 0

CO2 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0 0,00E+00

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mass Flow kg/sec

H2O 18 18 3,176471 200 200 200 200

NH3 12 12 2,117647 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0 0 0 0 0 0 0

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Mass Frac

H2O 0,6 0,6 0,6 1 1 1 1

NH3 0,4 0,4 0,4 0 0 0 0

CO2 0 0 0 0 0 0 0

CH4 0 0 0 0 0 0 0

C2H6 0,00E+00 0 0 0 0,00E+00 0 0,00E+00

C3H8 0 0 0 0 0 0 0

Page 97: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0 0 0 0 0

C5H12 0 0 0 0 0 0 0

O2 0 0 0 0 0 0 0

N2 0 0 0 0 0 0 0

Total Flow kmol/sec 1,703768 1,703768 0,300665 11,10169 11,10169 11,10169 11,10169

Total Flow kg/sec 30 30 5,294117 200 200 200 200

Total Flow cum/sec 0,042264 0,572409 7,30E-03 0,236551 0,238623 0,23932 0,236552

Temperature C 63,00882 83,62587 42,483 30,01002 42,70683 46,80123 30

Pressure bar 9 9 9 3 3 3 2

Vapor Frac 0 0,1 0 0 0 0 0

Liquid Frac 1 0,9 1 1 1 1,00E+00 1

Solid Frac 0 0 0 0 0 0 0

Enthalpy kJ/kmol -1,96E+05 -1,92E+05 -1,98E+05 -2,87E+05 -2,86E+05 -2,86E+05 -2,87E+05

Enthalpy kJ/kg -11137,6 -10908,3 -11234,1 -15939,4 -15882,2 -15863,7 -15939,5

Enthalpy kW -3,34E+05 -3,27E+05 -5,95E+04 -3,19E+06 -3,18E+06 -3,17E+06 -3,19E+06

Entropy J/kmol-K -1,66E+05 -1,55E+05 -1,72E+05 -1,66E+05 -1,63E+05 -1,62E+05 -1,66E+05

Entropy J/kg-K -9,45E+03 -8,79E+03 -9747,26 -9,23E+03 -9,04E+03 -8,98E+03 -9,23E+03

Density kmol/cum 4,03E+01 2,98E+00 41,16995 4,69E+01 4,65E+01 4,64E+01 4,69E+01

Density kg/cum 7,10E+02 5,24E+01 724,922 8,45E+02 8,38E+02 8,36E+02 8,45E+02

Average MW 17,60804 17,60804 17,60804 18,01528 18,01528 1,80E+01 18,01528

Liq Vol 60F cum/sec 0,055772 0,055772 9,84E-03 0,200386 0,200386 0,200386 0,200386

Page 98: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

AER911 AER921 AER931 AER941 AER951 AER961 AER971

AER911 AER921 AER931 AER941 AER951 AER961 AER971

VAPOR VAPOR MIXED MIXED LIQUID MIXED MIXED

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 0 0 0,081135 0,182037 0,055508 0,993436 1,175473

NH3 0 0 0 0,289004 0 0,539955 0,82896

CO2 0 0 0,042545 0 0 0 0

CH4 0 0,035797 0 0 0 0 0

C2H6 0 1,94E-03 0 0 0 0 0

C3H8 0 5,82E-04 0 0 0 0 0

C4H10 0 2,33E-04 0 0 0 0 0

C5H12 0 3,88E-05 0 0 0 0 0

O2 0,301348 0 0,203168 0 0 0 0

N2 1,133641 1,94E-04 1,077153 0 0 0 0

Mole Frac

H2O 0 0 0,057788 0,386456 1 0,647869 0,586437

NH3 0 0 0 0,613544 0 0,352131 0,413563

CO2 0 0 0,030303 0,00E+00 0 0,00E+00 0

CH4 0 0,923 0 0 0 0 0

C2H6 0 0,05 0 0 0 0 0

C3H8 0 0,015 0 0 0 0 0

C4H10 0 6,00E-03 0 0 0 0 0

C5H12 0 1,00E-03 0 0 0 0 0

O2 0,21 0 0,144706 0 0 0 0

N2 0,79 5,00E-03 0,767203 0 0 0 0

Mass Flow kg/sec

H2O 0 0 1,461661 3,279442 1 17,89703 21,17647

NH3 0 0 0 4,921908 0 9,195738 14,11765

CO2 0 0 1,872405 0 0 0 0

CH4 0 0,574281 0 0 0 0 0

C2H6 0 0,05831 0 0 0 0 0

C3H8 0 0,025653 0 0 0 0 0

C4H10 0 0,013525 0 0 0 0 0

C5H12 0 2,80E-03 0 0 0 0 0

O2 9,642764 0 6,501127 0 0 0 0

N2 31,75724 5,43E-03 30,17481 0 0 0 0

Mass Frac

H2O 0 0 0,036532 0,399866 1 0,660583 0,6

NH3 0 0 0 0,600134 0 0,339417 0,4

CO2 0 0 0,046798 0 0 0 0

CH4 0 0,844531 0 0 0 0 0

C2H6 0 0,08575 0 0,00E+00 0 0,00E+00 0

C3H8 0 0,037725 0 0 0 0 0

Page 99: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0,01989 0 0 0 0 0

C5H12 0 4,12E-03 0 0 0 0 0

O2 0,232917 0 0,162488 0 0 0 0

N2 0,767083 7,99E-03 0,754182 0 0 0 0

Total Flow kmol/sec 1,434989 0,038783 1,404001 0,471041 0,055508 1,533391 2,004432

Total Flow kg/sec 41,4 0,68 40,01 8,20135 1 27,09277 35,29412

Total Flow cum/sec 35,09305 0,946377 33,22487 5,446112 1,18E-03 3,999048 9,444516

Temperature C 25 25 25 25 25 25 25

Pressure bar 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325 1,01325

Vapor Frac 1 1 0,96789 0,476197 0 0,106682 0,193504

Liquid Frac 0 0 0,03211 0,523803 1,00E+00 0,893319 0,806496

Solid Frac 0 0 0 0 0 0 0

Enthalpy kJ/kmol -8,17E+00 -7,55E+04 -2,74E+04 -1,43E+05 -2,88E+05 -2,10E+05 -1,94E+05

Enthalpy kJ/kg -0,28331 -4304,16 -960,697 -8230,68 -15962,2 -11873,3 -11026,8

Enthalpy kW -1,17E+01 -2,93E+03 -3,84E+04 -6,75E+04 -1,60E+04 -3,22E+05 -3,89E+05

Entropy J/kmol-K 4249,115 -86926,7 -1042,52 -1,37E+05 -1,68E+05 -1,65E+05 -1,58E+05

Entropy J/kg-K 1,47E+02 -4,96E+03 -3,66E+01 -7,87E+03 -9,30E+03 -9,34E+03 -8999,95

Density kmol/cum 4,09E-02 0,040981 4,23E-02 8,65E-02 4,71E+01 3,83E-01 0,212232

Density kg/cum 1,18E+00 7,19E-01 1,20E+00 1,51E+00 8,48E+02 6,77E+00 3,736996

Average MW 2,89E+01 17,53336 2,85E+01 17,41111 1,80E+01 17,66853 17,60804

Liq Vol 60F cum/sec 0,076855 2,17E-03 0,072314 0,018764 1,00E-03 4,69E-02 0,065615

Page 100: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

AER981 Z911 Z921 Z931 Z941 Z951 Z961

AER911 AER921 AER931 AER941 AER951 AER961

AER981

LIQUID VAPOR VAPOR VAPOR MIXED LIQUID LIQUID

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 11,10169 0 0 0,081135 0,182037 0,055508 0,993436

NH3 0 0 0 0 0,289004 0 0,5399551

CO2 0 0 0 0,042545 0 0 0

CH4 0 0 0,035797 0 0 0 0

C2H6 0 0 1,94E-03 0 0 0 0

C3H8 0 0 5,82E-04 0 0 0 0

C4H10 0 0 2,33E-04 0 0 0 0

C5H12 0 0 3,88E-05 0 0 0 0

O2 0 0,301348 0 0,203168 0 0 0

N2 0 1,133641 1,94E-04 1,077153 0 0 0

Mole Frac

H2O 1 0 0 0,057788 0,386456 1 0,6478686

NH3 0 0 0 0 0,613544 0 0,3521314

CO2 0 0 0 0,030303 0 0 0

CH4 0 0 0,923 0 0 0 0

C2H6 0 0 0,05 0 0 0 0

C3H8 0 0 0,015 0 0 0 0

C4H10 0 0 6,00E-03 0 0 0 0

C5H12 0 0 1,00E-03 0 0 0 0

O2 0 0,21 0 0,144706 0 0 0

N2 0 0,79 5,00E-03 0,767203 0 0 0

Mass Flow kg/sec

H2O 200 0 0 1,461661 3,279442 1 17,89703

NH3 0 0 0 0 4,921908 0 9,195738

CO2 0 0 0 1,872405 0 0 0

CH4 0 0 0,574281 0 0 0 0

C2H6 0 0 0,05831 0 0 0 0

C3H8 0 0 0,025653 0 0 0 0

C4H10 0 0 0,013525 0 0 0 0

C5H12 0 0 2,80E-03 0 0 0 0

O2 0 9,642764 0 6,501127 0 0 0

N2 0 31,75724 5,43E-03 30,17481 0 0 0

Mass Frac

H2O 1 0 0 0,036532 0,399866 1 0,6605833

NH3 0 0 0 0 0,600134 0 0,3394167

CO2 0 0 0 0,046798 0 0 0

CH4 0 0 0,844531 0 0 0 0

C2H6 0 0 0,08575 0 0 0 0

C3H8 0 0 0,037725 0 0 0 0

Page 101: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0,01989 0 0 0 0

C5H12 0 0 4,12E-03 0 0 0 0

O2 0 0,232917 0 0,162488 0 0 0

N2 0 0,767083 7,99E-03 0,754182 0 0 0

Total Flow kmol/sec 11,10169 1,434989 0,038783 1,404001 0,471041 0,055508 1,533391

Total Flow kg/sec 200 41,4 0,68 40,01 8,20135 1 27,09277

Total Flow cum/sec 0,235775 35,09305 0,023421 10,59984 0,409558 1,18E-03 0,038077

Temperature C 25 25 10 1084,763 64,36085 25 83,62583

Pressure bar 1,01325 1,01325 35 15 9 1,01325 9

Vapor Frac 0 1 1 1 0,289082 0 0

Liquid Frac 1 0 0 0 0,710918 1 1

Solid Frac 0 0 0 0 0 0 0

Enthalpy kJ/kmol -2,88E+05 -8,17366 -76842,7 8973,027 -1,46E+05 -2,88E+05 -2,08E+05

Enthalpy kJ/kg -15962,2 -0,28331 -4382,66 314,8747 -8361,19 -15962,2 -11759,57

Enthalpy kW -3,19E+06 -11,7291 -2980,21 12598,14 -68573,1 -15962,2 -3,19E+05

Entropy J/kmol-K -1,68E+05 4249,115 -1,20E+05 29947,13 -1,51E+05 -1,68E+05 -1,60E+05

Entropy J/kg-K -9300,67 147,281 -6863,77 1050,882 -8691,52 -9300,67 -9056,235

Density kmol/cum 47,08604 0,040891 1,655928 0,132455 1,150121 47,08604 40,27073

Density kg/cum 848,2682 1,179721 29,03397 3,774586 20,02489 848,2682 711,5246

Average MW 18,01528 28,8504 17,53336 28,49714 17,41111 18,01528 17,66853

Liq Vol 60F cum/sec 0,200386 0,076855 2,17E-03 0,072314 0,018764 1,00E-03 0,0468503

Page 102: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Z971 Z981 Z93102

AER971 AER981 ZH914

T931

MIXED LIQUID VAPOR

Substream: MIXED

Mole Flow kmol/sec

H2O 1,175473 11,10169 0,081135

NH3 0,82896 0 0

CO2 0 0 0,042545

CH4 0 0 0

C2H6 0 0 0

C3H8 0 0 0

C4H10 0 0 0

C5H12 0 0 0

O2 0 0 0,218235

N2 0 0 1,133835

Mole Frac

H2O 0,586437 1 0,054978

NH3 0,413563 0 0

CO2 0 0 0,02883

CH4 0 0 0

C2H6 0 0 0

C3H8 0 0 0

C4H10 0 0 0

C5H12 0 0 0

O2 0 0 0,147881

N2 0 0 0,768311

Mass Flow kg/sec

H2O 21,17647 200 1,461661

NH3 14,11765 0 0

CO2 0 0 1,872405

CH4 0 0 0

C2H6 0 0 0

C3H8 0 0 0

C4H10 0 0 0

C5H12 0 0 0

O2 0 0 6,983265

N2 0 0 31,76267

Mass Frac

H2O 0,6 1 0,034735

NH3 0,4 0 0

CO2 0 0 0,044496

CH4 0 0 0

C2H6 0 0 0

C3H8 0 0 0

Page 103: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

C4H10 0 0 0

C5H12 0 0 0

O2 0 0 0,165952

N2 0 0 0,754816

Total Flow kmol/sec 2,004432 11,10169 1,47575

Total Flow kg/sec 35,29412 200 42,08

Total Flow cum/sec 2,854376 0,236551 91,65638

Temperature C 68,00865 30,01002 521,3344

Pressure bar 4 3 1,063913

Vapor Frac 0,203114 0 1

Liquid Frac 0,796887 1 0

Solid Frac 0 0 0

Enthalpy kJ/kmol -1,91E+05 -2,87E+05 -9270,76

Enthalpy kJ/kg -10828,8 -15939,4 -325,126

Enthalpy kW -3,82E+05 -3,19E+06 -13681,3

Entropy J/kmol-K -1,50E+05 -1,66E+05 33549,05

Entropy J/kg-K -8506,93 -9225,72 1176,569

Density kmol/cum 0,702231 46,93148 0,016101

Density kg/cum 12,36492 845,4838 0,459106

Average MW 17,60804 18,01528 28,51431

Liq Vol 60F cum/sec 0,065615 0,200386 0,076157

Page 104: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Resultados de los Equipos

Page 105: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

BLOCK: AER951 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z951

OUTLET STREAM: AER951

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.555084E-01 0.555084E-01 0.00000

MASS(KG/SEC ) 1.00000 1.00000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -15962.2 -15962.2 0.00000

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW 0.0000

OUTLET VAPOR FRACTION 0.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 0.0000

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 1.0000 1.0000 1.0000 0.26738E-01

BLOCK: AER941 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z941

OUTLET STREAM: AER941

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.471041 0.471041 0.00000

MASS(KG/SEC ) 8.20135 8.20135 0.00000

ENTHALPY(KW ) -68573.1 -67502.7 -0.156093E-01

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW 1070.4

OUTLET VAPOR FRACTION 0.47620

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 33261.

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.38646 0.72334 0.15889E-01 0.21967E-01

NH3 0.61354 0.27666 0.98411 3.5571

BLOCK: AER931 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z931

OUTLET STREAM: AER931

Page 106: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.40400 1.40400 0.00000

MASS(KG/SEC ) 40.0100 40.0100 0.00000

ENTHALPY(KW ) 12598.1 -38437.5 1.32776

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW -51036.

OUTLET VAPOR FRACTION 0.96789

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 1595.4

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.57788E-01 1.0000 0.26530E-01 0.26530E-01

CO2 0.30303E-01 0.41494E-06 0.31308E-01 75453.

O2 0.14471 0.29777E-06 0.14951 0.50210E+06

N2 0.76720 0.56715E-07 0.79265 0.13976E+08

BLOCK: AER911 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z911

OUTLET STREAM: AER911

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.43499 1.43499 0.00000

MASS(KG/SEC ) 41.4000 41.4000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -11.7291 -11.7291 0.00000

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW -0.13051E-14

OUTLET VAPOR FRACTION 1.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 0.0000

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

O2 0.21000 0.21000 0.21000 MISSING

N2 0.79000 0.79000 0.79000 MISSING

BLOCK: AER921 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z921

OUTLET STREAM: AER921

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

Page 107: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.387832E-01 0.387832E-01 0.00000

MASS(KG/SEC ) 0.680000 0.680000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -2980.21 -2926.83 -0.179102E-01

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW 53.376

OUTLET VAPOR FRACTION 1.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 0.10307E+08

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

CH4 0.92300 0.83645 0.92300 91.400

C2H6 0.50000E-01 0.85593E-01 0.50000E-01 48.386

C3H8 0.15000E-01 0.41068E-01 0.15000E-01 30.253

C4H10 0.60000E-02 0.26784E-01 0.60000E-02 18.555

C5H12 0.10000E-02 0.70071E-02 0.10000E-02 11.821

N2 0.50000E-02 0.30962E-02 0.50000E-02 133.76

BLOCK: AER961 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z961

OUTLET STREAM: AER961

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.53339 1.53339 0.00000

MASS(KG/SEC ) 27.0928 27.0928 0.00000

ENTHALPY(KW ) -318599. -321679. 0.957469E-02

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW -3080.0

OUTLET VAPOR FRACTION 0.10668

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 14604.

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.64787 0.72334 0.15889E-01 0.21966E-01

NH3 0.35213 0.27666 0.98411 3.5572

BLOCK: AER981 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z981

OUTLET STREAM: AER981

Page 108: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 11.1017 11.1017 0.00000

MASS(KG/SEC ) 200.000 200.000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -0.318788E+07 -0.319243E+07 0.142647E-02

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW -4553.9

OUTLET VAPOR FRACTION 0.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 4206.3

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 1.0000 1.0000 1.0000 0.26738E-01

BLOCK: AER971 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z971

OUTLET STREAM: AER971

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 2.00443 2.00443 0.00000

MASS(KG/SEC ) 35.2941 35.2941 0.00000

ENTHALPY(KW ) -382192. -389183. 0.179637E-01

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 25.0000

SPECIFIED PRESSURE BAR 1.01325

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 25.000

OUTLET PRESSURE BAR 1.0132

HEAT DUTY KW -6991.1

OUTLET VAPOR FRACTION 0.19350

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 1376.1

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.58644 0.72333 0.15889E-01 0.21966E-01

NH3 0.41356 0.27667 0.98411 3.5573

BLOCK: C910 MODEL: COMPR

-----------------------------

INLET STREAM: 91101

OUTLET STREAM: 91102

OUTLET WORK STREAM: W02-C910

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

Page 109: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.43499 1.43499 0.00000

MASS(KG/SEC ) 41.4000 41.4000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -11.7291 -11.7291 0.882945E-13

*** INPUT DATA ***

ISENTROPIC CENTRIFUGAL COMPRESSOR

OUTLET PRESSURE BAR 15.0000

ISENTROPIC EFFICIENCY 0.80000

MECHANICAL EFFICIENCY 1.00000

*** RESULTS ***

INDICATED HORSEPOWER REQUIREMENT MW 17.9889

BRAKE HORSEPOWER REQUIREMENT MW 17.9889

NET WORK REQUIRED MW 17.9889

POWER LOSSES MW 0.0

ISENTROPIC HORSEPOWER REQUIREMENT MW 14.3911

CALCULATED OUTLET TEMP C 441.481

ISENTROPIC TEMPERATURE C 360.992

EFFICIENCY (POLYTR/ISENTR) USED 0.80000

OUTLET VAPOR FRACTION 1.00000

HEAD DEVELOPED, J/KG 347,612.

MECHANICAL EFFICIENCY USED 1.00000

INLET HEAT CAPACITY RATIO 1.40125

INLET VOLUMETRIC FLOW RATE , CUM/SEC 35.0930

OUTLET VOLUMETRIC FLOW RATE, CUM/SEC 5.71411

INLET COMPRESSIBILITY FACTOR 0.99960

OUTLET COMPRESSIBILITY FACTOR 1.00527

AV. ISENT. VOL. EXPONENT 1.39322

AV. ISENT. TEMP EXPONENT 1.38897

AV. ACTUAL VOL. EXPONENT 1.48473

AV. ACTUAL TEMP EXPONENT 1.48012

BLOCK: E914 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 93103

OUTLET STREAM: 93104

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 94106

OUTLET STREAM: 94107

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.94679 1.94679 0.00000

MASS(KG/SEC ) 50.2814 50.2814 0.00000

ENTHALPY(KW ) -70337.6 -70337.6 0.670520E-12

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD OUTLET TEMP

SPECIFIED VALUE C 350.0000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

Page 110: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

93103 ----->| HOT |-----> 93104

T= 5.0000D+02 | | T= 4.4247D+02

P= 1.0639D+00 | | P= 1.0639D+00

V= 1.0000D+00 | | V= 1.0000D+00

| |

94107 <-----| COLD |<----- 94106

T= 3.5000D+02 | | T= 2.5566D+02

P= 1.1500D+02 | | P= 1.1500D+02

V= 1.0000D+00 | | V= 1.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 2745.0882

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 19.2541

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 19.2541

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 16365.9430

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 167.7317

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

93103 | VAP | 93104

------> | |------>

500.0 | | 442.5

| |

94107 | VAP | 94106

<------ | |<------

350.0 | | 255.7

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 2745.088 19.2541 167.7317 850.0000 16365.9430

BLOCK: E915 MODEL: HEATX

-----------------------------

Page 111: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 93104

OUTLET STREAM: 93105

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 94105

OUTLET STREAM: 94106

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.94679 1.94679 -0.697561E-08

MASS(KG/SEC ) 50.2813 50.2814 -0.463478E-08

ENTHALPY(KW ) -83597.2 -83597.2 0.142864E-07

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD VAPOR FRACTION

SPECIFIED VALUE 1.0000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

93104 ----->| HOT |-----> 93105

T= 4.4247D+02 | | T= 2.1467D+02

P= 1.0639D+00 | | P= 1.0639D+00

V= 1.0000D+00 | | V= 1.0000D+00

| |

94106 <-----| COLD |<----- 94105

T= 2.5566D+02 | | T= 1.8566D+02

P= 1.1500D+02 | | P= 1.1500D+02

V= 1.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 10514.4533

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 146.0159

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 146.0159

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 124113.4902

Page 112: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 84.7164

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

93104 | VAP | 93105

------> | |------>

442.5 | | 214.7

| |

94106 | BOIL | 94105

<------ | |<------

255.7 | | 185.7

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 10514.453 146.0159 84.7164 850.0000 124113.4902

BLOCK: E916 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 93105

OUTLET STREAM: 93106

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 94104

OUTLET STREAM: 94105

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.94679 1.94679 0.00000

MASS(KG/SEC ) 50.2813 50.2813 0.00000

ENTHALPY(KW ) -99571.3 -99571.3 -0.146146E-15

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD VAPOR FRACTION

SPECIFIED VALUE 0.0000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

Page 113: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

93105 ----->| HOT |-----> 93106

T= 2.1467D+02 | | T= 9.2094D+01

P= 1.0639D+00 | | P= 1.0639D+00

V= 1.0000D+00 | | V= 1.0000D+00

| |

94105 <-----| COLD |<----- 94104

T= 1.8566D+02 | | T= 6.0000D+01

P= 1.1500D+02 | | P= 1.1500D+02

V= 0.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 5459.6259

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 210.3953

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 210.3953

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 178836.0310

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 30.5287

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

93105 | VAP | 93106

------> | |------>

214.7 | | 92.1

| |

94105 | LIQ | 94104

<------ | |<------

185.7 | | 60.0

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 5459.626 210.3953 30.5287 850.0000 178836.0310

BLOCK: E921 MODEL: HEATX

Page 114: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 94108

OUTLET STREAM: 94109

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 97106

OUTLET STREAM: 97108

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 2.17481 2.17481 0.00000

MASS(KG/SEC ) 38.2014 38.2014 0.00000

ENTHALPY(KW ) -390839. -390839. 0.00000

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD VAPOR FRACTION

SPECIFIED VALUE 0.1000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

94108 ----->| HOT |-----> 94109

T= 1.1453D+02 | | T= 8.7863D+01

P= 4.0000D+00 | | P= 4.0000D+00

V= 9.5565D-01 | | V= 6.1123D-01

| |

97108 <-----| COLD |<----- 97106

T= 8.3626D+01 | | T= 6.3009D+01

P= 9.0000D+00 | | P= 9.0000D+00

V= 1.0000D-01 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 6879.3963

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 305.3085

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 305.3085

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 259512.2056

Page 115: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 26.5090

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| | |

94108 | COND | COND | 94109

------> | | |------>

114.5 | 95.7| | 87.9

| | |

97108 | BOIL | LIQ | 97106

<------ | | |<------

83.6 | 72.1| | 63.0

| | |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 5585.109 242.4697 27.0991 850.0000 206099.2348

2 1294.288 62.8388 24.2317 850.0000 53412.9708

BLOCK: E922 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 97102

OUTLET STREAM: 97103

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 98101

OUTLET STREAM: 98102

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 13.1061 13.1061 0.00000

MASS(KG/SEC ) 235.294 235.294 0.00000

ENTHALPY(KW ) -0.357296E+07 -0.357296E+07 0.00000

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED HOT VAPOR FRACTION

SPECIFIED VALUE 0.0000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

Page 116: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

97102 ----->| HOT |-----> 97103

T= 6.2084D+01 | | T= 4.2380D+01

P= 4.0000D+00 | | P= 4.0000D+00

V= 1.6588D-01 | | V= 0.0000D+00

| |

98102 <-----| COLD |<----- 98101

T= 4.2707D+01 | | T= 3.0010D+01

P= 3.0000D+00 | | P= 3.0000D+00

V= 0.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 11444.7379

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 862.4112

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 862.4112

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 733049.5405

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 15.6125

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

97102 | COND | 97103

------> | |------>

62.1 | | 42.4

| |

98102 | LIQ | 98101

<------ | |<------

42.7 | | 30.0

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 11444.738 862.4112 15.6125 850.0000 733049.5405

Page 117: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

BLOCK: E923 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 97101

OUTLET STREAM: 97102

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 97105

OUTLET STREAM: 97106

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 3.70820 3.70820 0.00000

MASS(KG/SEC ) 65.2941 65.2941 0.217644E-15

ENTHALPY(KW ) -719213. -719213. -0.161865E-15

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD APPROACH TEMP

SPECIFIED VALUE K 5.0000

TEMPERATURE TOLERANCE K 0.01000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

97101 ----->| HOT |-----> 97102

T= 6.8009D+01 | | T= 6.2084D+01

P= 4.0000D+00 | | P= 4.0000D+00

V= 2.0313D-01 | | V= 1.6588D-01

| |

97106 <-----| COLD |<----- 97105

T= 6.3009D+01 | | T= 4.2483D+01

P= 9.0000D+00 | | P= 9.0000D+00

V= 0.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 2895.0620

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 318.6807

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 318.6807

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

Page 118: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 270878.5595

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 10.6877

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

97101 | COND | 97102

------> | |------>

68.0 | | 62.1

| |

97106 | LIQ | 97105

<------ | |<------

63.0 | | 42.5

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 2895.062 318.6807 10.6877 850.0000 270878.5595

BLOCK: E924 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 94101

OUTLET STREAM: 94102

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 98102

OUTLET STREAM: 98103

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 11.5727 11.5727 0.00000

MASS(KG/SEC ) 208.201 208.201 0.00000

ENTHALPY(KW ) -0.324501E+07 -0.324501E+07 0.00000

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED HOT VAPOR FRACTION

SPECIFIED VALUE 0.0000

Page 119: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

94101 ----->| HOT |-----> 94102

T= 6.4361D+01 | | T= 4.4952D+01

P= 9.0000D+00 | | P= 9.0000D+00

V= 2.8908D-01 | | V= 0.0000D+00

| |

98103 <-----| COLD |<----- 98102

T= 4.6801D+01 | | T= 4.2707D+01

P= 3.0000D+00 | | P= 3.0000D+00

V= 0.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 3692.1812

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 583.4292

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 583.4292

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 495914.7937

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 7.4452

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

94101 | COND | 94102

------> | |------>

64.4 | | 45.0

| |

98103 | LIQ | 98102

<------ | |<------

46.8 | | 42.7

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

Page 120: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 3692.181 583.4292 7.4452 850.0000 495914.7937

BLOCK: E925 MODEL: HEATX

-----------------------------

HOT SIDE:

---------

INLET STREAM: 95101

OUTLET STREAM: 95102

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

COLD SIDE:

----------

INLET STREAM: 94103

OUTLET STREAM: 94104

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.641418 0.641418 0.00000

MASS(KG/SEC ) 11.1086 11.1086 0.00000

ENTHALPY(KW ) -80701.8 -80701.8 0.00000

*** INPUT DATA ***

FLASH SPECS FOR HOT SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLASH SPECS FOR COLD SIDE:

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

FLOW DIRECTION AND SPECIFICATION:

COUNTERCURRENT HEAT EXCHANGER

SPECIFIED COLD OUTLET TEMP

SPECIFIED VALUE C 60.0000

LMTD CORRECTION FACTOR 1.00000

PRESSURE SPECIFICATION:

HOT SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

COLD SIDE PRESSURE DROP N/SQM 0.0000

HEAT TRANSFER COEFFICIENT SPECIFICATION:

HOT LIQUID COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD LIQUID WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD 2-PHASE WATT/SQM-K 850.0000

HOT LIQUID COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT 2-PHASE COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

HOT VAPOR COLD VAPOR WATT/SQM-K 850.0000

*** OVERALL RESULTS ***

STREAMS:

--------------------------------------

| |

95101 ----->| HOT |-----> 95102

T= 8.3626D+01 | | T= 6.0448D+01

P= 9.0000D+00 | | P= 9.0000D+00

V= 1.0000D+00 | | V= 9.4931D-01

| |

94104 <-----| COLD |<----- 94103

T= 6.0000D+01 | | T= 4.8400D+01

P= 1.1500D+02 | | P= 1.1500D+02

V= 0.0000D+00 | | V= 0.0000D+00

--------------------------------------

DUTY AND AREA:

CALCULATED HEAT DUTY KW 450.0865

CALCULATED (REQUIRED) AREA SQM 30.7989

ACTUAL EXCHANGER AREA SQM 30.7989

PER CENT OVER-DESIGN 0.0000

Page 121: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

HEAT TRANSFER COEFFICIENT:

AVERAGE COEFFICIENT (DIRTY) WATT/SQM-K 850.0000

UA (DIRTY) J/SEC-K 26179.0634

LOG-MEAN TEMPERATURE DIFFERENCE:

LMTD CORRECTION FACTOR 1.0000

LMTD (CORRECTED) K 17.1926

NUMBER OF SHELLS IN SERIES 1

PRESSURE DROP:

HOTSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

COLDSIDE, TOTAL N/SQM 0.0000

PRESSURE DROP PARAMETER:

HOT SIDE: 0.0000

COLD SIDE: 0.0000

*** ZONE RESULTS ***

TEMPERATURE LEAVING EACH ZONE:

HOT

-------------------------------------------------------------

| |

95101 | COND | 95102

------> | |------>

83.6 | | 60.4

| |

94104 | LIQ | 94103

<------ | |<------

60.0 | | 48.4

| |

-------------------------------------------------------------

COLD

ZONE HEAT TRANSFER AND AREA:

ZONE HEAT DUTY AREA DTLM AVERAGE U UA

KW SQM K WATT/SQM-K J/SEC-K

1 450.087 30.7989 17.1926 850.0000 26179.0634

BLOCK: M921 MODEL: MIXER

-----------------------------

INLET STREAMS: 94109 96102

OUTLET STREAM: 97101

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 2.00443 2.00443 0.00000

MASS(KG/SEC ) 35.2941 35.2941 0.00000

ENTHALPY(KW ) -382191. -382191. 0.227350E-07

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

OUTLET PRESSURE: MINIMUM OF INLET STREAM PRESSURES

BLOCK: M922 MODEL: MIXER

-----------------------------

INLET STREAMS: 95102 97109

OUTLET STREAM: 94101

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.471041 0.471041 0.192199E-06

MASS(KG/SEC ) 8.20135 8.20135 0.189435E-06

ENTHALPY(KW ) -68573.1 -68573.1 -0.102775E-06

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE FLASH

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

Page 122: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

OUTLET PRESSURE: MINIMUM OF INLET STREAM PRESSURES

BLOCK: P921 MODEL: PUMP

----------------------------

INLET STREAM: 97103

OUTLET STREAM: 97104

OUTLET WORK STREAM: W05-P921

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 2.00443 2.00443 0.00000

MASS(KG/SEC ) 35.2941 35.2941 0.00000

ENTHALPY(KW ) -396531. -396531. 0.00000

*** INPUT DATA ***

OUTLET PRESSURE BAR 9.00000

PUMP EFFICIENCY 0.72000

DRIVER EFFICIENCY 1.00000

FLASH SPECIFICATIONS:

2 PHASE FLASH

MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS 30

TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

VOLUMETRIC FLOW RATE CUM/SEC 0.048688

PRESSURE CHANGE N/SQM 500,000.

NPSH AVAILABLE J/KG 0.0

FLUID POWER MW 0.024344

BRAKE POWER MW 0.033811

ELECTRICITY KW 33.8114

PUMP EFFICIENCY USED 0.72000

NET WORK REQUIRED MW 0.033811

HEAD DEVELOPED J/KG 689.753

BLOCK: P922 MODEL: PUMP

----------------------------

INLET STREAM: 94102

OUTLET STREAM: 94103

OUTLET WORK STREAM: W04-P922

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.471041 0.471041 0.00000

MASS(KG/SEC ) 8.20135 8.20135 0.00000

ENTHALPY(KW ) -72265.3 -72265.3 0.00000

*** INPUT DATA ***

OUTLET PRESSURE BAR 115.000

DRIVER EFFICIENCY 1.00000

FLASH SPECIFICATIONS:

2 PHASE FLASH

MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS 30

TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

VOLUMETRIC FLOW RATE CUM/SEC 0.012342

PRESSURE CHANGE N/SQM 0.106000+08

NPSH AVAILABLE J/KG 0.0

FLUID POWER MW 0.13082

BRAKE POWER MW 0.21200

ELECTRICITY KW 211.998

PUMP EFFICIENCY USED 0.61709

NET WORK REQUIRED MW 0.21200

HEAD DEVELOPED J/KG 15,951.3

BLOCK: P981 MODEL: PUMP

----------------------------

INLET STREAM: 98104

OUTLET STREAM: 98101

OUTLET WORK STREAM: W06-P981

Page 123: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 11.1017 11.1017 0.00000

MASS(KG/SEC ) 200.000 200.000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -0.318791E+07 -0.318791E+07 0.00000

*** INPUT DATA ***

OUTLET PRESSURE BAR 3.00000

DRIVER EFFICIENCY 1.00000

FLASH SPECIFICATIONS:

2 PHASE FLASH

MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS 30

TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

VOLUMETRIC FLOW RATE CUM/SEC 0.23655

PRESSURE CHANGE N/SQM 100,000.

NPSH AVAILABLE J/KG 232.286

FLUID POWER MW 0.023655

BRAKE POWER MW 0.027894

ELECTRICITY KW 27.8937

PUMP EFFICIENCY USED 0.84805

NET WORK REQUIRED MW 0.027894

HEAD DEVELOPED J/KG 118.276

BLOCK: R912 MODEL: RSTOIC

------------------------------

INLET STREAMS: 92101 91103

OUTLET STREAM: 93101

OUTLET HEAT STREAM: Q01-R912

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT GENERATION RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.40202 1.40400 0.197794E-02 0.253289E-16

MASS(KG/SEC ) 40.0100 40.0100 0.177591E-15

ENTHALPY(KW ) 14098.1 14098.1 0.00000

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE PQ FLASH

PRESSURE DROP N/SQM 0.0

SPECIFIED HEAT DUTY KW -1,500.00

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

SIMULTANEOUS REACTIONS

GENERATE COMBUSTION REACTIONS FOR FEED SPECIES YES

COMBUSTION PRODUCT FOR CHEMICALLY BOUND NITROGEN NO

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 1084.8

OUTLET PRESSURE BAR 15.000

VAPOR FRACTION 1.0000

COMBUSTION REACTIONS:

RXN NO STOICHIOMETRY

C1 CH4 + 2 O2 --> 2 H2O + CO2

C2 C2H6 + 3.5 O2 --> 3 H2O + 2 CO2

C3 C3H8 + 5 O2 --> 4 H2O + 3 CO2

C4 C4H10 + 6.5 O2 --> 5 H2O + 4 CO2

C5 C5H12 + 8 O2 --> 6 H2O + 5 CO2

REACTION EXTENTS:

REACTION REACTION

Page 124: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

NUMBER EXTENT

KMOL/SEC

C1 0.35797E-01

C2 0.19392E-02

C3 0.58175E-03

C4 0.23270E-03

C5 0.38783E-04

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.57788E-01 0.57788E-01 0.57788E-01 MISSING

CO2 0.30303E-01 0.30303E-01 0.30303E-01 MISSING

O2 0.14471 0.14471 0.14471 MISSING

N2 0.76720 0.76720 0.76720 MISSING

BLOCK: S911 MODEL: FSPLIT

------------------------------

INLET STREAM: 91102

OUTLET STREAMS: 91103 91104

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.43499 1.43499 0.00000

MASS(KG/SEC ) 41.4000 41.4000 0.00000

ENTHALPY(KW ) 17977.2 17977.2 -0.202366E-15

*** INPUT DATA ***

FRACTION OF FLOW STRM=91104 FRAC= 0.050000

*** RESULTS ***

STREAM= 91103 SPLIT= 0.95000 KEY= 0 STREAM-ORDER= 2

91104 0.050000 0 1

BLOCK: S921 MODEL: FLASH2

------------------------------

INLET STREAM: 97108

OUTLET VAPOR STREAM: 95101

OUTLET LIQUID STREAM: 96101

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.70377 1.70377 -0.130326E-15

MASS(KG/SEC ) 30.0000 30.0000 -0.118424E-15

ENTHALPY(KW ) -327248. -327248. 0.301110E-08

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE PQ FLASH

PRESSURE DROP N/SQM 0.0

SPECIFIED HEAT DUTY KW 0.0

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 83.626

OUTLET PRESSURE BAR 9.0000

VAPOR FRACTION 0.10000

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.58644 0.64787 0.33548E-01 0.51782E-01

NH3 0.41356 0.35213 0.96645 2.7446

BLOCK: S922 MODEL: FSPLIT

------------------------------

INLET STREAM: 97104

OUTLET STREAMS: 97109 97105

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

Page 125: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 2.00443 2.00443 -0.383917E-07

MASS(KG/SEC ) 35.2941 35.2941 -0.374164E-07

ENTHALPY(KW ) -396497. -396497. 0.202265E-07

*** INPUT DATA ***

FRACTION OF FLOW STRM=97109 FRAC= 0.15000

*** RESULTS ***

STREAM= 97109 SPLIT= 0.15000 KEY= 0 STREAM-ORDER= 1

97105 0.85000 0 2

BLOCK: T931 MODEL: COMPR

-----------------------------

INLET STREAMS: 93101 91104

OUTLET STREAM: Z93102

OUTLET WORK STREAM: W01-T931

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.47575 1.47575 0.00000

MASS(KG/SEC ) 42.0800 42.0800 0.00000

ENTHALPY(KW ) 13497.0 13497.0 -0.134770E-15

*** INPUT DATA ***

ISENTROPIC TURBINE

OUTLET PRESSURE BAR 1.06391

ISENTROPIC EFFICIENCY 0.85000

MECHANICAL EFFICIENCY 1.00000

*** RESULTS ***

INDICATED HORSEPOWER REQUIREMENT MW -27.1783

BRAKE HORSEPOWER REQUIREMENT MW -27.1783

NET WORK REQUIRED MW -27.1783

POWER LOSSES MW 0.0

ISENTROPIC HORSEPOWER REQUIREMENT MW -31.9745

CALCULATED OUTLET TEMP C 521.334

ISENTROPIC TEMPERATURE C 420.807

EFFICIENCY (POLYTR/ISENTR) USED 0.85000

OUTLET VAPOR FRACTION 1.00000

HEAD DEVELOPED, J/KG -759,850.

MECHANICAL EFFICIENCY USED 1.00000

INLET HEAT CAPACITY RATIO 1.30287

INLET VOLUMETRIC FLOW RATE , CUM/SEC 10.9042

OUTLET VOLUMETRIC FLOW RATE, CUM/SEC 91.6564

INLET COMPRESSIBILITY FACTOR 1.00312

OUTLET COMPRESSIBILITY FACTOR 1.00033

AV. ISENT. VOL. EXPONENT 1.32728

AV. ISENT. TEMP EXPONENT 1.32544

AV. ACTUAL VOL. EXPONENT 1.24294

AV. ACTUAL TEMP EXPONENT 1.24132

BLOCK: T971 MODEL: COMPR

-----------------------------

INLET STREAM: 94107

OUTLET STREAM: 94108

OUTLET WORK STREAM: W03-T971

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 0.471041 0.471041 0.00000

MASS(KG/SEC ) 8.20135 8.20135 0.00000

ENTHALPY(KW ) -52884.0 -52884.0 -0.137583E-15

*** INPUT DATA ***

Page 126: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ISENTROPIC TURBINE

OUTLET PRESSURE BAR 4.00000

ISENTROPIC EFFICIENCY 0.72000

MECHANICAL EFFICIENCY 1.00000

*** RESULTS ***

INDICATED HORSEPOWER REQUIREMENT MW -3.82805

BRAKE HORSEPOWER REQUIREMENT MW -3.82805

NET WORK REQUIRED MW -3.82805

POWER LOSSES MW 0.0

ISENTROPIC HORSEPOWER REQUIREMENT MW -5.31673

CALCULATED OUTLET TEMP C 114.531

ISENTROPIC TEMPERATURE C 111.050

EFFICIENCY (POLYTR/ISENTR) USED 0.72000

OUTLET VAPOR FRACTION 0.95565

HEAD DEVELOPED, J/KG -648,275.

MECHANICAL EFFICIENCY USED 1.00000

INLET HEAT CAPACITY RATIO 1.53393

INLET VOLUMETRIC FLOW RATE , CUM/SEC 0.18046

OUTLET VOLUMETRIC FLOW RATE, CUM/SEC 3.54127

INLET COMPRESSIBILITY FACTOR 0.85034

OUTLET COMPRESSIBILITY FACTOR 0.93295

AV. ISENT. VOL. EXPONENT 1.16410

AV. ISENT. TEMP EXPONENT 1.16822

AV. ACTUAL VOL. EXPONENT 1.12829

AV. ACTUAL TEMP EXPONENT 1.16456

BLOCK: V921 MODEL: VALVE

-----------------------------

INLET STREAM: 96101

OUTLET STREAM: 96102

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.53339 1.53339 0.00000

MASS(KG/SEC ) 27.0928 27.0928 -0.131131E-15

ENTHALPY(KW ) -318599. -318599. 0.182699E-15

*** INPUT DATA ***

VALVE OUTLET PRESSURE BAR 4.00000

VALVE FLOW COEF CALC. NO

FLASH SPECIFICATIONS:

NPHASE 2

MAX NUMBER OF ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

VALVE PRESSURE DROP N/SQM 500,000.

BLOCK: ZE981 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: 98103

OUTLET STREAM: 98104

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 11.1017 11.1017 0.00000

MASS(KG/SEC ) 200.000 200.000 0.00000

ENTHALPY(KW ) -0.317274E+07 -0.318791E+07 0.475698E-02

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 30.0000

PRESSURE DROP N/SQM 100,000.

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

Page 127: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 30.000

OUTLET PRESSURE BAR 2.0000

HEAT DUTY KW -15165.

OUTLET VAPOR FRACTION 0.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 2101.4

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 1.0000 1.0000 1.0000 0.18627E-01

BLOCK: ZH914 MODEL: HEATER

------------------------------

INLET STREAM: Z93102

OUTLET STREAM: 93103

PROPERTY OPTION SET: PR-BM PENG-ROBINSON EQUATION OF STATE

*** MASS AND ENERGY BALANCE ***

IN OUT RELATIVE DIFF.

TOTAL BALANCE

MOLE(KMOL/SEC) 1.47575 1.47575 0.00000

MASS(KG/SEC ) 42.0800 42.0800 0.00000

ENTHALPY(KW ) -13681.3 -14708.5 0.698373E-01

*** INPUT DATA ***

TWO PHASE TP FLASH

SPECIFIED TEMPERATURE C 500.000

PRESSURE DROP N/SQM 0.0

MAXIMUM NO. ITERATIONS 30

CONVERGENCE TOLERANCE 0.000100000

*** RESULTS ***

OUTLET TEMPERATURE C 500.00

OUTLET PRESSURE BAR 1.0639

HEAT DUTY KW -1027.2

OUTLET VAPOR FRACTION 1.0000

PRESSURE-DROP CORRELATION PARAMETER 0.0000

V-L PHASE EQUILIBRIUM :

COMP F(I) X(I) Y(I) K(I)

H2O 0.54978E-01 0.54978E-01 0.54978E-01 MISSING

CO2 0.28830E-01 0.28830E-01 0.28830E-01 MISSING

O2 0.14788 0.14788 0.14788 MISSING

N2 0.76831 0.76831 0.76831 MISSING

Page 128: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ANEXO B: RESULTADOS DE LOS INTERCAMBIADORES DE

CALOR EN さ“HELL わ TUBE DE“IGN AND RATINGざ

Page 129: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

1902 6000 BXM 1 1

1459,3 m² 1 1459,3 m²

Flue Gas Ammonia

42,08 8,2014kg/s

42,08 42,08kg/s 0 0

0 0kg/s 8,2014 8,2014

kg/s 0

214,63 92,06°C 60 185,66

°C

0,75 0,97kg/m³

mPa s

28,51 28,51

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

1,06391 115bar

34,67 0,15m/s

0,1 0,03215bar 0,5 0,07077

0 0m² K/W

kW5459,6 °C22,31

167,7 169,7 W/(m² K)169,7

bar 137

310 310°C

1 8

3,18 3,18mm

762 - 114,3 -

965,2 - 101,6 -

- -

mm

69788,2 86541,6 kg35947,9

787 1078 kg/(m s²)793

mm

mm

4542 23,8119,05 1,65 6000mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm1928

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Ver

Coste estimado: 282 633 €

Avg

1902

0 0

1,03176 114,9292

3

655,01 491,13

0,0257 0,0209 0,239 0,0771

1,07 1,049 4,76 6,618

0,0398 0,0319 0,638 0,31

T1

T2

S1

S2

S3

S4

S5

S6

0

#/m

OD

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 130: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

42,08

0

8,2014

0

N/m

0,75 0,97

0,0257 0,0209

1,07 1,049

0,0398 0,0319

0 042,08 42,08

0 0 8,2014 8,2014

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

19086,46 23470,92

0,69 0,69

214,63 92,06 60 185,66

1,06391 1,03176 115 114,9292

0,07077

34,67 27,9 0,11 0,15

1 1

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

27467,7

216,6

169,7

169,7

806

0

0

0,00004

0,00462

0,00589

0,00589

0,00124

0

0

0,62

78,33

21,05

m² K/W

0,01256

0,00016

0,00395

0,00023

0,05385

0,22

5,58

0,32

17,76

76,12

0 0

0,638 0,31

0,239 0,0771

4,76 6,618

655,01 491,13

4886,27 15142,63

1,78 1,65

0

-5459,6 0kW

0 0

0 0

22,31°C 27,9

0

0,00629

0

0,01921

0

0

0

59,3

0

19,42

0

0,00689 21,28

m/s

0,11

32,45

34,67

30,88

1,88

2,24

17,41 17,41

28,51 28,51

0 0

0 5459,6

0 0

kg/(m s²)

787

924

2319

3204

5459,6kW

1,01 1,01

mm

mm

mm

4

2

1

1

8

4542

30

6000

23,81

mm

mm

mm

1Ver1902 16000 BXM

114,3

101,6

762

965,2

Unbaffled

1631

1

1459,3

1459,31631 m²

mm

0

5368,4

15,75 19,05

Plain

mm

0,032150,1 0,5

None

No

No Yes

27,9

0,15

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 131: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - General

34,67

Euro(EU)337476No

Yes

1,01

bar 114,92921151,031761,06391

kg/s

0011

8,201442,08

Unbaffled

30

1902

19,05

6000

8,20148,201400

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

0042,0842,08

185,666092,06214,63

806216,6

00

0,15

0,070770,50,032150,1

5459,6

169,7

22,31

BXM 8

Ver

1 1

1,01

4542 1,65

23,81 mm

Plain

No

1459,3

W/(m² K) 169,7

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 132: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

1,21

21,05 21,05

0

0,62 0,62

0

78,33 78,33

0,00124

0

0,00004

0

0,00462

m² K/W

806

27467,7

216,6

W/(m² K)

1,01 1,01

1442,6 1442,6m²

0,00589 0,00589m² K/W

W/(m² K) 169,7 169,7

1459,3

0,00596

167,7

20,81

0,57

0,61

0,57

77,44

m² K/W 0

0

0,00003

0,00003

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 133: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 134: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Coefficients

1,651,78

0,690,69

15142,634886,27

23470,9219086,46

216,6 806

216,6

806

W/(m² K)

975

975

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

8,830,49

22,31

27,9

0,73

3,8

°C

151,84

133,62

192,8 68,16

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

5459,6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

100

-5459,6

0

0

0

-5459,6

kWkW

0

0 5459,6 100

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 135: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Pressure Drop

0,00002-0,00024

0,1

bar

m/s m/s

0,03215

0

0,03239

0,5

0,07077

0

0,07074

37,96

27,9

28,61

30,88

59,3

0

21,28

0,11

0,11

0,15

2,24

0,22

5,58

0,32

76,12

bar

0,01921

0

0,00689

0,00016

0,00395

0,00023

0,05385

bar

32,45 0,00629 19,42 1,88 0,01256 17,76

00

00

34,67

0,15

0 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 136: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

0,7532,45

kg/m³m/smm²

433520

8928

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

3204

8

2319

924

1045

793

1078

471

787

12,7

9,52

0,4

mm

560645

6655

703088

661103

777396

371692

5734

110585

2,24

0,11

1,88

30,88

32,84

28,61

37,96

25,09

638,41

655,01

655,01

0,97

0,97

0,97

0,75

0,75

11110585 0,15 491,13Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 137: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

71,64N/mm²

195359,9N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 56,88 Dominant Span 0,82 Mid-space

4 56,88 Dominant Span 0,82 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,27 0,49 0,85 0,03 0,47

4 No 0,22 0,41 0,71 0,03 0,39

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 No 1073,67 13,85 6,25 8,9 4,02 56,88 126,02 32,45 1 787 0,46

Midspace 4 No 1073,67 11,92 5,38 7,66 3,46 56,88 126,02 27,93 1 756 0,46

Page 138: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

71,64N/mm²

195359,9N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication Yes No Yes

Unsupported span mm 1200 1200 1200

Tube natural frequency, fn cycle/s 31,22 31,22 31,22

Crossflow velocity m/s 37,85 0 27,93

Critical velocity m/s 18,01 16,97 15,82

Crossflow to critical velocity ratio 2,1 * 0 1,77 *

Estimated log decrement 0,03 0,03 0,03

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication Yes No Yes

Turbulent buffeting indication Yes No Yes

Tube natural frequency, fn cycle/s 31,22 31,22 31,22

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 444,82 0 328,25

Vortex shedding amplitude mm 3,73 * 0 2,63 *

Vortex shedding amplitude limit mm 0,38 0 0,38

Turbulent buffetting amplitude mm 0,7 * 0 0,49 *

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication Possible No Possible

Crossflow velocity m/s 37,85 0 27,93

Strouhal number 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s 99,49 93,25 86,39

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 444,82 0 328,25

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 590,23 0 435,55

Condition A fa/fvs 0,22 2,591693E+19 0,26

Condition A fa/ftb 0,17 1,953218E+19 0,2

Condition B velocity m/s 2,21 * 2,07 1,92 *

Condition C velocity m/s 8,46 * 7,93 7,35 *

Condition C 25064,85 * 0 29474,12 *

Page 139: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Forced convection

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Advanced methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 140: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Mechanical Details

mm

1902

11

Ver

BXM

1902

1928 2156

1902

2156

8

6000mm

4542

Plain

19,05mm

23,81mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 4 2 1 1

Actual outside diameter mm 762 965,2 114,3 101,6

Inside diameter mm 742,95 946,15 92,05 85,45

Height under nozzle mm 231,31 228,59

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 990 1655

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 141: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

30

23,81

1,65

19,05

314,32

6000

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

49,8022

Carbon Steel

Plain

0

4542

W/(m K)

15,75

5368,4

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 142: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Mechanical Details

15,88

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

66

0

mm

mm

mm

mm

0,4

9,52

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 143: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Frame1

mm

mm

No

1889,3

22,22

22,22

14

None

mm

Exp.

3mm

0mm

231,31

mm

228,59

15,96

15,96

mm

4,4

1459,3

0

0

mm 12,7

8

Mixed (H)

Horizontal

15,88mm

undefined

12

mm

mm

mm

mm

1459,3

1631

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 144: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

337476

Euro(EU)kg

181565

106309

49602

69788,2

86541,6

35947,9

6442

19100,6

8297,7

337476Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 145: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Mechanical Details - Setting Plan

79

5

19

02

I/D

13

92

28

O

ve

rall

95

26

52

99

06

65

67

51

34

06

70

67

0

65

2

18

00

Pu

llin

g L

en

gth

44

20

T1

T2

S1

S2

S3

S4

S5

S6

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 762 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S2 762 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S3 965 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S4 965 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S5 762 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S6 762 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

T1 114 mm 11,1 mm 150 ANSI Slip on

T2 102 mm 8,1 mm 150 ANSI Slip on

Empty

69788 kg

Flooded

86542 kg

Bundle

35948 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 16,2319 7,499

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 8

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 310, 310,

Design Pressure barg 3, 137,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

Coste estimado: 337.476€ (282 633 €)

Design Codes

0

TEMA 0

Caldera de Recuperacion

ECONOMIZADOR

Revision Date

29/12/2009

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 1902 - 6000

Drawing Number

1278

1278

T1

T2

1164

1164

S1

S3

1314

Views on arrow A

Page 146: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Mechanical Details - Tube Layout

71

0,1

7 m

m7

12

,89

mm

Shell id =1902, mmBXM: 4542 tubes

Page 147: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS HeatLoad

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K)

5 15 8 853 669 210,8 191,75 191,69 1,05722 1 -17,2 -3,3 171,7

5 16 8 853 566 204,51 188,7 188,65 1,0562 1 -45,5 -2,9 184,5

1 13 7 853 411 189,13 168,34 168,25 1,05425 1 -114,5 -4,9 237,6

1 14 7 853 246 174,32 164,33 164,28 1,05102 1 -180,8 -2,4 243

5 7 4 853 66 159,61 140,42 140,34 1,04819 1 -246,4 -4,3 226,1

5 8 4 853 -89 144,13 129,34 129,28 1,04576 1 -315,3 -3,3 223,5

1 5 3 853 -264 127,92 107,86 107,77 1,04325 1 -387,3 -4,8 237,7

1 6 3 853 -419 114,54 104,19 104,14 1,04093 1 -446,6 -2,3 224,2

1 1 1 853 -569 104,81 72,36 72,26 1,03941 1 -489,6 -5,7 175,1

1 2 1 853 -672 94,71 69,39 69,32 1,03885 1 -534,2 -4,1 162,3

4 15 8 1926 669 210,47 189,86 189,79 1,05722 1 -18,7 -3,5 171,7

4 16 8 1926 566 203,72 186,89 186,84 1,0562 1 -49,1 -3,1 184,4

2 13 7 1926 411 189,66 171,3 171,22 1,05425 1 -112,1 -4,4 237,7

2 14 7 1926 246 176,07 166,2 166,16 1,05101 1 -172,9 -2,4 243,3

4 7 4 1926 66 159,55 137,06 136,97 1,04817 1 -246,7 -5,1 226,1

4 8 4 1926 -89 142,2 126,63 126,57 1,04576 1 -323,9 -3,5 223,2

2 5 3 1926 -264 127,42 110,6 110,53 1,04325 1 -389,5 -4 237,6

2 6 3 1926 -419 115,73 105,92 105,88 1,04093 1 -441,3 -2,2 224,4

2 1 1 1926 -569 106,67 76,96 76,86 1,0394 1 -481,4 -5,2 175,4

2 2 1 1926 -672 97,24 73,03 72,96 1,03884 1 -523,1 -3,9 162,7

3 15 8 3000 669 210,11 187,7 187,63 1,05722 1 -20,4 -3,8 171,6

3 16 8 3000 566 202,84 184,94 184,88 1,0562 1 -53 -3,3 184,3

3 13 7 3000 411 189,97 173,83 173,76 1,05425 1 -110,8 -3,8 237,7

3 14 7 3000 246 177,57 167,98 167,94 1,051 1 -166,2 -2,3 243,5

3 7 4 3000 66 159,18 133,2 133,1 1,04815 1 -248,3 -5,9 226,1

3 8 4 3000 -89 139,95 123,73 123,66 1,04576 1 -333,9 -3,6 222,8

3 5 3 3000 -264 126,53 112,76 112,7 1,04326 1 -393,4 -3,3 237,5

3 6 3 3000 -419 116,53 107,47 107,44 1,04093 1 -437,8 -2 224,5

3 1 1 3000 -569 108,21 81,09 81 1,0394 1 -474,6 -4,8 175,6

3 2 1 3000 -672 99,44 76,43 76,36 1,03883 1 -513,4 -3,7 163

2 15 8 4074 669 209,7 185,26 185,18 1,05722 1 -22,2 -4,2 171,6

2 16 8 4074 566 201,86 182,83 182,77 1,05621 1 -57,4 -3,5 184,2

4 13 7 4074 411 190,06 175,97 175,91 1,05425 1 -110,4 -3,4 237,7

4 14 7 4074 246 178,84 169,65 169,61 1,05099 1 -160,6 -2,2 243,8

2 7 4 4074 66 158,5 128,78 128,66 1,04815 1 -251,4 -6,7 225,9

2 8 4 4074 -89 137,36 120,68 120,61 1,04577 1 -345,4 -3,7 222,3

4 5 3 4074 -264 125,29 114,38 114,33 1,04329 1 -398,9 -2,6 237,2

4 6 3 4074 -419 116,97 108,82 108,79 1,04096 1 -435,8 -1,8 224,6

4 1 1 4074 -569 109,43 84,79 84,71 1,03942 1 -469,2 -4,3 175,8

4 2 1 4074 -672 101,31 79,6 79,53 1,03885 1 -505,1 -3,5 163,2

1 15 8 5147 669 209,25 182,55 182,47 1,05723 1 -24,2 -4,6 171,5

1 16 8 5147 566 200,79 180,55 180,48 1,05621 1 -62,2 -3,7 184

5 13 7 5147 411 189,96 177,77 177,72 1,05426 1 -110,8 -2,9 237,7

5 14 7 5147 246 179,89 171,19 171,15 1,05098 1 -155,9 -2,1 243,9

1 7 4 5147 66 157,43 123,61 123,47 1,04815 1 -256,1 -7,6 225,7

1 8 4 5147 -89 134,34 117,47 117,4 1,04579 1 -358,8 -3,7 221,8

5 5 3 5147 -264 123,66 115,48 115,45 1,04332 1 -406,2 -1,9 236,9

5 6 3 5147 -419 117,02 109,95 109,92 1,04099 1 -435,6 -1,6 224,6

5 1 1 5147 -569 110,32 88,07 88 1,03944 1 -465,3 -3,9 175,9

5 2 1 5147 -672 102,86 82,53 82,47 1,03888 1 -498,3 -3,3 163,4

Page 148: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

5 15 8 853 669 210,8 191,75 191,69 1,05722 1 -17,2 -3,3 171,7

5 16 8 853 566 204,51 188,7 188,65 1,0562 1 -45,5 -2,9 184,5

5 11 6 853 411 189,51 168,89 168,81 1,05425 1 -112,8 -4,8 233,2

5 12 6 853 246 172,96 158,72 158,66 1,05103 1 -186,8 -3,4 240,4

1 9 5 853 66 156,95 138,76 138,69 1,04821 1 -258,3 -4,2 230

1 10 5 853 -89 144,35 135,31 135,27 1,0458 1 -314,4 -2 225,6

5 3 2 853 -264 130,11 109,17 109,08 1,04326 1 -377,6 -4,9 233,7

5 4 2 853 -419 114,04 97,69 97,62 1,04095 1 -448,8 -3,6 222

1 1 1 853 -569 102,43 71,77 71,67 1,03944 1 -500,1 -5,4 174,8

1 2 1 853 -672 92,89 68,95 68,88 1,03889 1 -542,3 -3,9 162,1

4 15 8 1926 669 210,47 189,86 189,79 1,05722 1 -18,7 -3,5 171,7

4 16 8 1926 566 203,72 186,89 186,84 1,0562 1 -49,1 -3,1 184,4

4 11 6 1926 411 187,6 165,37 165,28 1,05426 1 -121,4 -5,2 232,9

4 12 6 1926 246 170,26 155,9 155,84 1,05106 1 -198,9 -3,4 240

2 9 5 1926 66 156,12 141,25 141,19 1,04826 1 -262 -3,4 229,8

2 10 5 1926 -89 145,34 136,9 136,87 1,04584 1 -309,9 -1,9 225,8

4 3 2 1926 -264 129,72 105,64 105,53 1,0433 1 -379,3 -5,6 233,6

4 4 2 1926 -419 111,93 94,76 94,69 1,041 1 -458,1 -3,8 221,6

2 1 1 1926 -569 100,95 75,27 75,19 1,0395 1 -506,7 -4,5 174,6

2 2 1 1926 -672 92,81 71,77 71,71 1,03895 1 -542,7 -3,4 162,1

3 15 8 3000 669 210,11 187,7 187,63 1,05722 1 -20,4 -3,8 171,6

3 16 8 3000 566 202,84 184,94 184,88 1,0562 1 -53 -3,3 184,3

3 11 6 3000 411 185,5 161,5 161,39 1,05427 1 -130,8 -5,6 232,5

3 12 6 3000 246 167,35 153,01 152,95 1,05109 1 -211,9 -3,4 239,6

3 9 5 3000 66 154,98 143,16 143,11 1,0483 1 -267 -2,7 229,6

3 10 5 3000 -89 145,98 138,31 138,28 1,04587 1 -307,1 -1,7 225,9

3 3 2 3000 -264 128,92 101,5 101,38 1,04334 1 -382,8 -6,4 233,5

3 4 2 3000 -419 109,42 91,63 91,56 1,04106 1 -469,2 -3,9 221,2

3 1 1 3000 -569 99,07 77,99 77,93 1,03957 1 -515 -3,7 174,3

3 2 1 3000 -672 92,25 74,09 74,03 1,03902 1 -545,1 -2,9 162

2 15 8 4074 669 209,7 185,26 185,18 1,05722 1 -22,2 -4,2 171,6

2 16 8 4074 566 201,86 182,83 182,77 1,05621 1 -57,4 -3,5 184,2

2 11 6 4074 411 183,18 157,22 157,11 1,05429 1 -141,2 -6 232,1

2 12 6 4074 246 164,23 150,07 150,01 1,05113 1 -225,8 -3,4 239

4 9 5 4074 66 153,54 144,51 144,47 1,04836 1 -273,4 -2,1 229,4

4 10 5 4074 -89 146,27 139,52 139,5 1,04593 1 -305,8 -1,5 226

2 3 2 4074 -264 127,72 96,7 96,57 1,0434 1 -388,2 -7,2 233,3

2 4 2 4074 -419 106,5 88,33 88,26 1,04114 1 -482,2 -4 220,7

4 1 1 4074 -569 96,81 79,98 79,93 1,03967 1 -525 -2,9 174

4 2 1 4074 -672 91,25 75,94 75,9 1,03912 1 -549,5 -2,5 161,9

1 15 8 5147 669 209,25 182,55 182,47 1,05723 1 -24,2 -4,6 171,5

1 16 8 5147 566 200,79 180,55 180,48 1,05621 1 -62,2 -3,7 184

1 11 6 5147 411 180,63 152,5 152,39 1,0543 1 -152,6 -6,5 231,8

1 12 6 5147 246 160,87 147,09 147,03 1,05116 1 -240,8 -3,3 238,4

5 9 5 5147 66 151,82 145,36 145,34 1,04841 1 -281,1 -1,5 229,1

5 10 5 5147 -89 146,22 140,51 140,49 1,04598 1 -306 -1,3 226

1 3 2 5147 -264 126,09 91,19 91,04 1,04346 1 -395,4 -8,1 233

1 4 2 5147 -419 103,15 84,9 84,83 1,04122 1 -497 -4 220,1

5 1 1 5147 -569 94,18 81,32 81,27 1,03977 1 -536,6 -2,2 173,6

5 2 1 5147 -672 89,81 77,32 77,28 1,03922 1 -555,9 -2 161,7

Page 149: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Calculation Details - Shell Side - PropertiesTemperature °C 214,63 203,59 192,53 181,45 170,34 159,22 148,07 136,9 125,72 114,51 103,29 92,06

Pressure bar 1,06391 1,06099 1,05807 1,05514 1,05222 1,0493 1,04637 1,04345 1,04053 1,03761 1,03468 1,03176

Vapor fraction 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Liquid density kg/m³

Liquid specific heat kJ/(kg K)

Liquid thermal cond. W/(m K)

Liquid viscosity mPa s

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³ 0,75 0,76 0,78 0,8 0,81 0,83 0,85 0,87 0,89 0,92 0,94 0,97

Vapor specific heat kJ/(kg K) 1,07 1,067 1,065 1,063 1,061 1,059 1,057 1,055 1,054 1,052 1,05 1,049

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0398 0,0391 0,0384 0,0377 0,037 0,0363 0,0356 0,0349 0,0341 0,0334 0,0327 0,0319

Vapor viscosity mPa s 0,0257 0,0253 0,0249 0,0245 0,0241 0,0236 0,0232 0,0227 0,0223 0,0218 0,0214 0,0209

Page 150: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS Bulk TempSS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS HeatLoad

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

mm °C °C °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 317 94,71 67,75 67,67 67,59 60 114,9874 0 0 0 4,4 576,5 162,3

2 1 1 853 94,71 69,42 69,35 69,27 62,04 114,9874 0 0 18,7 4,1 568 162,3

3 1 1 1388 94,71 70,98 70,91 70,84 63,96 114,9874 0 0 36,3 3,9 559,5 162,3

4 1 1 1390 97,24 71,48 71,4 71,33 63,96 114,9874 0 0 36,3 4,2 568,9 162,7

5 1 1 1926 97,24 73,07 72,99 72,92 65,91 114,9874 0 0 54,2 3,9 560,5 162,7

6 1 1 2462 97,24 74,52 74,45 74,38 67,73 114,9874 0 0 71 3,7 555,7 162,7

7 1 1 2464 99,44 74,95 74,88 74,81 67,74 114,9874 0 0 71,1 4 564,2 163

8 1 1 3000 99,44 76,45 76,39 76,32 69,58 114,9874 0 0 88,1 3,7 556 163

9 1 1 3536 99,44 77,86 77,79 77,73 71,31 114,9873 0 0 104,1 3,5 547,8 163

10 1 1 3538 101,31 78,23 78,17 78,1 71,31 114,9873 0 0 104,2 3,8 555,3 163,2

11 1 1 4074 101,31 79,61 79,55 79,48 73,05 114,9873 0 0 120,3 3,5 550,7 163,2

12 1 1 4610 101,31 80,93 80,87 80,81 74,68 114,9873 0 0 135,4 3,3 542,8 163,2

13 1 1 4612 102,86 81,24 81,18 81,11 74,68 114,9873 0 0 135,5 3,5 549,3 163,4

14 1 1 5147 102,86 82,55 82,49 82,43 76,3 114,9873 0 0 150,6 3,3 541,5 163,4

15 1 1 5683 102,86 83,77 83,72 83,66 77,82 114,9873 0 0 164,8 3,1 533,8 163,4

1 1 1 317 104,81 70,09 69,98 69,87 60,01 114,9874 0 0 0,1 6,1 616,1 175,1

2 1 1 853 104,81 72,4 72,3 72,2 62,83 114,9874 0 0 29,4 5,7 605,7 175,1

3 1 1 1388 104,81 74,55 74,45 74,36 65,46 114,9874 0 0 56,8 5,3 595,6 175,1

4 1 1 1390 106,67 74,93 74,83 74,72 65,47 114,9874 0 0 56,9 5,6 601,5 175,4

5 1 1 1926 106,67 76,98 76,89 76,79 68,04 114,9874 0 0 83,8 5,2 595,2 175,4

6 1 1 2462 106,67 78,93 78,84 78,75 70,44 114,9874 0 0 108,9 4,9 585,5 175,4

7 1 1 2464 108,21 79,25 79,16 79,06 70,45 114,9874 0 0 109 5,1 590,7 175,6

8 1 1 3000 108,21 81,12 81,03 80,94 72,79 114,9873 0 0 133,6 4,8 583,7 175,6

9 1 1 3536 108,21 82,87 82,79 82,71 74,97 114,9873 0 0 156,6 4,5 575,4 175,6

10 1 1 3538 109,43 83,12 83,04 82,96 74,98 114,9873 0 0 156,7 4,6 579,8 175,8

11 1 1 4074 109,43 84,83 84,75 84,67 77,1 114,9873 0 0 179 4,3 570,5 175,8

12 1 1 4610 109,43 86,38 86,31 86,24 79,07 114,9873 0 0 200 4,1 565,2 175,8

13 1 1 4612 110,32 86,57 86,5 86,42 79,08 114,9873 0 0 200 4,2 568,6 175,9

14 1 1 5147 110,32 88,1 88,03 87,96 80,98 114,9873 0 0 220,2 3,9 559,8 175,9

15 1 1 5683 110,32 89,52 89,45 89,39 82,75 114,9872 0 0 239,1 3,7 551,2 175,9

1 1 1 317 92,89 67,4 67,33 67,25 60 114,9874 0 0 0 4,1 570 162,1

2 1 1 853 92,89 68,98 68,91 68,83 61,93 114,9874 0 0 17,7 3,9 561,6 162,1

3 1 1 1388 92,89 70,45 70,38 70,31 63,74 114,9874 0 0 34,3 3,6 553,3 162,1

4 1 1 1390 92,81 70,43 70,37 70,3 63,74 114,9874 0 0 34,3 3,6 553 162,1

5 1 1 1926 92,81 71,8 71,74 71,67 65,43 114,9874 0 0 49,8 3,4 545,1 162,1

6 1 1 2462 92,81 73,05 72,99 72,93 67,01 114,9874 0 0 64,4 3,2 540,4 162,1

7 1 1 2464 92,25 72,94 72,88 72,83 67,01 114,9874 0 0 64,4 3,1 538 162

8 1 1 3000 92,25 74,1 74,05 74 68,46 114,9874 0 0 77,8 2,9 530,7 162

9 1 1 3536 92,25 75,2 75,15 75,1 69,82 114,9873 0 0 90,3 2,8 523,3 162

10 1 1 3538 91,25 74,99 74,94 74,9 69,82 114,9873 0 0 90,4 2,6 518,3 161,9

11 1 1 4074 91,25 75,96 75,92 75,87 71,03 114,9873 0 0 101,6 2,5 511,4 161,9

12 1 1 4610 91,25 76,87 76,82 76,78 72,17 114,9873 0 0 112,1 2,3 504,8 161,9

13 1 1 4612 89,81 76,56 76,52 76,49 72,17 114,9873 0 0 112,2 2,1 496,6 161,7

14 1 1 5147 89,81 77,32 77,29 77,25 73,16 114,9873 0 0 121,3 2 493,1 161,7

15 1 1 5683 89,81 78,06 78,02 77,99 74,08 114,9873 0 0 129,9 1,9 486,7 161,7

1 1 1 317 102,43 69,63 69,53 69,42 60,01 114,9874 0 0 0,1 5,7 608,9 174,8

2 1 1 853 102,43 71,81 71,71 71,61 62,67 114,9874 0 0 27,7 5,4 598,8 174,8

3 1 1 1388 102,43 73,83 73,73 73,64 65,15 114,9874 0 0 53,6 5 588,9 174,8

4 1 1 1390 100,95 73,53 73,45 73,36 65,16 114,9874 0 0 53,7 4,8 583,7 174,6

5 1 1 1926 100,95 75,29 75,21 75,13 67,38 114,9874 0 0 76,8 4,5 578 174,6

6 1 1 2462 100,95 76,96 76,88 76,81 69,44 114,9874 0 0 98,4 4,2 568,9 174,6

7 1 1 2464 99,07 76,58 76,51 76,43 69,45 114,9874 0 0 98,5 3,9 561,4 174,3

8 1 1 3000 99,07 78,02 77,96 77,89 71,25 114,9873 0 0 117,4 3,7 552,9 174,3

9 1 1 3536 99,07 79,35 79,28 79,22 72,94 114,9873 0 0 135,2 3,4 547,5 174,3

10 1 1 3538 96,81 78,87 78,81 78,76 72,95 114,9873 0 0 135,2 3,1 537,1 174

11 1 1 4074 96,81 80 79,95 79,9 74,37 114,9873 0 0 150,3 2,9 529,7 174

12 1 1 4610 96,81 81,06 81,01 80,96 75,71 114,9873 0 0 164,4 2,7 522,1 174

13 1 1 4612 94,18 80,49 80,44 80,4 75,72 114,9873 0 0 164,4 2,4 507,7 173,6

Page 151: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

14 1 1 5147 94,18 81,33 81,29 81,25 76,8 114,9873 0 0 175,9 2,2 500,7 173,6

15 1 1 5683 94,18 82,11 82,07 82,03 77,81 114,9872 0 0 186,7 2,1 497 173,6

15 1 2 5683 103,15 83,52 83,44 83,36 78,26 114,9795 0 0 348,7 4,3 847,7 220,1

14 1 2 5147 103,15 84,93 84,86 84,78 80,06 114,9795 0 0 383,5 4 848,7 220,1

13 1 2 4612 103,15 86,24 86,17 86,1 81,72 114,9794 0 0 415,7 3,7 849,7 220,1

12 1 2 4610 106,5 86,96 86,88 86,8 81,73 114,9794 0 0 415,8 4,3 850,2 220,7

11 1 2 4074 106,5 88,36 88,29 88,21 83,51 114,9794 0 0 450,5 4 851,2 220,7

10 1 2 3538 106,5 89,66 89,59 89,52 85,16 114,9793 0 0 482,6 3,7 852,2 220,7

9 1 2 3536 109,42 90,29 90,21 90,13 85,17 114,9793 0 0 482,8 4,2 852,7 221,2

8 1 2 3000 109,42 91,66 91,58 91,51 86,91 114,9793 0 0 516,8 3,9 853,7 221,2

7 1 2 2464 109,42 92,92 92,86 92,79 88,52 114,9792 0 0 548,4 3,6 854,6 221,2

6 1 2 2462 111,93 93,46 93,39 93,31 88,53 114,9792 0 0 548,5 4,1 855 221,6

5 1 2 1926 111,93 94,78 94,71 94,64 90,21 114,9791 0 0 581,4 3,8 856 221,6

4 1 2 1390 111,93 96,01 95,94 95,88 91,76 114,9791 0 0 612 3,5 857 221,6

3 1 2 1388 114,04 96,46 96,39 96,32 91,76 114,9791 0 0 612,1 3,9 857,3 222

2 1 2 853 114,04 97,71 97,65 97,58 93,36 114,979 0 0 643,6 3,6 858,2 222

1 1 2 317 114,04 98,87 98,81 98,75 94,83 114,979 0 0 672,7 3,4 859,1 222

15 1 2 5683 126,09 88,39 88,23 88,07 78,27 114,9795 0 0 372 8,8 896,1 233

14 1 2 5147 126,09 91,24 91,09 90,95 81,91 114,9794 0 0 447,3 8,1 898,3 233

13 1 2 4612 126,09 93,87 93,73 93,6 85,26 114,9794 0 0 516,8 7,5 900,3 233

12 1 2 4610 127,72 94,23 94,09 93,95 85,27 114,9794 0 0 517,1 7,8 900,6 233,3

11 1 2 4074 127,72 96,75 96,62 96,48 88,48 114,9793 0 0 584 7,2 902,6 233,3

10 1 2 3538 127,72 99,07 98,94 98,82 91,43 114,9793 0 0 645,9 6,7 904,4 233,3

9 1 2 3536 128,92 99,33 99,21 99,08 91,44 114,9793 0 0 646,1 6,9 904,6 233,5

8 1 2 3000 128,92 101,54 101,42 101,31 94,25 114,9792 0 0 705,3 6,4 906,3 233,5

7 1 2 2464 128,92 103,57 103,47 103,36 96,84 114,9792 0 0 760 5,9 908 233,5

6 1 2 2462 129,72 103,75 103,64 103,53 96,85 114,9792 0 0 760,2 6,1 908,1 233,6

5 1 2 1926 129,72 105,67 105,57 105,47 99,3 114,9791 0 0 812,1 5,6 909,7 233,6

4 1 2 1390 129,72 107,45 107,35 107,26 101,55 114,979 0 0 860,2 5,2 911,1 233,6

3 1 2 1388 130,11 107,54 107,44 107,35 101,56 114,979 0 0 860,4 5,3 911,2 233,7

2 1 2 853 130,11 109,2 109,11 109,02 103,67 114,979 0 0 905,6 4,9 912,6 233,7

1 1 2 317 130,11 110,73 110,65 110,57 105,61 114,9789 0 0 947,4 4,5 913,9 233,7

1 1 3 317 114,54 103,41 103,37 103,32 100,43 114,9712 0 0 784,1 2,5 862,6 224,2

2 1 3 853 114,54 104,2 104,16 104,12 101,43 114,9711 0 0 804,2 2,3 863,2 224,2

3 1 3 1388 114,54 104,93 104,89 104,85 102,36 114,9711 0 0 822,8 2,2 863,8 224,2

4 1 3 1390 115,73 105,19 105,14 105,1 102,36 114,9711 0 0 822,9 2,4 864 224,4

5 1 3 1926 115,73 105,93 105,89 105,85 103,31 114,971 0 0 841,9 2,2 864,6 224,4

6 1 3 2462 115,73 106,62 106,59 106,55 104,19 114,971 0 0 859,6 2 865,2 224,4

7 1 3 2464 116,53 106,8 106,76 106,72 104,19 114,971 0 0 859,7 2,2 865,3 224,5

8 1 3 3000 116,53 107,49 107,45 107,41 105,07 114,9709 0 0 877,3 2 865,8 224,5

9 1 3 3536 116,53 108,12 108,09 108,05 105,88 114,9708 0 0 893,6 1,9 866,3 224,5

10 1 3 3538 116,97 108,22 108,18 108,15 105,88 114,9708 0 0 893,7 2 866,4 224,6

11 1 3 4074 116,97 108,83 108,8 108,77 106,66 114,9708 0 0 909,5 1,8 866,9 224,6

12 1 3 4610 116,97 109,41 109,38 109,35 107,39 114,9707 0 0 924,2 1,7 867,3 224,6

13 1 3 4612 117,02 109,42 109,39 109,36 107,39 114,9707 0 0 924,3 1,7 867,4 224,6

14 1 3 5147 117,02 109,96 109,93 109,9 108,07 114,9707 0 0 938 1,6 867,8 224,6

15 1 3 5683 117,02 110,45 110,43 110,4 108,7 114,9706 0 0 950,8 1,5 868,3 224,6

1 1 3 317 127,92 106,27 106,18 106,08 100,43 114,9711 0 0 836,3 5,1 910,2 237,7

2 1 3 853 127,92 107,89 107,8 107,72 102,49 114,9711 0 0 880,4 4,8 911,5 237,7

3 1 3 1388 127,92 109,38 109,3 109,22 104,39 114,971 0 0 921,2 4,4 912,8 237,7

4 1 3 1390 127,42 109,28 109,2 109,12 104,4 114,971 0 0 921,3 4,3 912,7 237,6

5 1 3 1926 127,42 110,63 110,55 110,48 106,11 114,971 0 0 958,2 4 913,8 237,6

6 1 3 2462 127,42 111,87 111,8 111,74 107,7 114,9709 0 0 992,4 3,7 914,9 237,6

7 1 3 2464 126,53 111,69 111,62 111,56 107,7 114,9709 0 0 992,5 3,5 914,7 237,5

8 1 3 3000 126,53 112,78 112,72 112,66 109,1 114,9709 0 0 1022,7 3,3 915,7 237,5

9 1 3 3536 126,53 113,79 113,74 113,68 110,38 114,9708 0 0 1050,7 3 916,6 237,5

10 1 3 3538 125,29 113,53 113,48 113,43 110,39 114,9708 0 0 1050,8 2,8 916,4 237,2

11 1 3 4074 125,29 114,4 114,35 114,3 111,49 114,9708 0 0 1074,6 2,6 917,2 237,2

12 1 3 4610 125,29 115,2 115,15 115,11 112,5 114,9707 0 0 1096,7 2,4 917,9 237,2

13 1 3 4612 123,66 114,85 114,82 114,78 112,5 114,9707 0 0 1096,8 2,1 917,6 236,9

14 1 3 5147 123,66 115,5 115,46 115,43 113,32 114,9706 0 0 1114,6 1,9 918,2 236,9

15 1 3 5683 123,66 116,09 116,06 116,03 114,07 114,9706 0 0 1131,1 1,8 918,8 236,9

15 1 4 5683 134,34 116,14 116,07 115,99 111,48 114,9628 0 0 1041,1 4 895,7 221,8

Page 152: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

14 1 4 5147 134,34 117,5 117,43 117,36 113,19 114,9627 0 0 1077,2 3,7 896,9 221,8

13 1 4 4612 134,34 118,75 118,68 118,62 114,77 114,9627 0 0 1110,7 3,5 898,3 221,8

12 1 4 4610 137,36 119,37 119,3 119,22 114,78 114,9627 0 0 1110,8 4 899,4 222,3

11 1 4 4074 137,36 120,7 120,63 120,57 116,46 114,9626 0 0 1146,6 3,7 902,1 222,3

10 1 4 3538 137,36 121,93 121,87 121,81 118,01 114,9626 0 0 1179,8 3,4 904,5 222,3

9 1 4 3536 139,95 122,46 122,39 122,32 118,02 114,9626 0 0 1179,9 3,9 905,4 222,8

8 1 4 3000 139,95 123,75 123,68 123,62 119,65 114,9625 0 0 1214,8 3,6 908,4 222,8

7 1 4 2464 139,95 124,95 124,89 124,82 121,15 114,9625 0 0 1247,2 3,3 909,2 222,8

6 1 4 2462 142,2 125,41 125,34 125,28 121,15 114,9625 0 0 1247,3 3,7 909,1 223,2

5 1 4 1926 142,2 126,65 126,59 126,53 122,71 114,9624 0 0 1280,9 3,5 909,3 223,2

4 1 4 1390 142,2 127,8 127,74 127,68 124,15 114,9624 0 0 1312 3,2 909,2 223,2

3 1 4 1388 144,13 128,2 128,13 128,07 124,15 114,9624 0 0 1312,1 3,6 909,1 223,5

2 1 4 853 144,13 129,36 129,3 129,24 125,61 114,9623 0 0 1344 3,3 908,6 223,5

1 1 4 317 144,13 130,44 130,38 130,33 126,96 114,9623 0 0 1373,6 3,1 909,2 223,5

15 1 4 5683 157,43 120,93 120,78 120,63 111,49 114,9628 0 0 1041,2 8,2 901,8 225,7

14 1 4 5147 157,43 123,66 123,52 123,38 114,98 114,9627 0 0 1115 7,6 907,2 225,7

13 1 4 4612 157,43 126,2 126,07 125,94 118,18 114,9627 0 0 1183,3 7,1 907,8 225,7

12 1 4 4610 158,5 126,43 126,3 126,17 118,19 114,9627 0 0 1183,6 7,2 907,8 225,9

11 1 4 4074 158,5 128,83 128,71 128,59 121,21 114,9626 0 0 1248,5 6,7 908,3 225,9

10 1 4 3538 158,5 131,03 130,92 130,81 123,99 114,9626 0 0 1308,6 6,2 910,1 225,9

9 1 4 3536 159,18 131,18 131,07 130,95 124 114,9626 0 0 1308,8 6,3 910,2 226,1

8 1 4 3000 159,18 133,24 133,13 133,03 126,59 114,9625 0 0 1365,5 5,9 911,5 226,1

7 1 4 2464 159,18 135,15 135,05 134,95 129 114,9625 0 0 1418 5,4 912,7 226,1

6 1 4 2462 159,55 135,23 135,13 135,03 129,01 114,9625 0 0 1418,2 5,5 912,7 226,1

5 1 4 1926 159,55 137,1 137 136,91 131,29 114,9624 0 0 1467,4 5,1 902,7 226,1

4 1 4 1390 159,55 138,83 138,75 138,66 133,41 114,9624 0 0 1512,8 4,7 891,6 226,1

3 1 4 1388 159,61 138,85 138,77 138,68 133,41 114,9624 0 0 1512,9 4,7 891,6 226,1

2 1 4 853 159,61 140,45 140,37 140,29 135,4 114,9623 0 0 1554,9 4,3 884,8 226,1

1 1 4 317 159,61 141,91 141,84 141,77 137,26 114,9623 0 0 1593,6 4 887,4 226,1

1 1 5 317 144,35 134,58 134,54 134,5 132,05 114,9545 0 0 1483,7 2,2 896,2 225,6

2 1 5 853 144,35 135,32 135,29 135,25 132,97 114,9544 0 0 1503,4 2 891,4 225,6

3 1 5 1388 144,35 136,01 135,98 135,94 133,82 114,9543 0 0 1521,6 1,9 886,9 225,6

4 1 5 1390 145,34 136,22 136,18 136,15 133,82 114,9543 0 0 1521,6 2,1 887 225,8

5 1 5 1926 145,34 136,92 136,88 136,85 134,69 114,9543 0 0 1540,1 1,9 882,4 225,8

6 1 5 2462 145,34 137,56 137,52 137,49 135,5 114,9542 0 0 1557,1 1,8 882,6 225,8

7 1 5 2464 145,98 137,69 137,66 137,62 135,5 114,9542 0 0 1557,1 1,9 882,7 225,9

8 1 5 3000 145,98 138,32 138,29 138,26 136,3 114,9542 0 0 1573,9 1,7 883,8 225,9

9 1 5 3536 145,98 138,91 138,88 138,85 137,05 114,9541 0 0 1589,3 1,6 884,8 225,9

10 1 5 3538 146,27 138,97 138,94 138,91 137,05 114,9541 0 0 1589,4 1,6 884,9 226

11 1 5 4074 146,27 139,53 139,51 139,48 137,76 114,9541 0 0 1604,1 1,5 885,8 226

12 1 5 4610 146,27 140,05 140,03 140 138,42 114,954 0 0 1617,7 1,4 886,7 226

13 1 5 4612 146,22 140,04 140,02 139,99 138,42 114,954 0 0 1617,7 1,4 886,7 226

14 1 5 5147 146,22 140,52 140,5 140,47 139,02 114,954 0 0 1630,2 1,3 887,5 226

15 1 5 5683 146,22 140,96 140,93 140,91 139,57 114,9539 0 0 1641,7 1,2 888,3 226

1 1 5 317 156,95 137,25 137,17 137,09 132,05 114,9545 0 0 1483,7 4,5 898,4 230

2 1 5 853 156,95 138,79 138,72 138,64 133,94 114,9544 0 0 1524,2 4,2 888,4 230

3 1 5 1388 156,95 140,2 140,13 140,06 135,71 114,9543 0 0 1561,5 3,9 884,9 230

4 1 5 1390 156,12 140,03 139,96 139,9 135,72 114,9543 0 0 1561,6 3,7 884,7 229,8

5 1 5 1926 156,12 141,28 141,21 141,15 137,31 114,9543 0 0 1594,7 3,4 886,9 229,8

6 1 5 2462 156,12 142,43 142,37 142,31 138,78 114,9542 0 0 1625,1 3,1 889 229,8

7 1 5 2464 154,98 142,19 142,14 142,08 138,78 114,9542 0 0 1625,2 2,9 888,8 229,6

8 1 5 3000 154,98 143,18 143,13 143,08 140,04 114,9542 0 0 1651,4 2,7 890,4 229,6

9 1 5 3536 154,98 144,08 144,04 143,99 141,18 114,9541 0 0 1675,6 2,5 892 229,6

10 1 5 3538 153,54 143,78 143,74 143,7 141,19 114,9541 0 0 1675,7 2,2 891,8 229,4

11 1 5 4074 153,54 144,52 144,48 144,45 142,13 114,9541 0 0 1695,7 2,1 893,1 229,4

12 1 5 4610 153,54 145,21 145,17 145,14 143 114,954 0 0 1714,2 1,9 894,3 229,4

13 1 5 4612 151,82 144,85 144,82 144,79 143 114,954 0 0 1714,2 1,6 894 229,1

14 1 5 5147 151,82 145,37 145,35 145,32 143,67 114,954 0 0 1728,4 1,5 894,9 229,1

15 1 5 5683 151,82 145,86 145,83 145,81 144,28 114,9539 0 0 1741,6 1,4 895,7 229,1

15 1 6 5683 160,87 145,95 145,88 145,82 141,94 114,9461 0 0 1751,1 3,6 919 238,4

14 1 6 5147 160,87 147,11 147,05 146,99 143,43 114,946 0 0 1783,9 3,3 921,1 238,4

13 1 6 4612 160,87 148,18 148,13 148,07 144,8 114,946 0 0 1814,2 3 923 238,4

12 1 6 4610 164,23 148,9 148,84 148,77 144,8 114,946 0 0 1814,3 3,7 923,7 239

Page 153: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

11 1 6 4074 164,23 150,09 150,03 149,97 146,32 114,9459 0 0 1848,1 3,4 925,8 239

10 1 6 3538 164,23 151,18 151,13 151,07 147,71 114,9459 0 0 1879,3 3,1 927,9 239

9 1 6 3536 167,35 151,85 151,78 151,71 147,71 114,9459 0 0 1879,4 3,7 928,5 239,6

8 1 6 3000 167,35 153,04 152,98 152,91 149,23 114,9458 0 0 1913,7 3,4 930,8 239,6

7 1 6 2464 167,35 154,13 154,07 154,02 150,62 114,9458 0 0 1945,3 3,2 932,9 239,6

6 1 6 2462 170,26 154,75 154,68 154,61 150,63 114,9458 0 0 1945,4 3,7 933,4 240

5 1 6 1926 170,26 155,93 155,87 155,8 152,13 114,9457 0 0 1979,8 3,4 935,7 240

4 1 6 1390 170,26 157,01 156,95 156,9 153,51 114,9456 0 0 2011,6 3,2 938 240

3 1 6 1388 172,96 157,59 157,52 157,45 153,51 114,9456 0 0 2011,7 3,7 938,5 240,4

2 1 6 853 172,96 158,74 158,68 158,62 154,98 114,9456 0 0 2045,9 3,4 940,9 240,4

1 1 6 317 172,96 159,81 159,75 159,69 156,34 114,9455 0 0 2077,5 3,2 943 240,4

15 1 6 5683 180,63 150,27 150,14 150,01 141,95 114,9461 0 0 1632,5 7 872,8 231,8

14 1 6 5147 180,63 152,55 152,43 152,32 144,89 114,9461 0 0 1693,1 6,5 876,7 231,8

13 1 6 4612 180,63 154,64 154,53 154,42 147,58 114,946 0 0 1749,3 6 880,5 231,8

12 1 6 4610 183,18 155,2 155,08 154,97 147,59 114,946 0 0 1749,5 6,5 881 232,1

11 1 6 4074 183,18 157,27 157,16 157,05 150,25 114,946 0 0 1805,5 6 884,8 232,1

10 1 6 3538 183,18 159,16 159,06 158,96 152,68 114,9459 0 0 1857,4 5,6 888,3 232,1

9 1 6 3536 185,5 159,66 159,55 159,45 152,69 114,9459 0 0 1857,6 6 888,8 232,5

8 1 6 3000 185,5 161,53 161,43 161,33 155,09 114,9459 0 0 1909,4 5,6 892,5 232,5

7 1 6 2464 185,5 163,25 163,16 163,06 157,29 114,9458 0 0 1957,5 5,2 895,8 232,5

6 1 6 2462 187,6 163,71 163,61 163,5 157,3 114,9458 0 0 1957,7 5,6 896,3 232,9

5 1 6 1926 187,6 165,4 165,31 165,22 159,47 114,9458 0 0 2005,7 5,2 899,9 232,9

4 1 6 1390 187,6 166,97 166,88 166,79 161,47 114,9457 0 0 2050,3 4,8 903,1 232,9

3 1 6 1388 189,51 167,38 167,29 167,19 161,48 114,9457 0 0 2050,5 5,2 903,4 233,2

2 1 6 853 189,51 168,92 168,84 168,75 163,45 114,9457 0 0 2095,1 4,8 906,7 233,2

1 1 6 317 189,51 170,35 170,27 170,19 165,27 114,9456 0 0 2136,5 4,5 909,7 233,2

1 1 7 317 174,32 163,55 163,5 163,46 160,71 114,9377 0 0 2181 2,6 950,7 243

2 1 7 853 174,32 164,34 164,3 164,26 161,71 114,9377 0 0 2205,2 2,4 952,4 243

3 1 7 1388 174,32 165,07 165,03 164,99 162,64 114,9376 0 0 2227,6 2,2 954,1 243

4 1 7 1390 176,07 165,44 165,4 165,35 162,64 114,9376 0 0 2227,7 2,6 954,5 243,3

5 1 7 1926 176,07 166,22 166,18 166,13 163,63 114,9376 0 0 2251,6 2,4 956,3 243,3

6 1 7 2462 176,07 166,94 166,89 166,85 164,53 114,9375 0 0 2273,8 2,2 958 243,3

7 1 7 2464 177,57 167,25 167,21 167,16 164,54 114,9375 0 0 2273,8 2,5 958,3 243,5

8 1 7 3000 177,57 168 167,96 167,91 165,48 114,9375 0 0 2297,1 2,3 959,9 243,5

9 1 7 3536 177,57 168,69 168,65 168,61 166,36 114,9374 0 0 2318,6 2,2 961,4 243,5

10 1 7 3538 178,84 168,95 168,91 168,87 166,36 114,9374 0 0 2318,7 2,4 961,6 243,8

11 1 7 4074 178,84 169,66 169,62 169,58 167,26 114,9373 0 0 2341 2,2 963,6 243,8

12 1 7 4610 178,84 170,32 170,28 170,24 168,09 114,9373 0 0 2361,7 2,1 966,4 243,8

13 1 7 4612 179,89 170,54 170,5 170,45 168,09 114,9373 0 0 2361,7 2,3 966,7 243,9

14 1 7 5147 179,89 171,2 171,16 171,12 168,94 114,9372 0 0 2382,8 2,1 969,5 243,9

15 1 7 5683 179,89 171,81 171,78 171,74 169,72 114,9372 0 0 2402,4 2 972,2 243,9

1 1 7 317 189,13 166,78 166,69 166,59 160,71 114,9377 0 0 2033,2 5,3 902,2 237,6

2 1 7 853 189,13 168,37 168,28 168,19 162,75 114,9377 0 0 2079,1 4,9 905,5 237,6

3 1 7 1388 189,13 169,84 169,75 169,67 164,62 114,9376 0 0 2121,7 4,6 908,6 237,6

4 1 7 1390 189,66 169,96 169,87 169,79 164,63 114,9376 0 0 2121,8 4,7 908,7 237,7

5 1 7 1926 189,66 171,33 171,25 171,17 166,39 114,9376 0 0 2162,3 4,4 911,6 237,7

6 1 7 2462 189,66 172,6 172,52 172,45 168,02 114,9375 0 0 2199,9 4,1 915,9 237,7

7 1 7 2464 189,97 172,67 172,59 172,52 168,03 114,9375 0 0 2200,1 4,1 916 237,7

8 1 7 3000 189,97 173,85 173,78 173,71 169,55 114,9375 0 0 2235,6 3,8 921,2 237,7

9 1 7 3536 189,97 174,94 174,88 174,81 170,95 114,9374 0 0 2268,7 3,6 925,9 237,7

10 1 7 3538 190,06 174,96 174,9 174,83 170,96 114,9374 0 0 2268,8 3,6 926 237,7

11 1 7 4074 190,06 175,98 175,92 175,86 172,26 114,9374 0 0 2299,8 3,3 929,8 237,7

12 1 7 4610 190,06 176,93 176,88 176,82 173,47 114,9373 0 0 2328,8 3,1 932,3 237,7

13 1 7 4612 189,96 176,91 176,86 176,8 173,48 114,9373 0 0 2328,9 3,1 932,3 237,7

14 1 7 5147 189,96 177,79 177,74 177,68 174,59 114,9373 0 0 2355,7 2,9 934,6 237,7

15 1 7 5683 189,96 178,6 178,55 178,5 175,62 114,9372 0 0 2380,7 2,7 936,6 237,7

15 1 8 5683 200,79 179,49 179,41 179,34 172,59 114,9294 0 0 1269,6 3,9 581,1 184

14 1 8 5147 200,79 180,57 180,5 180,43 174,04 114,9294 0 0 1288,8 3,7 582,9 184

13 1 8 4612 200,79 181,58 181,52 181,45 175,41 114,9294 0 0 1307 3,5 584,6 184

12 1 8 4610 201,86 181,85 181,78 181,72 175,41 114,9294 0 0 1307 3,7 584,8 184,2

11 1 8 4074 201,86 182,85 182,78 182,72 176,75 114,9294 0 0 1325 3,5 586,6 184,2

10 1 8 3538 201,86 183,79 183,73 183,67 178,01 114,9293 0 0 1342,1 3,3 588,5 184,2

9 1 8 3536 202,84 184,03 183,97 183,9 178,02 114,9293 0 0 1342,2 3,5 588,7 184,3

Page 154: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

8 1 8 3000 202,84 184,96 184,9 184,84 179,25 114,9293 0 0 1359,1 3,3 590,4 184,3

7 1 8 2464 202,84 185,83 185,77 185,72 180,42 114,9293 0 0 1375,2 3,1 592,1 184,3

6 1 8 2462 203,72 186,05 185,99 185,93 180,42 114,9293 0 0 1375,3 3,3 592,3 184,4

5 1 8 1926 203,72 186,9 186,85 186,79 181,57 114,9293 0 0 1391,2 3,1 593,6 184,4

4 1 8 1390 203,72 187,72 187,66 187,61 182,65 114,9293 0 0 1406,3 3 594,5 184,4

3 1 8 1388 204,51 187,91 187,86 187,8 182,65 114,9293 0 0 1406,4 3,1 594,6 184,5

2 1 8 853 204,51 188,71 188,66 188,61 183,71 114,9293 0 0 1421,3 2,9 595,4 184,5

1 1 8 317 204,51 189,47 189,42 189,37 184,71 114,9292 0 0 1435,6 2,8 596 184,5

15 1 8 5683 209,25 181,14 181,05 180,96 172,6 114,9294 0 0 1122 4,8 576,1 171,5

14 1 8 5147 209,25 182,57 182,49 182,41 174,37 114,9294 0 0 1142,8 4,6 569,5 171,5

13 1 8 4612 209,25 183,93 183,85 183,77 176,04 114,9294 0 0 1162,5 4,3 561,7 171,5

12 1 8 4610 209,7 184,03 183,95 183,87 176,05 114,9294 0 0 1162,6 4,4 563,3 171,6

11 1 8 4074 209,7 185,26 185,19 185,11 177,64 114,9294 0 0 1181,6 4,2 561,3 171,6

10 1 8 3538 209,7 186,48 186,41 186,33 179,14 114,9294 0 0 1199,7 4 553,8 171,6

9 1 8 3536 210,11 186,57 186,49 186,42 179,14 114,9294 0 0 1199,8 4 555,4 171,6

8 1 8 3000 210,11 187,72 187,65 187,58 180,57 114,9294 0 0 1217,2 3,8 548 171,6

7 1 8 2464 210,11 188,78 188,71 188,65 181,92 114,9293 0 0 1233,8 3,7 544,3 171,6

6 1 8 2462 210,47 188,86 188,79 188,72 181,93 114,9293 0 0 1233,9 3,7 545,8 171,7

5 1 8 1926 210,47 189,88 189,82 189,75 183,22 114,9293 0 0 1249,9 3,5 540,6 171,7

4 1 8 1390 210,47 190,8 190,74 190,67 184,43 114,9293 0 0 1265,2 3,4 541,4 171,7

3 1 8 1388 210,8 190,88 190,82 190,76 184,44 114,9293 0 0 1265,2 3,4 541,4 171,7

2 1 8 853 210,8 191,76 191,7 191,64 185,61 114,9293 0 0 1280 3,3 542,1 171,7

1 1 8 317 210,8 192,6 192,54 192,48 186,72 114,9293 0 0 1294,2 3,1 542,6 171,7

15 1 8 5683 200,79 179,49 179,41 179,34 172,59 114,9294 0 0 1269,6 3,9 581,1 184

14 1 8 5147 200,79 180,57 180,5 180,43 174,04 114,9294 0 0 1288,8 3,7 582,9 184

13 1 8 4612 200,79 181,58 181,52 181,45 175,41 114,9294 0 0 1307 3,5 584,6 184

12 1 8 4610 201,86 181,85 181,78 181,72 175,41 114,9294 0 0 1307 3,7 584,8 184,2

11 1 8 4074 201,86 182,85 182,78 182,72 176,75 114,9294 0 0 1325 3,5 586,6 184,2

10 1 8 3538 201,86 183,79 183,73 183,67 178,01 114,9293 0 0 1342,1 3,3 588,5 184,2

9 1 8 3536 202,84 184,03 183,97 183,9 178,02 114,9293 0 0 1342,2 3,5 588,7 184,3

8 1 8 3000 202,84 184,96 184,9 184,84 179,25 114,9293 0 0 1359,1 3,3 590,4 184,3

7 1 8 2464 202,84 185,83 185,77 185,72 180,42 114,9293 0 0 1375,2 3,1 592,1 184,3

6 1 8 2462 203,72 186,05 185,99 185,93 180,42 114,9293 0 0 1375,3 3,3 592,3 184,4

5 1 8 1926 203,72 186,9 186,85 186,79 181,57 114,9293 0 0 1391,2 3,1 593,6 184,4

4 1 8 1390 203,72 187,72 187,66 187,61 182,65 114,9293 0 0 1406,3 3 594,5 184,4

3 1 8 1388 204,51 187,91 187,86 187,8 182,65 114,9293 0 0 1406,4 3,1 594,6 184,5

2 1 8 853 204,51 188,71 188,66 188,61 183,71 114,9293 0 0 1421,3 2,9 595,4 184,5

1 1 8 317 204,51 189,47 189,42 189,37 184,71 114,9292 0 0 1435,6 2,8 596 184,5

15 1 8 5683 209,25 181,14 181,05 180,96 172,6 114,9294 0 0 1122 4,8 576,1 171,5

14 1 8 5147 209,25 182,57 182,49 182,41 174,37 114,9294 0 0 1142,8 4,6 569,5 171,5

13 1 8 4612 209,25 183,93 183,85 183,77 176,04 114,9294 0 0 1162,5 4,3 561,7 171,5

12 1 8 4610 209,7 184,03 183,95 183,87 176,05 114,9294 0 0 1162,6 4,4 563,3 171,6

11 1 8 4074 209,7 185,26 185,19 185,11 177,64 114,9294 0 0 1181,6 4,2 561,3 171,6

10 1 8 3538 209,7 186,48 186,41 186,33 179,14 114,9294 0 0 1199,7 4 553,8 171,6

9 1 8 3536 210,11 186,57 186,49 186,42 179,14 114,9294 0 0 1199,8 4 555,4 171,6

8 1 8 3000 210,11 187,72 187,65 187,58 180,57 114,9294 0 0 1217,2 3,8 548 171,6

7 1 8 2464 210,11 188,78 188,71 188,65 181,92 114,9293 0 0 1233,8 3,7 544,3 171,6

6 1 8 2462 210,47 188,86 188,79 188,72 181,93 114,9293 0 0 1233,9 3,7 545,8 171,7

5 1 8 1926 210,47 189,88 189,82 189,75 183,22 114,9293 0 0 1249,9 3,5 540,6 171,7

4 1 8 1390 210,47 190,8 190,74 190,67 184,43 114,9293 0 0 1265,2 3,4 541,4 171,7

3 1 8 1388 210,8 190,88 190,82 190,76 184,44 114,9293 0 0 1265,2 3,4 541,4 171,7

2 1 8 853 210,8 191,76 191,7 191,64 185,61 114,9293 0 0 1280 3,3 542,1 171,7

1 1 8 317 210,8 192,6 192,54 192,48 186,72 114,9293 0 0 1294,2 3,1 542,6 171,7

Page 155: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Calculation Details - Tube Side - PropertiesTemperature °C 60 72,62 85,04 97,24 109,18 120,85 132,29 144,07 155,37 166,08 176,19 185,66

Pressure bar 115 114,9936 114,9871 114,9807 114,9743 114,9678 114,9614 114,955 114,9485 114,9421 114,9357 114,9292

Vapor fraction 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Liquid density kg/m³ 655,01 643,7 631,83 619,38 606,33 592,67 578,27 562,22 545,42 527,99 509,9 491,13

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,76 4,832 4,915 5,012 5,124 5,252 5,179 5,223 5,499 5,815 6,182 6,618

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,638 0,6017 0,5675 0,5354 0,5051 0,4721 0,4482 0,4192 0,3905 0,3631 0,3421 0,31

Liquid viscosity mPa s 0,239 0,2145 0,1934 0,175 0,1589 0,1407 0,1314 0,1187 0,107 0,0964 0,0871 0,0771

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³

Vapor specific heat kJ/(kg K)

Vapor thermal cond. W/(m K)

Vapor viscosity mPa s

Page 156: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Economizador

ECONOMIZADOR

Caldera de Recuperacion

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 317 853 1388 1390 1926 2462 2464 3000 3536 3538 4074 4610 4612 5147 5683

SS Temp °C 92,89 92,89 92,89 92,81 92,81 92,81 92,25 92,25 92,25 91,25 91,25 91,25 89,81 89,81 89,81

TS Temp °C 60 61,93 63,74 63,74 65,43 67,01 67,01 68,46 69,82 69,82 71,03 72,17 72,17 73,16 74,08

SS Temp °C 102,43 102,43 102,43 100,95 100,95 100,95 99,07 99,07 99,07 96,81 96,81 96,81 94,18 94,18 94,18

TS Temp °C 60,01 62,67 65,15 65,16 67,38 69,44 69,45 71,25 72,94 72,95 74,37 75,71 75,72 76,8 77,81

SS Temp °C 114,04 114,04 114,04 111,93 111,93 111,93 109,42 109,42 109,42 106,5 106,5 106,5 103,15 103,15 103,15

TS Temp °C 94,83 93,36 91,76 91,76 90,21 88,53 88,52 86,91 85,17 85,16 83,51 81,73 81,72 80,06 78,26

SS Temp °C 130,11 130,11 130,11 129,72 129,72 129,72 128,92 128,92 128,92 127,72 127,72 127,72 126,09 126,09 126,09

TS Temp °C 105,61 103,67 101,56 101,55 99,3 96,85 96,84 94,25 91,44 91,43 88,48 85,27 85,26 81,91 78,27

SS Temp °C 114,54 114,54 114,54 115,73 115,73 115,73 116,53 116,53 116,53 116,97 116,97 116,97 117,02 117,02 117,02

TS Temp °C 100,43 101,43 102,36 102,36 103,31 104,19 104,19 105,07 105,88 105,88 106,66 107,39 107,39 108,07 108,7

SS Temp °C 127,92 127,92 127,92 127,42 127,42 127,42 126,53 126,53 126,53 125,29 125,29 125,29 123,66 123,66 123,66

TS Temp °C 100,43 102,49 104,39 104,4 106,11 107,7 107,7 109,1 110,38 110,39 111,49 112,5 112,5 113,32 114,07

SS Temp °C 144,13 144,13 144,13 142,2 142,2 142,2 139,95 139,95 139,95 137,36 137,36 137,36 134,34 134,34 134,34

TS Temp °C 126,96 125,61 124,15 124,15 122,71 121,15 121,15 119,65 118,02 118,01 116,46 114,78 114,77 113,19 111,48

SS Temp °C 159,61 159,61 159,61 159,55 159,55 159,55 159,18 159,18 159,18 158,5 158,5 158,5 157,43 157,43 157,43

TS Temp °C 137,26 135,4 133,41 133,41 131,29 129,01 129 126,59 124 123,99 121,21 118,19 118,18 114,98 111,49

SS Temp °C 144,35 144,35 144,35 145,34 145,34 145,34 145,98 145,98 145,98 146,27 146,27 146,27 146,22 146,22 146,22

TS Temp °C 132,05 132,97 133,82 133,82 134,69 135,5 135,5 136,3 137,05 137,05 137,76 138,42 138,42 139,02 139,57

SS Temp °C 156,95 156,95 156,95 156,12 156,12 156,12 154,98 154,98 154,98 153,54 153,54 153,54 151,82 151,82 151,82

TS Temp °C 132,05 133,94 135,71 135,72 137,31 138,78 138,78 140,04 141,18 141,19 142,13 143 143 143,67 144,28

SS Temp °C 172,96 172,96 172,96 170,26 170,26 170,26 167,35 167,35 167,35 164,23 164,23 164,23 160,87 160,87 160,87

TS Temp °C 156,34 154,98 153,51 153,51 152,13 150,63 150,62 149,23 147,71 147,71 146,32 144,8 144,8 143,43 141,94

SS Temp °C 189,51 189,51 189,51 187,6 187,6 187,6 185,5 185,5 185,5 183,18 183,18 183,18 180,63 180,63 180,63

TS Temp °C 165,27 163,45 161,48 161,47 159,47 157,3 157,29 155,09 152,69 152,68 150,25 147,59 147,58 144,89 141,95

SS Temp °C 174,32 174,32 174,32 176,07 176,07 176,07 177,57 177,57 177,57 178,84 178,84 178,84 179,89 179,89 179,89

TS Temp °C 160,71 161,71 162,64 162,64 163,63 164,53 164,54 165,48 166,36 166,36 167,26 168,09 168,09 168,94 169,72

SS Temp °C 189,13 189,13 189,13 189,66 189,66 189,66 189,97 189,97 189,97 190,06 190,06 190,06 189,96 189,96 189,96

TS Temp °C 160,71 162,75 164,62 164,63 166,39 168,02 168,03 169,55 170,95 170,96 172,26 173,47 173,48 174,59 175,62

SS Temp °C

TS Temp °C

SS Temp °C

TS Temp °C

Distance Along Shell

Row 16

Row 15

Row 14

Row 13

Row 12

Row 11

Row 10

Row 9

Row 8

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 157: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

727 5700 BXM 3 1

673,4 m² 3 224,5 m²

42,08 8,2014kg/s

42,08 42,08kg/s 0,0021 8,2014

0 0kg/s 8,1993 0

kg/s 0

442,47 214,66°C 185,67 255,67

°C 255,67 185,67

0,51 0,67kg/m³ 79,98 66,94

mPa s

28,51 28,51 17,11 17,41

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg 600,7

1,06391 115bar

64,38 1,23m/s

0,11064 0,11031bar 1,25 0,0197

0 0m² K/W

kW10514,6 °C71,25

219,2 227,4 W/(m² K)227,4

bar 137

590 360°C

1 2

3,18 3,18mm

406,4 - 88,9 -

406,4 - 88,9 -

- -

mm

13813,8 15262,6 kg9560,7

278 1677 kg/(m s²)1224

mm

mm

740 23,8119,05 4,19 5700mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm749

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Ver

329 041€

1141,4

Avg

727

0 0

0,95361 114,9803

3

491,1 509,55

0,0342 0,0257 0,0164 0,01730,0771 0,0867

1,126 1,07 4,96 4,3996,617 7,488

0,0553 0,0398 0,0748 0,07870,31 0,362

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 158: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

42,08

0

8,2014

8,1993

N/m

0,51 0,67 79,98 66,94

0,0342 0,0257 0,0164 0,0173

1,126 1,07 4,96 4,399

0,0553 0,0398 0,0748 0,0787

600,7 1141,4

0,0021 8,201442,08 42,08

0 0 8,1993 0

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

18069,4 23998,76 13,53

0,7 0,69 1,09 0,97

442,47 214,66 185,67 255,67

1,06391 0,95361 115 114,9803

0,0197

64,38 46,98 0,17 1,23

1 1

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

8557,8

274,3

227,4

227,4

1577,3

0

0

0,00012

0,00365

0,0044

0,0044

0,00063

0

0

2,66

82,92

14,42

m² K/W

0,00249

0,0005

0,00764

0,00015

0,00825

2,62

40,15

0,81

13,1

43,32

51042,81

0 1

0,0158 0,0174

0,31 0,362

0,0771 0,0867

6,617 7,488

491,1 509,55

11429,98

1,65

0 0

10514,6 0,2kW

0 1208,4

0 7237,7

71,25°C 82,73

0 0

0,01313

0

0,06921

0

0

0

62,74

0

11,9

0

0,02797 25,36

m/s

0,17

23,36

64,38

35,53

0,97

7,2

17,41 17,71

28,51 28,51 17,11 17,41

0 2068,1

0 0

0 0

kg/(m s²)

278

846

463

3432

10514,6kW

1,04 1,04

mm

mm

mm

10

5

1

1

2

740

30

5700

23,81

mm

mm

mm

3Ver727 15700 BXM

101,6

101,6

406,4

406,4

Unbaffled

252,4

3

224,5

673,4757,3 m²

mm

0

5068,4

10,67 19,05

Plain

mm

0,110310,11064 1,25

255,67 185,67

None

Yes

No Yes

46,98

1,23

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 159: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - General

64,38

Euro(EU)214622Yes

Yes

1,04

bar 114,98031150,953611,06391

kg/s

1011

8,201442,08

Unbaffled

30

727

19,05

5700

08,199300

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

8,20140,002142,0842,08

255,67185,67214,66442,47

185,67255,67

1577,3274,3

00

1,23

0,01971,250,110310,11064

10514,6

227,4

71,25

BXM 2

Ver

1 3

1,04

740 4,19

23,81 mm

Plain

No

673,4

W/(m² K) 227,4

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 160: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

1,79

14,42 14,42

0

2,66 2,66

0

82,92 82,92

0,00063

0

0,00012

0

0,00365

m² K/W

1577,3

8557,8

274,3

W/(m² K)

1,04 1,04

648,8 648,8m²

0,0044 0,0044m² K/W

W/(m² K) 227,4 227,4

673,4

0,00456

219,2

13,89

1,82

2,56

1,82

79,9

m² K/W 0

0

0,00008

0,00008

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 161: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 162: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Coefficients

0,97

1,65

1,090,690,7

51042,81

11429,98

13,5323998,7618069,4

274,3 1577,3

274,3

1577,3

W/(m² K)

2816,7

2816,7

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

1,49

72,4

1269,4

84,71

71,25

82,73

0,84

16,2

°C

288,32

228,89

343,58 190,08

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

10514,5

19,67

68,84

11,49

0

2068,1

7237,7

1208,4

0,2

0

0

0

100

10514,6

0

0

0

10514,6

kWkW

0

0 0 0

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 163: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Pressure Drop

0,000670

0,11064

bar

m/s m/s

0,11031

0

0,11031

1,25

0,0197

0

0,01903

57,37

46,98

42,74

35,53

62,74

0

25,36

0,17

0,17

1,23

7,2

2,62

40,15

0,81

43,32

bar

0,06921

0

0,02797

0,0005

0,00764

0,00015

0,00825

bar

23,36 0,01313 11,9 0,97 0,00249 13,1

00

00

64,38

1,23

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 164: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

0,5123,36

kg/m³m/smm²

117841

8928

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

3432

14

463

846

7145

1224

1677

2348

278

12,7

4,76

0,4

mm

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

40546

5734

117841

40546

96552

48276

5734

33072

7,2

0,17

0,97

35,53

103,27

42,74

57,37

67,88

66,23

490,47

490,47

0,67

0,67

0,67

0,51

0,51

10233072 1,23 66,94Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 165: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

11,04N/mm²

189776,8N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 44,86 Dominant Span 1,55 Mid-space

4 44,86 Dominant Span 1,55 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,26 0,47 0,82 0,02 0,56

4 No 0,22 0,41 0,71 0,02 0,49

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 Possible 1013,67 12,64 1,46 8,12 0,94 * 44,86 387,24 23,36 1 278 0,46

Midspace 4 No 1013,67 23,46 2,72 15,07 1,75 44,86 387,24 43,35 1 1260 0,46

Page 166: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

11,04N/mm²

189776,8N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication Yes Yes Yes

Unsupported span mm 1140 1140 1140

Tube natural frequency, fn cycle/s 32,14 32,14 32,14

Crossflow velocity m/s 57,01 66,4 43,35

Critical velocity m/s 24,86 23,44 21,68

Crossflow to critical velocity ratio 2,29 * 2,83 * 2 *

Estimated log decrement 0,02 0,02 0,02

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication Yes Yes Yes

Turbulent buffeting indication Yes Yes Yes

Tube natural frequency, fn cycle/s 32,14 32,14 32,14

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 670,06 780,44 509,54

Vortex shedding amplitude mm 4,44 * 6,78 * 3,38 *

Vortex shedding amplitude limit mm 0,38 0,38 0,38

Turbulent buffetting amplitude mm 0,68 * 0,56 * 0,52 *

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication Possible Possible Possible

Crossflow velocity m/s 57,01 66,4 43,35

Strouhal number 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s 312,37 288,15 260,31

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 670,06 780,44 509,54

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 889,09 1035,56 676,1

Condition A fa/fvs 0,47 0,37 0,51

Condition A fa/ftb 0,35 0,28 0,39

Condition B velocity m/s 6,93 * 6,39 * 5,78 *

Condition C velocity m/s 26,58 * 24,52 * 22,15 *

Condition C 19372,96 * 28929,48 * 25730,08 *

Page 167: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Forced convection

Heat transfer only

Yes

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 168: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Mechanical Details

mm

727

13

Ver

BXM

727

749 835

727

835

2

5700mm

740

Plain

19,05mm

23,81mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 10 5 1 1

Actual outside diameter mm 406,4 406,4 101,6 101,6

Inside diameter mm 387,35 387,35 85,45 85,45

Height under nozzle mm 25,59 25,59

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 575 820

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 169: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

30

23,81

4,19

19,05

314,32

5700

mm

mm

mm

mm

mm

1,79

47,2627

Carbon Steel

Plain

0

740

W/(m K)

10,67

5068,4

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 170: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Mechanical Details

6,35

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

32

0

mm

mm

mm

mm

0,4

4,76

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 171: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Frame1

mm

mm

No

714,3

19,05

6

None

mm

Exp.

3mm

0mm

25,59

mm

25,59

8,69

8,69

mm

0

224,5

0

0

mm 12,7

2

Ribbon (single band)

Horizontal

12,7mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

224,5

252,4

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 172: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

71541

Euro(EU)kg

116121

48570

49931

13813,8

15262,6

9560,7

1621,9

1638,5

992,6

214622Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 173: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Mechanical Details - Setting Plan

322

727 I/D

11

7826 Overall

938

575

245260

505

250255

505

255250

505

260245

505

265240

938

1710

Pulling Length

4790

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S2 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S3 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S4 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S5 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S6 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S7 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S8 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S9 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S10 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S11 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S12 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S13 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S14 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S15 406 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

13814 kg

Flooded

15263 kg

Bundle

9561 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 2,5596 0,6834

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 2

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 590, 360,

Design Pressure barg 3, 137,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

329 041€

Design Codes

0

TEMA 0

CALDERA DE RECUPERACION

EVAPORADOR

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 727 - 5700

Drawing Number

524

524

S1

S3

599

Views on arrow A

Page 174: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Mechanical Details - Tube Layout

328,38 mm

328,38 mm

Shell id =727, mmBXM: 740 tubes

Page 175: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW/m² W/(m² K)

1 1 2 0 35 442,47 343,45 341,16 1,05078 1 39,2 395,5

1 2 2 0 138 389,75 309,99 308,54 1,03796 1 24,8 311,2

1 3 2 0 241 336,37 284,41 283,63 1,02513 1 13,4 257,8

1 4 2 0 344 282,31 264,55 264,31 1,01231 1 4,2 236,8

2 1 2 1014 35 442,47 343,58 341,3 1,05078 1 39,1 395,5

2 2 2 1014 138 389,75 267,11 264,88 1,03796 1 38,2 311,3

2 3 2 1014 241 336,37 259,13 257,97 1,02513 1 19,9 257,9

2 4 2 1014 344 282,31 253,55 253,15 1,01231 1 6,8 236,9

3 1 2 2027 35 442,47 274,94 271,07 1,05078 1 66,3 395,8

3 2 2 2027 138 389,75 261,69 259,36 1,03796 1 39,9 311,4

3 3 2 2027 241 336,37 252,8 251,54 1,02513 1 21,6 257,9

3 4 2 2027 344 282,31 246,73 246,24 1,01231 1 8,4 236,9

4 1 2 3041 35 442,47 269,89 265,9 1,05078 1 68,3 395,8

4 2 2 3041 138 389,75 255,32 252,88 1,03796 1 41,9 311,4

4 3 2 3041 241 336,37 245,5 244,13 1,02513 1 23,4 257,9

4 4 2 3041 344 282,31 238,85 238,25 1,01231 1 10,3 236,9

5 1 2 4055 35 442,47 263,41 259,27 1,05078 1 70,9 395,8

5 2 2 4055 138 389,75 247,7 245,12 1,03796 1 44,2 311,4

5 3 2 4055 241 336,37 237,05 235,56 1,02513 1 25,6 258

5 4 2 4055 344 282,31 229,87 229,14 1,01231 1 12,4 236,9

6 1 2 5068 35 442,47 254,63 250,28 1,05078 1 74,4 395,9

6 2 2 5068 138 389,75 238,3 235,54 1,03796 1 47,2 311,4

6 3 2 5068 241 336,37 227,21 225,57 1,02513 1 28,2 258

6 4 2 5068 344 282,31 219,75 218,89 1,01231 1 14,8 237

1 5 1 0 383 282,31 193,13 191,9 1,01231 1 21,1 237

1 6 1 0 486 259,87 192,12 191,16 1,00221 1 16,5 242,8

1 7 1 0 589 237,32 191,02 190,29 0,99211 1 12,5 271

1 8 1 0 692 214,66 190,08 189,6 0,98201 1 8,2 334,2

2 5 1 1014 383 282,31 200,83 199,7 1,01231 1 19,3 237

2 6 1 1014 486 259,87 198,89 198,02 1,00221 1 14,8 242,8

2 7 1 1014 589 237,32 197,14 196,51 0,99211 1 10,9 271

2 8 1 1014 692 214,66 195,19 194,81 0,98201 1 6,5 334,2

3 5 1 2027 383 282,31 205,93 204,87 1,01231 1 18,1 236,9

3 6 1 2027 486 259,87 203,71 202,91 1,00221 1 13,6 242,8

3 7 1 2027 589 237,32 201,81 201,25 0,99211 1 9,6 271

3 8 1 2027 692 214,66 199,48 199,18 0,98201 1 5,1 334,1

4 5 1 3041 383 282,31 210,72 209,73 1,01231 1 17 236,9

4 6 1 3041 486 259,87 208,4 207,67 1,00221 1 12,5 242,8

4 7 1 3041 589 237,32 206,32 205,83 0,99211 1 8,4 271

4 8 1 3041 692 214,66 203,64 203,42 0,98201 1 3,7 334,1

5 5 1 4055 383 282,31 215,37 214,44 1,01231 1 15,9 236,9

5 6 1 4055 486 259,87 212,96 212,3 1,00221 1 11,4 242,8

5 7 1 4055 589 237,32 210,74 210,32 0,99211 1 7,2 271

5 8 1 4055 692 214,66 207,52 207,38 0,98201 1 2,4 334,1

6 5 1 5068 383 282,31 219,8 218,94 1,01231 1 14,8 236,9

6 6 1 5068 486 259,87 217,36 216,76 1,00221 1 10,3 242,8

6 7 1 5068 589 237,32 215,03 214,68 0,99211 1 6 271

6 8 1 5068 692 214,66 211,15 211,08 0,98201 1 1,2 334,1

Page 176: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 442,47 416,19 389,75 363,14 363,14 336,37 309,42 309,42 282,31 259,87 237,32 214,66

Pressure bar 1,05078 1,04437 1,03796 1,03154 1,03154 1,02513 1,01872 1,01872 1,01231 1,00221 0,99211 0,98201

Vapor fraction 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Liquid density kg/m³

Liquid specific heat kJ/(kg K)

Liquid thermal cond. W/(m K)

Liquid viscosity mPa s

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³ 0,5 0,52 0,54 0,56 0,56 0,58 0,6 0,6 0,62 0,64 0,67 0,69

Vapor specific heat kJ/(kg K) 1,126 1,119 1,112 1,105 1,105 1,098 1,092 1,092 1,085 1,08 1,074 1,07

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0553 0,0534 0,0515 0,0497 0,0497 0,0478 0,046 0,046 0,0442 0,0427 0,0413 0,0398

Vapor viscosity mPa s 0,0342 0,0332 0,0322 0,0312 0,0312 0,0302 0,0292 0,0292 0,0282 0,0274 0,0266 0,0257

Page 177: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

TS flowpattern

mm °C °C °C °C °C bar kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 0 282,31 193,13 191,9 190,66 185,67 114,9975 0 0,03 -21,1 4232,4 237

2 1 1 1014 282,31 200,83 199,7 198,57 190,28 114,997 0,07 0,23 -19,3 2329,7 237 Churn

3 1 1 2027 282,31 205,93 204,87 203,82 195,1 114,9965 0,14 0,39 -18,1 2075,4 236,9 Churn

4 1 1 3041 282,31 210,72 209,73 208,74 200,03 114,996 0,21 0,5 -17 1945,8 236,9 Churn

5 1 1 4055 282,31 215,37 214,44 213,52 205 114,9955 0,27 0,58 -15,9 1862 236,9 Churn

6 1 1 5068 282,31 219,8 218,94 218,07 209,93 114,9949 0,33 0,65 -14,8 1817,9 236,9 Churn

1 1 1 0 259,87 192,12 191,16 190,2 185,67 114,9975 0 0,02 -16,5 3631,9 242,8

2 1 1 1014 259,87 198,89 198,02 197,16 190,28 114,997 0,07 0,23 -14,8 2153,7 242,8 Churn

3 1 1 2027 259,87 203,71 202,91 202,12 195,1 114,9965 0,14 0,39 -13,6 1942 242,8 Churn

4 1 1 3041 259,87 208,4 207,67 206,94 200,03 114,996 0,21 0,5 -12,5 1807,1 242,8 Churn

5 1 1 4055 259,87 212,96 212,3 211,63 205 114,9955 0,27 0,58 -11,4 1716,3 242,8 Churn

6 1 1 5068 259,87 217,36 216,76 216,16 209,93 114,9949 0,33 0,65 -10,3 1656 242,8 Churn

1 1 1 0 237,32 191,02 190,29 189,56 185,67 114,9975 0 0,02 -12,5 3229,5 271

2 1 1 1014 237,32 197,14 196,51 195,87 190,28 114,997 0,07 0,23 -10,9 1949,4 271 Churn

3 1 1 2027 237,32 201,81 201,25 200,69 195,1 114,9965 0,14 0,39 -9,6 1721,9 271 Churn

4 1 1 3041 237,32 206,32 205,83 205,34 200,03 114,996 0,21 0,5 -8,4 1581,3 271 Churn

5 1 1 4055 237,32 210,74 210,32 209,9 205 114,9955 0,27 0,58 -7,2 1468,4 271 Churn

6 1 1 5068 237,32 215,03 214,68 214,32 209,93 114,9949 0,33 0,65 -6 1373,2 271 Churn

1 1 1 0 214,66 190,08 189,6 189,12 185,67 114,9975 0 0,01 -8,2 2378,6 334,2

2 1 1 1014 214,66 195,19 194,81 194,43 190,28 114,997 0,07 0,23 -6,5 1569,7 334,2 Churn

3 1 1 2027 214,66 199,48 199,18 198,88 195,1 114,9965 0,14 0,39 -5,1 1339,9 334,1 Churn

4 1 1 3041 214,66 203,64 203,42 203,21 200,03 114,996 0,21 0,5 -3,7 1158 334,1 Churn

5 1 1 4055 214,66 207,52 207,38 207,24 205 114,9955 0,27 0,58 -2,4 1062,1 334,1 Churn

6 1 1 5068 214,66 211,15 211,08 211,01 209,93 114,9949 0,33 0,65 -1,2 1077,8 334,1 Churn

6 1 2 5068 442,47 254,63 250,28 245,94 209,93 114,9947 0,33 0,65 -74,4 2064,9 395,9 Churn

5 1 2 4055 442,47 263,41 259,27 255,13 221,47 114,9936 0,47 0,76 -70,9 2105,6 395,8 Churn

4 1 2 3041 442,47 269,89 265,9 261,9 231,92 114,9925 0,6 0,85 -68,3 2278,1 395,8 Churn

3 1 2 2027 442,47 274,94 271,07 267,2 241,06 114,9914 0,73 0,91 -66,3 2537,3 395,8 Churn

2 1 2 1014 442,47 343,58 341,3 339,01 248,93 114,9902 0,87 0,96 -39,1 434,1 395,5 Churn

1 1 2 0 442,47 343,45 341,16 338,87 255,67 114,9891 1 1 -39,2 470,7 395,5

6 1 2 5068 389,75 238,3 235,54 232,79 209,93 114,9947 0,33 0,65 -47,2 2063,3 311,4 Churn

5 1 2 4055 389,75 247,7 245,12 242,53 221,47 114,9936 0,47 0,76 -44,2 2100 311,4 Churn

4 1 2 3041 389,75 255,32 252,88 250,43 231,92 114,9925 0,6 0,85 -41,9 2261 311,4 Churn

3 1 2 2027 389,75 261,69 259,36 257,03 241,06 114,9914 0,73 0,91 -39,9 2497,4 311,4 Churn

2 1 2 1014 389,75 267,11 264,88 262,65 248,93 114,9902 0,87 0,96 -38,2 2784,6 311,3 Churn

1 1 2 0 389,75 309,99 308,54 307,09 255,67 114,9891 1 1 -24,8 482,6 311,2

6 1 2 5068 336,37 227,21 225,57 223,92 209,93 114,9947 0,33 0,65 -28,2 2012,1 258 Churn

5 1 2 4055 336,37 237,05 235,56 234,06 221,47 114,9936 0,47 0,76 -25,6 2035,1 258 Churn

4 1 2 3041 336,37 245,5 244,13 242,76 231,92 114,9925 0,6 0,85 -23,4 2162,6 257,9 Churn

3 1 2 2027 336,37 252,8 251,54 250,28 241,06 114,9914 0,73 0,91 -21,6 2337,9 257,9 Churn

2 1 2 1014 336,37 259,13 257,97 256,8 248,93 114,9902 0,87 0,96 -19,9 2530,4 257,9 Churn

1 1 2 0 336,37 284,41 283,63 282,84 255,67 114,9891 1 1 -13,4 492,8 257,8

6 1 2 5068 282,31 219,75 218,89 218,02 209,93 114,9947 0,33 0,65 -14,8 1831,5 237 Churn

5 1 2 4055 282,31 229,87 229,14 228,42 221,47 114,9936 0,47 0,76 -12,4 1788,8 236,9 Churn

4 1 2 3041 282,31 238,85 238,25 237,64 231,92 114,9925 0,6 0,85 -10,3 1799,1 236,9 Churn

3 1 2 2027 282,31 246,73 246,24 245,75 241,06 114,9914 0,73 0,91 -8,4 1799,8 236,9 Churn

2 1 2 1014 282,31 253,55 253,15 252,76 248,93 114,9902 0,87 0,96 -6,8 1782,3 236,9 Churn

1 1 2 0 282,31 264,55 264,31 264,06 255,67 114,9891 1 1 -4,2 500,8 236,8

Page 178: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 185,67 192,67 200,03 207,47 215,81 221,47 231,92 236,66 241,06 245,15 252,43 255,67

Pressure bar114,9975 114,9967 114,996 114,9952 114,9941 114,9936 114,9925 114,9919 114,9914 114,9908 114,9897 114,9891

Vapor fraction 0 0,11 0,21 0,3 0,4 0,47 0,6 0,67 0,73 0,8 0,93 1

Liquid density kg/m³ 491,1 496,82 501,3 504,61 507,18 508,38 509,64 509,89 509,98 509,95 509,71

Liquid specific heat kJ/(kg K) 6,617 6,646 6,698 6,769 6,864 6,937 7,088 7,161 7,233 7,302 7,43

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,31 0,3167 0,3227 0,3279 0,333 0,3367 0,3468 0,3495 0,3522 0,3547 0,3597

Liquid viscosity mPa s 0,0771 0,0786 0,0799 0,0809 0,0818 0,0824 0,0838 0,0843 0,0848 0,0852 0,0862

Surface tension N/m 0,0158 0,0166 0,0172 0,0177 0,018 0,0182 0,0182 0,0181 0,018 0,0179 0,0176

Latent heat kJ/kg 600,7 632,1 685,5 748,7 820,7 872,9 967,8 1008,6 1043,9 1075,6 1127,3 1141,4

Vapor density kg/m³ 77,53 75,38 73,55 71,84 70,85 69,33 68,75 68,26 67,85 67,21 66,95

Vapor specific heat kJ/(kg K) 4,791 4,661 4,568 4,495 4,46 4,421 4,411 4,404 4,401 4,399 4,399

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0751 0,0756 0,0761 0,0766 0,077 0,0776 0,0779 0,0781 0,0783 0,0786 0,0787

Vapor viscosity mPa s 0,0164 0,0165 0,0166 0,0167 0,0168 0,017 0,017 0,0171 0,0171 0,0172 0,0173

Page 179: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Evaporador Diseño de Caldera

EVAPORADOR

CALDERA DE RECUPERACION

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 0 1014 2027 3041 4055 5068

SS Temp °C 442,47 442,47 442,47 442,47 442,47 442,47

TS Temp °C 255,67 248,93 241,06 231,92 221,47 209,93

SS Temp °C 389,75 389,75 389,75 389,75 389,75 389,75

TS Temp °C 255,67 248,93 241,06 231,92 221,47 209,93

SS Temp °C 336,37 336,37 336,37 336,37 336,37 336,37

TS Temp °C 255,67 248,93 241,06 231,92 221,47 209,93

SS Temp °C 282,31 282,31 282,31 282,31 282,31 282,31

TS Temp °C 255,67 248,93 241,06 231,92 221,47 209,93

SS Temp °C 282,31 282,31 282,31 282,31 282,31 282,31

TS Temp °C 185,67 190,28 195,1 200,03 205 209,93

SS Temp °C 259,87 259,87 259,87 259,87 259,87 259,87

TS Temp °C 185,67 190,28 195,1 200,03 205 209,93

SS Temp °C 237,32 237,32 237,32 237,32 237,32 237,32

TS Temp °C 185,67 190,28 195,1 200,03 205 209,93

SS Temp °C 214,66 214,66 214,66 214,66 214,66 214,66

TS Temp °C 185,67 190,28 195,1 200,03 205 209,93

Distance Along Shell

Row 8

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 180: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

SUPERHEATER

CALDERA

652 5100 BXM 4 1

841,4 m² 4 210,3 m²

42,08 8,2014kg/s

42,08 42,08kg/s 8,2013 8,2014

0 0kg/s 0 0

kg/s 0

500 442,47°C 255,66 350

°C

0,47 0,46kg/m³ 66,96 45,37

mPa s

28,51 28,51 17,41 17,41

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

1,06391 115bar

49,57 2,39m/s

0,11064 0,10675bar 1,25 0,19149

0 0m² K/W

kW2744,9 °C164,43

19,8 198,8 W/(m² K)198,8

bar 137

650 470°C

1 1

3,18 3,18mm

355,6 - 88,9 -

355,6 - 76,2 -

- -

mm

13193,3 13934,4 kg8788,2

366 862 kg/(m s²)850

mm

mm

1129 17,7613 4,19 5100mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm672

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Ver

363 710€

Avg

652

0 0

0,95717 114,8085

3

0,0364 0,0342 0,0173 0,0197

1,141 1,126 4,399 3,163

0,0595 0,0553 0,0787 0,092

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 181: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

42,08

0

8,2014

0

N/m

0,47 0,46 66,96 45,37

0,0364 0,0342 0,0173 0,0197

1,141 1,126 4,399 3,163

0,0595 0,0553 0,0787 0,092

8,2013 8,201442,08 42,08

0 0 0 0

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

8235,83 8765,09 28982,65

0,7 0,7 0,97 0,68

500 442,47 255,66 350

1,06391 0,95717 115 114,8085

0,19149

49,57 48,92 1,62 2,39

1 1

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

6644,9

278,1

198,8

198,8

779,2

0

0

0,00015

0,0036

0,00503

0,00503

0,00128

0

0

2,99

71,49

25,52

m² K/W

0,01036

0,00101

0,16718

0,00058

0,01236

0,53

87,31

0,3

5,41

6,46

25407,11

1 1

0 0

2744,7 2745,1kW

0 0

0 0

164,43°C 170,15

0 0

0,01592

0

0,06492

0

0

0

60,82

0

14,92

0

0,0259 24,27

m/s

1,62

27,85

49,57

43,16

5,34

10,7

28,51 28,51 17,41 17,41

0 0

0 0

0 0

kg/(m s²)

366

851

1909

5149

2744,9kW

10,02 10,02

mm

mm

mm

9

6

1

1

1

1129

30

5100

17,76

mm

mm

mm

4Ver652 15100 BXM

101,6

88,9

355,6

355,6

Unbaffled

235,2

4

210,3

841,4940,6 m²

mm

0

4562

4,62 13

Plain

mm

0,106750,11064 1,25

None

Yes

No Yes

48,92

2,39

Design

Twisted tapeInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 182: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - General

49,57

Euro(EU)291314Yes

Yes

10,02

bar 114,80851150,957171,06391

kg/s

1111

8,201442,08

Unbaffled

30

652

13

5100

0000

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

8,20148,201342,0842,08

350255,66442,47500

779,2278,1

00

2,39

0,191491,250,106750,11064

2744,9

198,8

164,43

BXM 1

Ver

1 4

10,02

1129 4,19

17,76 mm

Plain

No

841,4

W/(m² K) 198,8

Design

Twisted tapeInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 183: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

2,82

25,52 25,52

0

2,99 2,99

0

71,49 71,49

0,00128

0

0,00015

0

0,0036

m² K/W

779,2

6644,9

278,1

W/(m² K)

10,02 10,02

84 84m²

0,00503 0,00503m² K/W

W/(m² K) 198,8 198,8

841,4

0,0504

19,8

2,55

45,01

0,3

45,01

7,13

m² K/W 0

0

0,02269

0,02269

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 184: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 185: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Coefficients

0,680,970,70,7

25407,1128982,658765,098235,83

278,1 779,2

278,1 779,2

W/(m² K)

2193,5

2193,5

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

60,3167,73

164,43

170,15

0,98

32,7

°C

469,56

349,54

403,1 307,87

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

2745,1

0

0

0

100

0

0

0

2745,1

0

0

0

100

2744,7

0

0

0

2744,7

kWkW

0

0 0 0

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 186: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Pressure Drop

00

0,11064

bar

m/s m/s

0,10675

0

0,10675

1,25

0,19149

0

0,19149

42,74

48,92

43,15

43,16

60,82

0

24,27

1,62

1,62

2,39

10,7

0,53

87,31

0,3

6,46

bar

0,06492

0

0,0259

0,00101

0,16718

0,00058

0,01236

bar

27,85 0,01592 14,92 5,34 0,01036 5,41

00

00

49,57

2,39

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 187: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

0,4727,85

kg/m³m/smm²

88959

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

5149

176

1909

851

6551

850

862

2818

366

12,7

4,76

0,4

mm

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

32058

5734

88959

32058

87627

58418

4261

18910

10,7

1,62

5,34

43,16

119,77

43,15

42,74

77,29

44,96

66,96

66,96

0,46

0,46

0,46

0,47

0,47

25918910 2,39 45,37Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 188: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

11,53N/mm²

183127,3N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 51,81 Dominant Span 0,91 Mid-space

4 51,81 Dominant Span 0,91 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,19 0,36 0,62 0,02 0,42

4 No 0,2 0,36 0,63 0,02 0,42

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 No 760,32 17,5 1,86 12,77 1,36 51,81 486,24 27,85 1 366 0,42

Midspace 4 No 760,32 27,41 2,92 20,01 2,13 51,81 486,24 43,64 1 873 0,42

Page 189: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

11,53N/mm²

183127,3N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication Yes Yes Yes

Unsupported span mm 850 850 850

Tube natural frequency, fn cycle/s 36,39 36,39 36,39

Crossflow velocity m/s 42,42 56,7 43,64

Critical velocity m/s 29,96 30,16 30,39

Crossflow to critical velocity ratio 1,42 * 1,88 * 1,44 *

Estimated log decrement 0,02 0,02 0,02

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication Yes Yes Yes

Turbulent buffeting indication Yes Yes Yes

Tube natural frequency, fn cycle/s 36,39 36,39 36,39

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 885,83 1184,1 911,37

Vortex shedding amplitude mm 0,56 * 0,99 * 0,58 *

Vortex shedding amplitude limit mm 0,26 0,26 0,26

Turbulent buffetting amplitude mm 0,34 * 0,32 * 0,35 *

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,26 0,26 0,26

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication Possible Possible Possible

Crossflow velocity m/s 42,42 56,7 43,64

Strouhal number 0,27 0,27 0,27

Acoustic frequency, fa cycle/s 369,41 362,91 356,23

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 885,83 1184,1 911,37

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 1007,57 1346,84 1036,62

Condition A fa/fvs 0,42 0,31 0,39

Condition A fa/ftb 0,37 0,27 0,34

Condition B velocity m/s 6,56 * 6,45 * 6,33 *

Condition C velocity m/s 17,69 * 17,38 * 17,06 *

Condition C 7432,02 * 10104,75 * 7909,63 *

Page 190: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Forced convection

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 191: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Mechanical Details

mm

652

14

Ver

BXM

652

672 896

652

896

1

5100mm

1129

Plain

13mm

17,76mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 9 6 1 1

Actual outside diameter mm 355,6 355,6 101,6 88,9

Inside diameter mm 336,55 336,55 85,45 73,66

Height under nozzle mm 11,84 11,84

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 530 650

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 192: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

30

17,76

4,19

13

267,52

5100

mm

mm

mm

mm

mm

2,82

44,7032

Carbon Steel

Plain

0

1129

W/(m K)

4,62

4562

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 193: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Mechanical Details

4,76

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

41

0

mm

mm

mm

mm

0,4

4,76

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 194: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Frame1

mm

mm

No

639,3

7

None

mm

Exp.

3mm

0mm

11,84

mm

11,84

8,66

8,66

mm

0

210,3

0

0

mm 12,7

1

Ribbon (single band)

Horizontal

9,55mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

210,3

235,2

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 195: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Mechanical Details

Twisted tape

0,9

41,56

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

72829

Euro(EU)kg

170357

67079

53876

13193,3

13934,4

8788,2

1323,9

2369,5

711,6

291314Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 196: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Mechanical Details - Setting Plan

291

652 I/D

10

7104 O

vera

ll

910

530

120

385

375

130

505

125

380

380

125

505

130

375

385

120

910

1530

Pulli

ng L

ength

4220

S1

S2

S3

S4

S5

S6

S7

S8

S9

S10

S11

S12

S13

S14

S15

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S2 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S3 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S4 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S5 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S6 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S7 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S8 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S9 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S10 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S11 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S12 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S13 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S14 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

S15 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

13193 kg

Flooded

13934 kg

Bundle

8788 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 1,8361 0,4899

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 1

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 650, 470,

Design Pressure barg 3, 137,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

363 710€

Design Codes

0

TEMA 0

CALDERA

SUPERHEATER

Revision Date

29/12/2009

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 652 - 5100

Drawing Number

486

486

S1

S3

538

Views on arrow A

Page 197: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Mechanical Details - Tube Layout

307,6

6 m

m307,6

6 m

m

Shell id =652, mmBXM: 1129 tubes

Page 198: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW/m² W/(m² K)

1 1 1 0 21 500 338,98 334,44 1,04799 1 60,3 374,8

1 2 1 0 122 490,47 323,97 320,22 1,03714 1 49,9 299,7

1 3 1 0 224 480,91 313,41 310,22 1,02629 1 42,4 253,4

1 4 1 0 326 471,33 309,2 306,23 1,01544 1 39,5 243,5

1 5 1 0 428 461,73 307,87 304,97 1,00459 1 38,5 250,5

1 6 1 0 530 452,11 310,37 307,33 0,99374 1 40,3 284,6

1 7 1 0 631 442,47 316,57 313,2 0,98288 1 44,7 355,3

2 1 1 912 21 500 351,37 347,17 1,04799 1 55,7 374,7

2 2 1 912 122 490,47 337 333,54 1,03714 1 46 299,6

2 3 1 912 224 480,91 326,84 323,9 1,02629 1 39 253,4

2 4 1 912 326 471,33 322,67 319,95 1,01544 1 36,2 243,5

2 5 1 912 428 461,73 321,21 318,57 1,00459 1 35,2 250,5

2 6 1 912 530 452,11 323,3 320,55 0,99374 1 36,7 284,5

2 7 1 912 631 442,47 328,75 325,71 0,98288 1 40,4 355,3

3 1 1 1825 21 500 363,91 360,08 1,04799 1 51 374,7

3 2 1 1825 122 490,47 350,37 347,21 1,03714 1 42 299,6

3 3 1 1825 224 480,91 340,76 338,08 1,02629 1 35,5 253,4

3 4 1 1825 326 471,33 336,69 334,23 1,01544 1 32,8 243,4

3 5 1 1825 428 461,73 335,11 332,73 1,00459 1 31,7 250,5

3 6 1 1825 530 452,11 336,74 334,27 0,99374 1 32,8 284,5

3 7 1 1825 631 442,47 341,32 338,62 0,98288 1 35,9 355,2

4 1 1 2737 21 500 376,69 373,22 1,04799 1 46,2 374,7

4 2 1 2737 122 490,47 364,1 361,25 1,03714 1 37,9 299,6

4 3 1 2737 224 480,91 355,14 352,74 1,02629 1 31,9 253,3

4 4 1 2737 326 471,33 351,22 349,02 1,01544 1 29,2 243,4

4 5 1 2737 428 461,73 349,52 347,41 1,00459 1 28,1 250,5

4 6 1 2737 530 452,11 350,65 348,47 0,99374 1 28,9 284,5

4 7 1 2737 631 442,47 354,29 351,93 0,98288 1 31,3 355,2

5 1 1 3650 21 500 389,75 386,64 1,04799 1 41,3 374,6

5 2 1 3650 122 490,47 378,19 375,66 1,03714 1 33,6 299,5

5 3 1 3650 224 480,91 369,95 367,84 1,02629 1 28,1 253,3

5 4 1 3650 326 471,33 366,2 364,27 1,01544 1 25,6 243,4

5 5 1 3650 428 461,73 364,39 362,56 1,00459 1 24,4 250,4

5 6 1 3650 530 452,11 364,99 363,12 0,99374 1 24,8 284,4

5 7 1 3650 631 442,47 367,64 365,64 0,98288 1 26,6 355,1

6 1 1 4562 21 500 403,1 400,37 1,04799 1 36,3 374,6

6 2 1 4562 122 490,47 392,64 390,43 1,03714 1 29,3 299,5

6 3 1 4562 224 480,91 385,15 383,33 1,02629 1 24,3 253,3

6 4 1 4562 326 471,33 381,58 379,94 1,01544 1 21,8 243,3

6 5 1 4562 428 461,73 379,67 378,13 1,00459 1 20,5 250,4

6 6 1 4562 530 452,11 379,73 378,18 0,99374 1 20,6 284,4

6 7 1 4562 631 442,47 381,36 379,73 0,98288 1 21,7 355,1

Page 199: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Calculation Details - Shell Side - PropertiesTemperature °C 500 495,23 490,46 485,69 480,91 476,12 466,53 461,73 456,92 452,11 447,29 442,47

Pressure bar 1,04799 1,04257 1,03714 1,03172 1,02629 1,02086 1,01001 1,00459 0,99916 0,99374 0,98831 0,98288

Vapor fraction 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Liquid density kg/m³

Liquid specific heat kJ/(kg K)

Liquid thermal cond. W/(m K)

Liquid viscosity mPa s

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³ 0,46 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47 0,47

Vapor specific heat kJ/(kg K) 1,141 1,14 1,139 1,138 1,136 1,135 1,133 1,131 1,13 1,129 1,127 1,126

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0595 0,0592 0,0588 0,0585 0,0581 0,0577 0,057 0,0567 0,0563 0,056 0,0556 0,0553

Vapor viscosity mPa s 0,0364 0,0362 0,036 0,0358 0,0356 0,0354 0,0351 0,0349 0,0347 0,0345 0,0343 0,0342

Page 200: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

mm °C °C °C °C °C bar kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 0 500 338,98 334,44 329,9 255,66 114,9892 1 1 -60,3 812,9 374,8

2 1 1 912 500 351,37 347,17 342,98 271,88 114,9556 1 1 -55,7 783,4 374,7

3 1 1 1825 500 363,91 360,08 356,24 289,79 114,922 1 1 -51 767,4 374,7

4 1 1 2737 500 376,69 373,22 369,74 308,98 114,8884 1 1 -46,2 760,3 374,7

5 1 1 3650 500 389,75 386,64 383,54 329,13 114,8547 1 1 -41,3 759,1 374,6

6 1 1 4562 500 403,1 400,37 397,64 350 114,8211 1 1 -36,3 761,9 374,6

1 1 1 0 490,47 323,97 320,22 316,46 255,66 114,9892 1 1 -49,9 820,6 299,7

2 1 1 912 490,47 337 333,54 330,08 271,88 114,9556 1 1 -46 790,1 299,6

3 1 1 1825 490,47 350,37 347,21 344,05 289,79 114,922 1 1 -42 773,6 299,6

4 1 1 2737 490,47 364,1 361,25 358,4 308,98 114,8884 1 1 -37,9 766 299,6

5 1 1 3650 490,47 378,19 375,66 373,13 329,13 114,8547 1 1 -33,6 764,2 299,5

6 1 1 4562 490,47 392,64 390,43 388,23 350 114,8211 1 1 -29,3 766,5 299,5

1 1 1 0 480,91 313,41 310,22 307,03 255,66 114,9892 1 1 -42,4 826,4 253,4

2 1 1 912 480,91 326,84 323,9 320,96 271,88 114,9556 1 1 -39 795,5 253,4

3 1 1 1825 480,91 340,76 338,08 335,41 289,79 114,922 1 1 -35,5 778,4 253,4

4 1 1 2737 480,91 355,14 352,74 350,34 308,98 114,8884 1 1 -31,9 770,3 253,3

5 1 1 3650 480,91 369,95 367,84 365,72 329,13 114,8547 1 1 -28,1 768,1 253,3

6 1 1 4562 480,91 385,15 383,33 381,5 350 114,8211 1 1 -24,3 769,9 253,3

1 1 1 0 471,33 309,2 306,23 303,26 255,66 114,9892 1 1 -39,5 829,3 243,5

2 1 1 912 471,33 322,67 319,95 317,23 271,88 114,9556 1 1 -36,2 798,3 243,5

3 1 1 1825 471,33 336,69 334,23 331,76 289,79 114,922 1 1 -32,8 781 243,4

4 1 1 2737 471,33 351,22 349,02 346,82 308,98 114,8884 1 1 -29,2 772,6 243,4

5 1 1 3650 471,33 366,2 364,27 362,35 329,13 114,8547 1 1 -25,6 770,2 243,4

6 1 1 4562 471,33 381,58 379,94 378,29 350 114,8211 1 1 -21,8 771,9 243,3

1 1 1 0 461,73 307,87 304,97 302,07 255,66 114,9892 1 1 -38,5 830,6 250,5

2 1 1 912 461,73 321,21 318,57 315,92 271,88 114,9556 1 1 -35,2 799,4 250,5

3 1 1 1825 461,73 335,11 332,73 330,34 289,79 114,922 1 1 -31,7 782,1 250,5

4 1 1 2737 461,73 349,52 347,41 345,29 308,98 114,8884 1 1 -28,1 773,8 250,5

5 1 1 3650 461,73 364,39 362,56 360,73 329,13 114,8547 1 1 -24,4 771,4 250,4

6 1 1 4562 461,73 379,67 378,13 376,58 350 114,8211 1 1 -20,5 773,1 250,4

1 1 1 0 452,11 310,37 307,33 304,29 255,66 114,9892 1 1 -40,3 829,4 284,6

2 1 1 912 452,11 323,3 320,55 317,79 271,88 114,9556 1 1 -36,7 798,4 284,5

3 1 1 1825 452,11 336,74 334,27 331,8 289,79 114,922 1 1 -32,8 781,4 284,5

4 1 1 2737 452,11 350,65 348,47 346,3 308,98 114,8884 1 1 -28,9 773,4 284,5

5 1 1 3650 452,11 364,99 363,12 361,26 329,13 114,8547 1 1 -24,8 771,2 284,4

6 1 1 4562 452,11 379,73 378,18 376,63 350 114,8211 1 1 -20,6 773,1 284,4

1 1 1 0 442,47 316,57 313,2 309,83 255,66 114,9892 1 1 -44,7 825,7 355,3

2 1 1 912 442,47 328,75 325,71 322,67 271,88 114,9556 1 1 -40,4 795,4 355,3

3 1 1 1825 442,47 341,32 338,62 335,92 289,79 114,922 1 1 -35,9 779 355,2

4 1 1 2737 442,47 354,29 351,93 349,58 308,98 114,8884 1 1 -31,3 771,5 355,2

5 1 1 3650 442,47 367,64 365,64 363,65 329,13 114,8547 1 1 -26,6 769,9 355,1

6 1 1 4562 442,47 381,36 379,73 378,1 350 114,8211 1 1 -21,7 772,3 355,1

Page 201: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Calculation Details - Tube Side - PropertiesTemperature °C 255,66 260,85 271,88 277,68 283,66 296,06 302,46 315,59 322,32 329,12 342,97 349,99

Pressure bar114,9892 114,978 114,9556 114,9444 114,9332 114,9108 114,8996 114,8772 114,8659 114,8547 114,8323 114,8211

Vapor fraction 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Liquid density kg/m³

Liquid specific heat kJ/(kg K)

Liquid thermal cond. W/(m K)

Liquid viscosity mPa s

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³ 66,95 64,83 60,92 59,17 57,51 54,51 53,13 50,62 49,45 48,36 46,32 45,38

Vapor specific heat kJ/(kg K) 4,399 4,217 3,909 3,793 3,687 3,524 3,454 3,345 3,299 3,259 3,191 3,163

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0787 0,0793 0,0806 0,0813 0,0821 0,0838 0,0847 0,0866 0,0876 0,0887 0,0909 0,092

Vapor viscosity mPa s 0,0173 0,0174 0,0176 0,0178 0,0179 0,0182 0,0184 0,0187 0,0189 0,0191 0,0195 0,0197

Page 202: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño del Sobrecalentador

SUPERHEATER

CALDERA

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 0 912 1825 2737 3650 4562

SS Temp °C 500 500 500 500 500 500

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 490,47 490,47 490,47 490,47 490,47 490,47

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 480,91 480,91 480,91 480,91 480,91 480,91

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 471,33 471,33 471,33 471,33 471,33 471,33

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 461,73 461,73 461,73 461,73 461,73 461,73

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 452,11 452,11 452,11 452,11 452,11 452,11

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

SS Temp °C 442,47 442,47 442,47 442,47 442,47 442,47

TS Temp °C 255,66 271,88 289,79 308,98 329,13 350

Distance Along Shell

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 203: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

REGENERADOR I

602 5400 BXM 1 1

155,2 m² 1 155,2 m²

29,9994 8,201kg/s

0 2,9072kg/s 7,8272 4,7977

29,9994 27,0921kg/s 0,3738 3,4034

kg/s 0

60,57 83,64°C 114,51 85,33

72,1°C

5,42kg/m³ 2,21 2,24

mPa s

17,06 17,39 17,13

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg 2213,9

9 4bar

1,42 37,26m/s

0,5 0,04043bar 0,26 0,18521

0 0m² K/W

kW7227,9 °C22,51

2068,9 2074,4 W/(m² K)2074,4

bar 6

210 210°C

1 1

3,18 3,18mm

101,6 - 304,8 -

152,4 - 304,8 -

- -

mm

3467,5 5106,7 kg2111,4

2083 7 kg/(m s²)60

mm

mm

488 23,8119,05 1,65 5400mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm622

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Hor

17 132 €

2023,21400,5

Avg

602

0 0

8,95957 3,81479

11

711,71 711,53 760,23 753,37

0,0102 0,0105 0,01010,3363 0,3097 0,3923 0,4073

2,299 2,171 2,2144,726 4,785 4,719 4,7

0,0393 0,0388 0,03770,8055 0,7902 0,9634 0,9452

T1

S1 S2

S3 S4

S5

S6

T2

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 204: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

29,9994

2,9072

8,201

3,0296

N/m 0,0437 0,0425

0,8055 0,7902

0,3363 0,3097

4,726 4,785

711,71 711,53

5,42 2,21 2,24

0,0102 0,0105 0,0101

2,299 2,171 2,214

0,0393 0,0388 0,0377

1400,5 2213,9 2023,2

7,8272 4,79770 2,9072

29,9994 27,0921 0,3738 3,4034

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

13376,1 123151,6

0,6 0,59 0,59

4206,08 4125,12

1,97 1,88

60,57 83,64 114,51 85,33

9 8,95957 4 3,81479

0,18521

0,1 1,42 37,26 22,53

0 0,1

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

27782,6

5260,7

2074,4

2074,4

3906,6

0

0

0,00004

0,00019

0,00048

0,00048

0,00026

0

0

7,47

39,43

53,1

m² K/W

0,0255

0,00859

0,15718

0,00178

0,00874

4,26

77,89

0,88

12,64

4,33

78852,36

0,95 0,59

0,0501 0,0502

0,9634 0,9452

0,3923 0,4073

4,719 4,7

760,23 753,37

157,86 1384,37

1,92 2,03

0 0

0 0kW

40,4 383,8

3975,1 6539,1

22,51°C 27,56

0 0

0,01194

0

0,00154

0

0

0

3,84

0

29,78

0

0,02661 66,38

m/s

37,26

1,71

0,1

10,62

48,53

29,56

17,61 17,67 17,92 17,82

17,06 17,39 17,13

1570,3 305,1

1642,2 0

0 0

kg/(m s²)

2083

5696

5455

3322

7227,9kW

1 1

mm

mm

mm

3

3

1

1

1

488

30

5400

23,81

mm

mm

mm

1Hor602 15400 BXM

323,85

323,85

114,3

168,28

Unbaffled

157,7

1

155,2

155,2157,7 m²

mm

0

5315

15,75 19,05

Plain

mm

0,040430,5 0,26

72,1

None

No

No No

1,42

22,53

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 205: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - General

1,42

Euro(EU)21452No

No

1

bar 3,8147948,959579

kg/s

0,590,950,10

8,20129,9994

Unbaffled

30

602

19,05

5400

3,40340,373827,092129,9994

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

4,79777,82722,90720

85,33114,5183,6460,57

72,1

3906,65260,7

00

37,26

0,185210,260,040430,5

7227,9

2074,4

22,51

BXM 1

Hor

1 1

1

488 1,65

23,81 mm

Plain

No

155,2

W/(m² K) 2074,4

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 206: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

1,21

53,1 53,1

0

7,47 7,47

0

39,43 39,43

0,00026

0

0,00004

0

0,00019

m² K/W

3906,6

27782,6

5260,7

W/(m² K)

1 1

154,8 154,8m²

0,00048 0,00048m² K/W

W/(m² K) 2074,4 2074,4

155,2

0,00048

2068,9

52,96

0,13

7,45

0,13

39,33

m² K/W 0

0

0

0

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 207: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 208: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Coefficients

2,03

0,59

1,92

0,59

1,88

0,6

1,97

1384,37

78852,36

157,86

123151,6

4125,12

13376,1

4206,08

5260,7 3906,6

4499,4

5366,8 3906,6

W/(m² K)

4725,7

4725,7

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

0,07

162,6

2350,5

27,7

22,51

27,56

0,81

46,7

°C

76,59

85,55

96,38 71,19

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

7227,9

4,22

90,47

5,31

0

305,1

6539,1

383,8

0

21,73

55

0,56

0

7227,9

1642,2

3975,1

40,4

0

kWkW

1570,3

22,72 0 0

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 209: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Pressure Drop

-0,016580,00034

0,5

bar

m/s m/s

0,04043

0

0,0401

0,26

0,18521

0

0,20179

0,1

1,42

1,09

10,62

3,84

0

66,38

37,26

37,26

22,53

29,56

4,26

77,89

0,88

4,33

bar

0,00154

0

0,02661

0,00859

0,15718

0,00178

0,00874

bar

1,71 0,01194 29,78 48,53 0,0255 12,64

00

00

0,1

22,53

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 210: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

711,711,71

kg/m³m/smm²

8213

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

3322

3214

5455

5696

1908

60

7

305

2083

12,7

4,76

0,4

mm

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

0

0,05

0

0

0

0,95

21451

72966

18639

32201

178345

144595

72966

95052

29,56

37,26

48,53

10,62

6,15

1,09

0,1

0,66

3,8

2,32

2,32

50,54

50,54

50,54

711,71

711,71

194495052 22,53 3,83Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 211: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

3,96N/mm²

196781,6N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 39,48 Dominant Span 0,89 Mid-space

4 39,48 Dominant Span 0,89 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,01 0,02 0,04 0,08 0,01

4 No 0,04 0,07 0,12 0,08 0,04

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 Yes 1062,99 1,05 * 0,38 0,68 0,24 0,86 0,38 39,48 110,61 1,71 1 2083 0,46

Midspace 4 No 1062,99 0,66 0,24 0,42 0,15 39,48 110,61 1,07 1 60 0,46

Page 212: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

3,96N/mm²

196781,6N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication No No No

Unsupported span mm 1080 1080 1080

Tube natural frequency, fn cycle/s 34,97 40,28 41,18

Crossflow velocity m/s 0,1 0,69 1,07

Critical velocity m/s 1,54 3,4 3,76

Crossflow to critical velocity ratio 0,06 0,2 0,29

Estimated log decrement 0,11 0,13 0,06

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication No No No

Turbulent buffeting indication No No No

Tube natural frequency, fn cycle/s 34,97 40,28 41,18

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 1,14 8,09 12,63

Vortex shedding amplitude mm 0 0 0

Vortex shedding amplitude limit mm 0 0 0

Turbulent buffetting amplitude mm 0 0,01 0,02

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication No No No

Crossflow velocity m/s 0,1 0,69 1,07

Strouhal number 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 1,14 8,09 12,63

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 1,52 10,74 16,76

Condition A fa/fvs 0 0 0

Condition A fa/ftb 0 0 0

Condition B velocity m/s

Condition C velocity m/s

Condition C

Page 213: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Not Used

Heat transfer only

Yes

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 214: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Mechanical Details

mm

602

11

Hor

BXM

602

622 622

602

622

1

5400mm

488

Plain

19,05mm

23,81mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 3 3 1 1

Actual outside diameter mm 114,3 168,28 323,85 323,85

Inside diameter mm 102,26 154,05 304,8 304,8

Height under nozzle mm 54,32 54,32

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 925 925

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 215: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

30

23,81

1,65

19,05

39,52

5400

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

50,3732

Carbon Steel

Plain

0

488

W/(m K)

15,75

5315

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 216: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Mechanical Details

4,76

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

24

0

mm

mm

mm

mm

0,4

4,76

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 217: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Frame1

mm

mm

No

589,3

5

None

mm

Exp.

3mm

3mm

54,32

mm

54,32

17,63

17,63

mm

0

155,2

0

0

mm 12,7

1

Ribbon (single band)

Horizontal

9,55mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

155,2

157,7

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 218: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

21452

Euro(EU)kg

13470

3185

4797

3467,5

5106,7

2111,4

941,8

206,7

207,6

21452Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 219: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Mechanical Details - Setting Plan

150

2 BoltsFixed

75

539

135

150

2 BoltsSliding

75

539

135

7235 Overall

534 383 925 1770 1770 1318

383 1080 3240

Pulling Length 4510

T1

S1 S2

S3 S4

S5

S6

T2

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S2 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S3 168 mm 7,1 mm 150 ANSI Slip on

S4 168 mm 7,1 mm 150 ANSI Slip on

S5 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S6 168 mm 7,1 mm 150 ANSI Slip on

T1 324 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

T2 324 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

3467 kg

Flooded

5107 kg

Bundle

2111 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 1,5192 0,5148

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 1

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 210, 210,

Design Pressure barg 11, 6,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

21.452 €

Design Codes

0

TEMA 0

REGENERADOR I

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 602 - 5400

Drawing Number

461

T1

461

461

S1

S3

498

461

T2

Views on arrow A

Page 220: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Mechanical Details - Tube Layout

237,16 mm

237,16 mm

Shell id =602, mmBXM: 488 tubes

Page 221: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW/m² W/(m² K)

1 1 1 0 64 83,64 96,38 98,19 8,98615 0,1 -100,6 7895,6

1 2 1 0 143 80,97 94,99 96,94 8,98647 0,08 -107,9 7694,3

1 3 1 0 222 78,4 93 95,12 8,98678 0,06 -118,1 8093,1

1 4 1 0 301 75,92 90,58 92,92 8,9871 0,04 -130,4 8898,8

1 5 1 0 380 73,55 87,58 90,19 8,98742 0,01 -144,9 10332

1 6 1 0 459 69,03 84,16 87,06 8,98774 0 -160,8 10623,2

1 7 1 0 538 60,57 83,62 86,57 8,98806 0 -163,5 7092,6

2 1 1 1063 64 83,64 94,84 96,29 8,98615 0,1 -80,8 7214,2

2 2 1 1063 143 80,97 93,4 94,97 8,98647 0,08 -87,6 7048,6

2 3 1 1063 222 78,4 91,43 93,17 8,98678 0,06 -96,6 7419,2

2 4 1 1063 301 75,92 89,1 91,03 8,9871 0,04 -107,3 8138,9

2 5 1 1063 380 73,55 86,29 88,44 8,98742 0,01 -119,9 9415,1

2 6 1 1063 459 69,03 83,41 85,78 8,98774 0 -131,7 9158,8

2 7 1 1063 538 60,57 82,75 85,18 8,98806 0 -134,7 6069,6

3 1 1 2126 64 83,64 92,9 93,98 8,98615 0,1 -60,3 6511,2

3 2 1 2126 143 80,97 91,55 92,74 8,98647 0,08 -65,7 6211,1

3 3 1 2126 222 78,4 89,66 90,98 8,98678 0,06 -73,3 6513,5

3 4 1 2126 301 75,92 87,44 88,92 8,9871 0,04 -82,2 7137,1

3 5 1 2126 380 73,55 84,9 86,56 8,98742 0,01 -92,3 8127

3 6 1 2126 459 69,03 82,37 84,2 8,98774 0 -101,6 7610,2

3 7 1 2126 538 60,57 81,55 83,44 8,98806 0 -104,7 4991,9

4 1 1 3189 64 83,64 90,53 91,27 8,98615 0,1 -41 5958,3

4 2 1 3189 143 80,97 89,42 90,23 8,98647 0,08 -45 5327,1

4 3 1 3189 222 78,4 87,7 88,62 8,98678 0,06 -51,1 5494,7

4 4 1 3189 301 75,92 85,67 86,72 8,9871 0,04 -58,1 5963,9

4 5 1 3189 380 73,55 83,37 84,56 8,98742 0,01 -66,1 6729,2

4 6 1 3189 459 69,03 81,19 82,51 8,98774 0 -73,3 6023

4 7 1 3189 538 60,57 79,94 81,34 8,98806 0 -77,5 3999,6

5 1 1 4252 64 83,64 87,5 87,9 8,98615 0,1 -22 5682,3

5 2 1 4252 143 80,97 86,45 86,9 8,98647 0,08 -25,1 4581,1

5 3 1 4252 222 78,4 85,07 85,6 8,98678 0,06 -29,2 4381,2

5 4 1 4252 301 75,92 83,37 83,98 8,9871 0,04 -34,2 4595,8

5 5 1 4252 380 73,55 81,42 82,14 8,98742 0,01 -39,9 5066,2

5 6 1 4252 459 69,03 79,56 80,38 8,98774 0 -45,2 4288,9

5 7 1 4252 538 60,57 76,83 77,78 8,98806 0 -53 3257

6 1 1 5315 64 83,64 84,17 84,23 8,98615 0,1 -3 5655,9

6 2 1 5315 143 80,97 82,58 82,7 8,98647 0,08 -7 4389,6

6 3 1 5315 222 78,4 81,17 81,36 8,98678 0,06 -10,5 3801,3

6 4 1 5315 301 75,92 79,89 80,13 8,9871 0,04 -13,7 3461,5

6 5 1 5315 380 73,55 78,57 78,88 8,98742 0,01 -16,9 3368,6

6 6 1 5315 459 69,03 76,76 77,15 8,98774 0 -21,3 2752,8

6 7 1 5315 538 60,57 71,19 71,81 8,98806 0 -34,4 3237,9

Page 222: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 60,57 64,8 68,45 72,1 73,39 74,72 77,15 78,4 79,67 80,97 82,3 83,64

Pressure bar 8,98806 8,9879 8,98774 8,98758 8,98742 8,98726 8,98694 8,98678 8,98662 8,98647 8,98631 8,98615

Vapor fraction 0 0 0 0 0,01 0,02 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

Liquid density kg/m³ 711,71 708,4 705,55 702,69 703,83 704,96 706,91 707,86 708,81 709,73 710,64 711,53

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,726 4,743 4,757 4,771 4,772 4,774 4,777 4,778 4,78 4,782 4,783 4,785

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,8055 0,7914 0,7793 0,7672 0,7701 0,7731 0,7781 0,7806 0,7831 0,7855 0,7878 0,7902

Liquid viscosity mPa s 0,3363 0,324 0,3138 0,3038 0,3047 0,3056 0,3069 0,3075 0,3081 0,3087 0,3092 0,3097

Surface tension N/m 0,0437 0,0429 0,0422 0,0415 0,0416 0,0417 0,042 0,0421 0,0422 0,0423 0,0424 0,0425

Latent heat kJ/kg 1346,6 1346,6 1346,6 1346,6 1343,7 1350,6 1363,3 1371,1 1377,5 1385,8 1394,2 1400,5

Vapor density kg/m³ 5,61 5,58 5,54 5,52 5,5 5,48 5,45 5,43

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,292 2,293 2,294 2,295 2,296 2,297 2,298 2,299

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0379 0,0381 0,0385 0,0386 0,0388 0,039 0,0392 0,0393

Vapor viscosity mPa s 0,01 0,01 0,0101 0,0101 0,0101 0,0102 0,0102 0,0102

Page 223: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

TS flowpattern

mm °C °C °C °C °C bar kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 0 83,64 96,38 98,19 100,01 114,51 3,96768 0,95 0,99 100,6 6938,2 7895,6 AnnularLiq.

2 1 1 1063 83,64 94,84 96,29 97,74 111,14 3,93946 0,88 0,98 80,8 6031,1 7214,2 AnnularLiq.

3 1 1 2126 83,64 92,9 93,98 95,07 106,93 3,91124 0,8 0,98 60,3 5079,5 6511,2 AnnularLiq.

4 1 1 3189 83,64 90,53 91,27 92,01 101,57 3,88303 0,73 0,97 41 4290,3 5958,3 AnnularLiq.

5 1 1 4252 83,64 87,5 87,9 88,29 94,59 3,85481 0,66 0,96 22 3489,4 5682,3 AnnularLiq.

6 1 1 5315 83,64 84,17 84,23 84,28 85,33 3,82659 0,59 0,95 3 2870 5655,9 AnnularLiq.

1 1 1 0 80,97 94,99 96,94 98,88 114,51 3,96768 0,95 0,99 107,9 6902,9 7694,3 AnnularLiq.

2 1 1 1063 80,97 93,4 94,97 96,55 111,14 3,93946 0,88 0,98 87,6 6002,6 7048,6 AnnularLiq.

3 1 1 2126 80,97 91,55 92,74 93,92 106,93 3,91124 0,8 0,98 65,7 5051,3 6211,1 AnnularLiq.

4 1 1 3189 80,97 89,42 90,23 91,04 101,57 3,88303 0,73 0,97 45 4270,4 5327,1 AnnularLiq.

5 1 1 4252 80,97 86,45 86,9 87,36 94,59 3,85481 0,66 0,96 25,1 3472,8 4581,1 AnnularLiq.

6 1 1 5315 80,97 82,58 82,7 82,83 85,33 3,82659 0,59 0,95 7 2821,3 4389,6 AnnularLiq.

1 1 1 0 78,4 93 95,12 97,25 114,51 3,96768 0,95 0,99 118,1 6845,3 8093,1 AnnularLiq.

2 1 1 1063 78,4 91,43 93,17 94,91 111,14 3,93946 0,88 0,98 96,6 5955,1 7419,2 AnnularLiq.

3 1 1 2126 78,4 89,66 90,98 92,3 106,93 3,91124 0,8 0,98 73,3 5012,1 6513,5 AnnularLiq.

4 1 1 3189 78,4 87,7 88,62 89,53 101,57 3,88303 0,73 0,97 51,1 4242,4 5494,7 AnnularLiq.

5 1 1 4252 78,4 85,07 85,6 86,12 94,59 3,85481 0,66 0,96 29,2 3451,6 4381,2 AnnularLiq.

6 1 1 5315 78,4 81,17 81,36 81,55 85,33 3,82659 0,59 0,95 10,5 2793,9 3801,3 AnnularLiq.

1 1 1 0 75,92 90,58 92,92 95,27 114,51 3,96768 0,95 0,99 130,4 6779,8 8898,8 AnnularLiq.

2 1 1 1063 75,92 89,1 91,03 92,96 111,14 3,93946 0,88 0,98 107,3 5901,7 8138,9 AnnularLiq.

3 1 1 2126 75,92 87,44 88,92 90,4 106,93 3,91124 0,8 0,98 82,2 4975,4 7137,1 AnnularLiq.

4 1 1 3189 75,92 85,67 86,72 87,76 101,57 3,88303 0,73 0,97 58,1 4209,3 5963,9 AnnularLiq.

5 1 1 4252 75,92 83,37 83,98 84,6 94,59 3,85481 0,66 0,96 34,2 3426,8 4595,8 AnnularLiq.

6 1 1 5315 75,92 79,89 80,13 80,38 85,33 3,82659 0,59 0,95 13,7 2773,2 3461,5 AnnularLiq.

1 1 1 0 73,55 87,58 90,19 92,79 114,51 3,96768 0,95 0,99 144,9 6674,6 10332 AnnularLiq.

2 1 1 1063 73,55 86,29 88,44 90,6 111,14 3,93946 0,88 0,98 119,9 5838,8 9415,1 AnnularLiq.

3 1 1 2126 73,55 84,9 86,56 88,22 106,93 3,91124 0,8 0,98 92,3 4932,2 8127 AnnularLiq.

4 1 1 3189 73,55 83,37 84,56 85,75 101,57 3,88303 0,73 0,97 66,1 4174,8 6729,2 AnnularLiq.

5 1 1 4252 73,55 81,42 82,14 82,86 94,59 3,85481 0,66 0,96 39,9 3402 5066,2 AnnularLiq.

6 1 1 5315 73,55 78,57 78,88 79,18 85,33 3,82659 0,59 0,95 16,9 2754,6 3368,6 AnnularLiq.

1 1 1 0 69,03 84,16 87,06 89,95 114,51 3,96768 0,95 0,99 160,8 6549,5 10623,2 AnnularLiq.

2 1 1 1063 69,03 83,41 85,78 88,15 111,14 3,93946 0,88 0,98 131,7 5730,4 9158,8 AnnularLiq.

3 1 1 2126 69,03 82,37 84,2 86,03 106,93 3,91124 0,8 0,98 101,6 4858 7610,2 AnnularLiq.

4 1 1 3189 69,03 81,19 82,51 83,83 101,57 3,88303 0,73 0,97 73,3 4127,7 6023 AnnularLiq.

Page 224: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

5 1 1 4252 69,03 79,56 80,38 81,19 94,59 3,85481 0,66 0,96 45,2 3373,8 4288,9 AnnularLiq.

6 1 1 5315 69,03 76,76 77,15 77,53 85,33 3,82659 0,59 0,95 21,3 2730,7 2752,8 AnnularLiq.

1 1 1 0 60,57 83,62 86,57 89,51 114,51 3,96768 0,95 0,99 163,5 6541,8 7092,6 AnnularLiq.

2 1 1 1063 60,57 82,75 85,18 87,6 111,14 3,93946 0,88 0,98 134,7 5722,3 6069,6 AnnularLiq.

3 1 1 2126 60,57 81,55 83,44 85,32 106,93 3,91124 0,8 0,98 104,7 4846,5 4991,9 AnnularLiq.

4 1 1 3189 60,57 79,94 81,34 82,73 101,57 3,88303 0,73 0,97 77,5 4112,2 3999,6 AnnularLiq.

5 1 1 4252 60,57 76,83 77,78 78,74 94,59 3,85481 0,66 0,96 53 3342,5 3257 AnnularLiq.

6 1 1 5315 60,57 71,19 71,81 72,43 85,33 3,82659 0,59 0,95 34,4 2667,9 3237,9 AnnularLiq.

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 114,51 113,46 111,14 109,84 108,44 105,29 103,51 99,45 97,13 94,59 88,71 85,33

Pressure bar 3,96768 3,95828 3,93946 3,93006 3,92065 3,90184 3,89243 3,87362 3,86421 3,85481 3,83599 3,82659

Vapor fraction 0,95 0,93 0,88 0,85 0,83 0,78 0,75 0,7 0,68 0,66 0,61 0,59

Liquid density kg/m³ 760,23 760,07 759,69 759,47 759,23 758,64 758,28 757,4 756,85 756,19 754,48 753,37

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,719 4,718 4,717 4,716 4,715 4,712 4,711 4,708 4,707 4,705 4,702 4,7

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,9634 0,9629 0,9618 0,9611 0,9604 0,9588 0,9578 0,9555 0,954 0,9524 0,948 0,9452

Liquid viscosity mPa s 0,3923 0,3929 0,3942 0,3949 0,3957 0,3974 0,3984 0,4006 0,4018 0,4031 0,4059 0,4073

Surface tension N/m 0,0501 0,0501 0,0501 0,0501 0,0502 0,0502 0,0502 0,0502 0,0502 0,0502 0,0502 0,0502

Latent heat kJ/kg 2213,9 2212,1 2205,1 2200,6 2195,3 2181,1 2171,7 2146,3 2129,1 2107,8 2048,8 2023,2

Vapor density kg/m³ 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,19 2,2 2,2 2,21 2,22 2,24 2,25

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,171 2,175 2,182 2,186 2,189 2,196 2,2 2,206 2,208 2,211 2,213 2,214

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0388 0,0388 0,0389 0,0389 0,0389 0,0389 0,0388 0,0387 0,0386 0,0384 0,038 0,0377

Vapor viscosity mPa s 0,0105 0,0105 0,0105 0,0105 0,0105 0,0104 0,0104 0,0104 0,0103 0,0103 0,0102 0,0101

Page 225: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 1

REGENERADOR I

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 0 1063 2126 3189 4252 5315

SS Temp °C 83,64 83,64 83,64 83,64 83,64 83,64

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 80,97 80,97 80,97 80,97 80,97 80,97

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 78,4 78,4 78,4 78,4 78,4 78,4

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 75,92 75,92 75,92 75,92 75,92 75,92

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 73,55 73,55 73,55 73,55 73,55 73,55

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 69,03 69,03 69,03 69,03 69,03 69,03

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

SS Temp °C 60,57 60,57 60,57 60,57 60,57 60,57

TS Temp °C 114,51 111,14 106,93 101,57 94,59 85,33

Distance Along Shell

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 226: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

297,98

155

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

Single segmentalCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

Regenerador 2

650 2700 BEM 1 1

90,2 m² 1 90,2 m²

30,0019 35,2961kg/s

0 0kg/s 6,9538 5,5416

30,0019 30,0019kg/s 28,3423 29,7545

kg/s 0

40,38 63°C 68 61,49

°C

kg/m³ 2,47 2,36

mPa s

17,07 17,06

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg 1599,3

9 4bar

1,81 25,41m/s

0,5 0,2388bar 0,26 0,24576

0 0m² K/W

kW3189,6 °C11,14

3175,7 3228,2 W/(m² K)3228,2

bar 6

160 170°C

1 1

3,18 3,18mm

203,2 - 355,6 -

152,4 - 355,6 -

- -

mm

2529,1 3715,6 kg1451,2

1190 806 kg/(m s²)3285

24,62

mm

mm

577 23,8119,05 1,65 2700mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm670

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Hor

V

20 581

1539,1

Avg

650

0 0

8,76121 3,75424

11

726,38 709,81 745,59 741,57

0,0097 0,00950,4059 0,329 0,4111 0,4105

2,205 2,1994,666 4,735 4,69 4,687

0,0357 0,03490,8754 0,7971 0,9249 0,9141

T1

S1

S2

T2

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 227: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

30,0019

0

35,2961

1,4122

N/m

0,8754 0,7971

0,4059 0,329

4,666 4,735

726,38 709,81

2,47 2,36

0,0097 0,0095

2,205 2,199

0,0357 0,0349

1599,3 1539,1

6,9538 5,54160 0

30,0019 30,0019 28,3423 29,7545

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

100932,5

0,6 0,6

60148,5 74217,67

2,16 1,95

40,38 63 68 61,49

9 8,76121 4 3,75424

0,24576

1,76 1,81 25,41 21,23

0 0

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

28216,9

8001,6

3228,2

3228,2

6695,4

0

0

0,00004

0,00012

0,00031

0,00031

0,00015

0

0

11,44

40,34

48,22

m² K/W

0,05926

0,00648

0,15121

0,00712

0,02824

2,57

59,93

2,82

23,49

11,19

81942,13

0,2 0,16

0,0497 0,0493

0,9249 0,9141

0,4111 0,4105

4,69 4,687

745,59 741,57

9659,62 10157,43

2,08 2,1

0 0

0 0kW

0 89,8

0 2213,1

11,14°C 11,14

0 0

0,00873

0,02573

0,13375

0,02323

0,02634

10,77

56,01

9,73

3,65

11,03

0,02102 8,8

m/s

25,41

1,28

1,76

1,23

2,27

32,1

26,85

17,61 17,61 17,74 17,71

17,07 17,06

0 886,7

3189,6 0

0 0

kg/(m s²)

1190

3650

12736

10652

3189,6kW

1,02 1,02

mm

mm

mm

1

1

1

1

1

577

30

2700

23,81

155

297,98

297,98

24,62

mm

mm

mm

V

1Hor650 12700 BEM

355,6

355,6

219,08

168,28

Single segmental

93,2

1

90,2

90,293,2 m²

mm

14

2611

15,75 19,05

Plain

mm

0,23880,5 0,26

None

Yes

No No

1,81

1,26

21,23

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 228: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - General

1,81

Euro(EU)20940Yes

No

1,02

bar 3,7542448,761219

kg/s

0,160,200

35,296130,0019

Single segmental

30

650

19,05

2700

29,754528,342330,001930,0019

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

5,54166,953800

61,49686340,38

6695,48001,6

00

25,41

0,245760,260,23880,5

3189,6

3228,2

11,14

BEM 1

Hor

1 1

1,02

577 1,65

23,81 mm

Plain

24,62No

90,2

W/(m² K) 3228,2

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 229: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

1,21

48,22 48,22

0

11,44 11,44

0

40,34 40,34

0,00015

0

0,00004

0

0,00012

m² K/W

6695,4

28216,9

8001,6

W/(m² K)

1,02 1,02

88,7 88,7m²

0,00031 0,00031m² K/W

W/(m² K) 3228,2 3228,2

90,2

0,00031

3175,7

47,43

0,81

11,25

0,81

39,69

m² K/W 0

0

0

0

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 230: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 231: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Coefficients

2,1

0,6

2,08

0,6

1,952,16

10157,43

81942,13

9659,62

100932,5

74217,6760148,5

8001,6 6695,4

8001,6

0

0

0

6695,4

0

W/(m² K)

8099,2

8099,2

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

0

66,3

0

11,19

11,14

11,14

1

36

°C

54,24

59,38

65,48 51,08

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

3189,6

27,8

69,38

2,81

0

886,7

2213,1

89,8

0

0

0

0

0

3189,6

3189,6

0

0

0

kWkW

0

100 0 0

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 232: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Pressure Drop

-0,006560

0,5

bar

m/s m/s

0,2388

0

0,2388

0,26

0,24576

0

0,25232

1,05

1,81

1,26

2,15

2,27

56,01

9,73

8,8

25,41

25,41

21,23

26,85

2,57

59,93

2,82

11,19

bar

0,13375

0,02323

0,02102

0,00648

0,15121

0,00712

0,02824

bar

1,28 0,00873 3,65 32,1 0,05926 23,49

0,92 10,770,02573

0,94 11,030,02634

1,76

21,23

1,23

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 233: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

726,381,28

kg/m³m/smm²

32275

8928

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

10652

7980

12736

3650

2356

3285

806

556

1190

12,7

4,76

0,79

mm

0

0,15

0,12

0,34

0,54

0,38

0

0,07

0,19

0,52

0,29

0,23

0

0,15

0,12

0,34

0,54

0,38

47221

88959

18639

23199

19648

39212

88959

112387

26,85

25,41

32,1

2,27

1,82

2,15

1,05

0,87

14,78

12,36

12,36

709,81

709,81

709,81

726,38

726,38

6669112387 21,23 14,79Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 234: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

4,43N/mm²

198827,5N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

1 811,97 Exact Solution 1,05

2 348,26 Exact Solution 1,05

4 811,97 Exact Solution 1,05

5 811,97 Exact Solution 1,05

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

1 No 0,03 0,05 0,08 0,04 0,04

2 No 0,06 0,11 0,19 0,04 0,1

4 No 0,02 0,04 0,08 0,04 0,04

5 No 0,03 0,06 0,11 0,04 0,05

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Page 235: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Inlet 1 No 297,98 0,07 0,03 0,07 0,04 811,97 1565,21 1,28 1 1190 0,8

Inlet 2 No 452,98 0,03 0,01 0,02 0 348,26 1565,21 0,41 0,29 119 0,46

Inlet 4 No 297,98 0,01 0,01 0,01 0 811,97 1565,21 0,39 0,29 109 0,46

Inlet 5 No 297,98 0,01 0,01 0,01 0 811,97 1565,21 0,37 0,29 99 0,46

Midspace 1 No 155 0,02 0,01 0,01 0,01 811,97 1574,21 0,74 0,29 395 0,46

Midspace 2 No 310 0,06 0,01 0,04 0,01 348,26 1574,21 0,81 0,29 474 0,46

Midspace 4 No 155 0,02 0,01 0,01 0,01 811,97 1574,21 0,78 0,29 432 0,46

Midspace 5 No 155 0,02 0,01 0,01 0,01 811,97 1574,21 0,74 0,29 395 0,46

Outlet 1 No 297,98 0,01 0,01 0,01 0 811,97 1583,37 0,38 0,29 102 0,46

Outlet 2 No 297,98 0,03 0,01 0,02 0 348,26 1583,37 0,41 0,29 122 0,46

Outlet 4 No 297,98 0,01 0,01 0,01 0 811,97 1583,37 0,4 0,29 111 0,46

Outlet 5 No 297,98 0,11 0,06 0,12 0,06 811,97 1583,37 2,15 1 3285 0,8

Page 236: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

4,43N/mm²

198827,5N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication No No No No

Unsupported span mm 452,98 310 155 452,98

Tube natural frequency, fn cycle/s 309,87 425,5 1701,98 310,96

Crossflow velocity m/s 1,05 0,73 0,73 2,15

Critical velocity m/s 6,45 7,99 19,94 6,52

Crossflow to critical velocity ratio 0,16 0,09 0,04 0,33

Estimated log decrement 0,01 0,01 0 0,01

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication No No No No

Turbulent buffeting indication No No No No

Tube natural frequency, fn cycle/s 309,87 425,5 1701,98 310,96

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 12,38 8,55 8,55 25,28

Vortex shedding amplitude mm 0 0 0 0

Vortex shedding amplitude limit mm 0 0 0 0

Turbulent buffetting amplitude mm 0 0 0 0

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication No No No No

Crossflow velocity m/s 1,05 0,73 0,73 2,15

Strouhal number 0,22 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 12,38 8,55 8,55 25,28

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 16,43 11,35 11,35 33,55

Condition A fa/fvs 0 0 0 0

Condition A fa/ftb 0 0 0 0

Condition B velocity m/s

Condition C velocity m/s

Condition C

Page 237: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Not Used

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 238: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Mechanical Details

mm

650

11

Hor

BEM

650

670 670

650

670

1

2700mm

577

Plain

19,05mm

23,81mm

30

155mm

Single segmental

14

297,98mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 1 1 1 1

Actual outside diameter mm 219,08 168,28 355,6 355,6

Inside diameter mm 202,72 154,05 336,55 336,55

Height under nozzle mm 61,02 34,15

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 2465 200

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 239: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

30

23,81

1,65

19,05

41,52

2700

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

51,1607

Carbon Steel

Plain

0

577

W/(m K)

15,75

2611

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 240: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Mechanical Details

4,76297,98

297,98

155

14

mmmm

mm

mm

V

Yes

Single segmental

16

7,5

342,5mm

342,5mm

mm

mm

0,79

4,76

mm

mm

19,13

24,62

25

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 241: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Frame1

mm

mm

No

637,3

3

None

mm

Exp.

3mm

3mm

34,15

mm

61,02

6,14

6,14

mm

0

90,2

0

0

mm 12,7

1

Ribbon (single band)

Horizontal

9,55mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

90,2

93,2

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 242: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

20940

Euro(EU)kg

14774

3329

2836

2529,1

3715,6

1451,2

583,7

246,7

247,6

20940Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 243: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Mechanical Details - Setting Plan

150

2 BoltsFixed

75

580145

150

2 BoltsSliding

75

580 145

4689 Overall

578 416 200 2265 651

416 540 1620

Pulling Length 1730

T1

S1

S2

T2

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 219 mm 8,2 mm 150 ANSI Slip on

S2 168 mm 7,1 mm 150 ANSI Slip on

T1 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

T2 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

2529 kg

Flooded

3716 kg

Bundle

1451 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 0,8581 0,6509

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 1

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 160, 170,

Design Pressure barg 11, 6,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

20 581

Design Codes

0

TEMA 0

Regenerador 2

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BEM 650 - 2700

Drawing Number

485

T1

485

485

S1

S2

522

485

T2

Views on arrow A

Page 244: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Mechanical Details - Tube Layout

281,33 mm

254,45 mm

Shell id =650, mmBEM: 577 tubes

Page 245: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

ShellNo.

ShellNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS voidfraction

SS HeatLoad

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K)

1 1 1 2710 40,38 52,23 53,12 8,99128 0 0 0 50,6 4270,8

2 1 1 2624 41,37 52,81 53,68 8,98498 0 0 138,7 48,9 4270,9

3 1 1 2537 42,36 49,9 51,08 8,97868 0 0 277,3 66,3 8777,2

4 1 1 2504 42,85 50,26 51,41 8,97553 0 0 346,7 65 8778,4

5 1 1 2472 43,35 50,62 51,75 8,97238 0 0 416,1 63,8 8779,6

6 1 1 2438 43,84 50,97 52,08 8,96946 0 0 485,4 62,6 8780,7

7 1 1 2404 44,33 51,33 52,42 8,96655 0 0 554,8 61,4 8781,9

8 1 1 2332 45,32 52,04 53,09 8,96072 0 0 693,3 59 8784,1

9 1 1 2261 46,31 52,75 53,75 8,95489 0 0 831,8 56,6 8786,2

10 1 1 2260 46,31 52,75 53,75 8,95488 0 0 832 56,6 8786,3

11 1 1 2260 46,31 52,75 53,76 8,95487 0 0 832,3 56,6 8786,3

12 1 1 2182 47,3 53,47 54,43 8,94903 0 0 970,8 54,2 8788,4

13 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 8,9432 0 0 1109,3 51,9 8790,6

14 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 8,94319 0 0 1109,4 51,8 8790,6

15 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 8,94319 0 0 1109,5 51,8 8790,6

16 1 1 2018 49,27 54,9 55,77 8,93678 0 0 1248,1 49,5 8792,6

17 1 1 1933 50,25 55,61 56,44 8,93037 0 0 1386,7 47,1 8794,6

18 1 1 1932 50,25 55,61 56,44 8,93037 0 0 1386,8 47,1 8794,6

19 1 1 1932 50,26 55,61 56,44 8,93036 0 0 1387 47,1 8794,6

20 1 1 1838 51,24 56,32 57,12 8,92326 0 0 1525,5 44,7 8796,6

21 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 8,91617 0 0 1664,1 42,4 8798,6

22 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 8,91616 0 0 1664,2 42,4 8798,6

23 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 8,91616 0 0 1664,2 42,3 8798,6

24 1 1 1637 53,21 57,75 58,46 8,90821 0 0 1802,9 40 8800,4

25 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 8,90026 0 0 1941,5 37,7 8802,3

26 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 8,90025 0 0 1941,6 37,6 8802,3

27 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 8,90025 0 0 1941,7 37,6 8802,3

28 1 1 1410 55,17 59,18 59,8 8,89124 0 0 2080,2 35,3 8804,1

29 1 1 1290 56,15 59,89 60,48 8,88223 0 0 2218,6 32,9 8805,9

30 1 1 1290 56,15 59,89 60,48 8,88222 0 0 2218,8 32,9 8805,9

31 1 1 1290 56,15 59,9 60,48 8,88221 0 0 2218,9 32,9 8805,9

32 1 1 1152 57,13 60,61 61,15 8,87179 0 0 2357,5 30,6 8807,7

33 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 8,86138 0 0 2496 28,3 8809,4

34 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 8,86138 0 0 2496,1 28,3 8809,4

35 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 8,86137 0 0 2496,2 28,3 8809,4

36 1 1 935 58,6 61,68 62,16 8,85549 0 0 2565,6 27,1 8810,3

37 1 1 856 59,09 62,04 62,5 8,8496 0 0 2635,1 26 8811,1

38 1 1 771 59,58 62,4 62,84 8,84284 0 0 2704,3 24,8 8812

39 1 1 686 60,07 62,76 63,17 8,83609 0 0 2773,5 23,7 8812,8

40 1 1 591 60,56 63,11 63,51 8,82931 0 0 2842,9 22,5 8813,6

41 1 1 497 61,05 63,47 63,85 8,82254 0 0 2912,3 21,3 8814,4

42 1 1 249 62,03 64,54 64,84 8,80238 0 0 3050,9 17,1 6826,7

43 1 1 0 63 65,21 65,48 8,78223 0 0 3189,6 15,1 6827,6

Page 246: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 40,38 43,35 46,31 48,28 50,26 52,22 54,19 56,15 58,11 59,09 61,05 63

Pressure bar 8,99128 8,97238 8,95487 8,94319 8,93036 8,91616 8,90025 8,88221 8,86138 8,8496 8,82254 8,78223

Vapor fraction 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Liquid density kg/m³ 726,38 724,3 722,19 720,78 719,35 717,91 716,46 715 713,53 712,79 711,3 709,81

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,666 4,674 4,682 4,687 4,693 4,699 4,705 4,711 4,718 4,721 4,728 4,735

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,8754 0,8648 0,8544 0,8475 0,8406 0,8338 0,827 0,8203 0,8136 0,8103 0,8037 0,7971

Liquid viscosity mPa s 0,4059 0,3945 0,3835 0,3764 0,3695 0,3628 0,3563 0,3499 0,3437 0,3407 0,3348 0,329

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³

Vapor specific heat kJ/(kg K)

Vapor thermal cond. W/(m K)

Vapor viscosity mPa s

Page 247: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

Calculation Details - Tube SidePointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS HeatLoad

TS Heatflux

TS FilmCoef.

TS Cond.Coef.

SS CleanCoef.

TS flowpattern

mm °C °C °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K) W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 2710 40,38 52,23 53,12 54,02 61,49 3,79205 0,16 0,89 -3189,6 -50,6 6775,8 21232 4270,8 AnnularLiq.

2 1 1 2624 41,37 52,81 53,68 54,55 61,77 3,7947 0,16 0,89 -3050,9 -48,9 6770,8 21382,6 4270,9 AnnularLiq.

3 1 1 2537 42,36 49,9 51,08 52,25 62,05 3,79736 0,16 0,89 -2912,3 -66,3 6765,9 21535,5 8777,2 AnnularLiq.

4 1 1 2504 42,85 50,26 51,41 52,57 62,18 3,79884 0,16 0,89 -2842,9 -65 6761,1 21610,2 8778,4 AnnularLiq.

5 1 1 2472 43,35 50,62 51,75 52,88 62,32 3,80032 0,16 0,89 -2773,5 -63,8 6756,3 21685,5 8779,6 AnnularLiq.

6 1 1 2438 43,84 50,97 52,08 53,19 62,46 3,80181 0,16 0,89 -2704,2 -62,6 6755,6 21760,5 8780,7 AnnularLiq.

7 1 1 2404 44,33 51,33 52,42 53,51 62,6 3,80329 0,16 0,89 -2634,9 -61,4 6755 21836 8781,9 AnnularLiq.

8 1 1 2332 45,32 52,04 53,09 54,13 62,88 3,8066 0,17 0,89 -2496,3 -59 6743,7 21983,8 8784,1 AnnularLiq.

9 1 1 2261 46,31 52,75 53,75 54,76 63,16 3,80992 0,17 0,9 -2357,8 -56,6 6732,4 22133,9 8786,2 AnnularLiq.

10 1 1 2260 46,31 52,75 53,75 54,76 63,16 3,80993 0,17 0,9 -2357,6 -56,6 6732,9 22134 8786,3 AnnularLiq.

11 1 1 2260 46,31 52,75 53,76 54,76 63,16 3,80993 0,17 0,9 -2357,4 -56,6 6733,5 22134 8786,3 AnnularLiq.

12 1 1 2182 47,3 53,47 54,43 55,39 63,44 3,81367 0,17 0,9 -2218,9 -54,2 6731,3 22281 8788,4 AnnularLiq.

13 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 56,02 63,72 3,81741 0,17 0,9 -2080,4 -51,9 6729,1 22429,9 8790,6 AnnularLiq.

14 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 56,02 63,72 3,81741 0,17 0,9 -2080,2 -51,8 6727,2 22430 8790,6 AnnularLiq.

15 1 1 2104 48,28 54,18 55,1 56,02 63,72 3,81741 0,17 0,9 -2080,1 -51,8 6725,3 22430 8790,6 AnnularLiq.

16 1 1 2018 49,27 54,9 55,77 56,65 64,01 3,82165 0,17 0,9 -1941,5 -49,5 6720,8 22575,6 8792,6 AnnularLiq.

17 1 1 1933 50,25 55,61 56,44 57,28 64,29 3,82589 0,17 0,9 -1802,9 -47,1 6716,2 22723,2 8794,6 AnnularLiq.

18 1 1 1932 50,25 55,61 56,44 57,28 64,29 3,8259 0,17 0,9 -1802,8 -47,1 6714,3 22723,3 8794,6 AnnularLiq.

19 1 1 1932 50,26 55,61 56,44 57,28 64,29 3,8259 0,17 0,9 -1802,6 -47,1 6712,4 22723,4 8794,6 AnnularLiq.

20 1 1 1838 51,24 56,32 57,12 57,91 64,57 3,83074 0,18 0,9 -1664,1 -44,7 6709,3 22867,7 8796,6 AnnularLiq.

21 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 58,54 64,86 3,83558 0,18 0,9 -1525,5 -42,4 6706,1 23013,9 8798,6 AnnularLiq.

22 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 58,54 64,86 3,83558 0,18 0,9 -1525,4 -42,4 6704,2 23013,8 8798,6 AnnularLiq.

23 1 1 1743 52,22 57,04 57,79 58,54 64,86 3,83559 0,18 0,9 -1525,4 -42,3 6702,3 23013,8 8798,6 AnnularLiq.

24 1 1 1637 53,21 57,75 58,46 59,17 65,14 3,84118 0,18 0,9 -1386,7 -40 6699,2 23156,7 8800,4 AnnularLiq.

25 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 59,8 65,42 3,84676 0,18 0,9 -1248,1 -37,7 6696,1 23301,5 8802,3 AnnularLiq.

26 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 59,8 65,42 3,84677 0,18 0,9 -1248 -37,6 6694 23301,5 8802,3 AnnularLiq.

27 1 1 1531 54,19 58,47 59,13 59,8 65,42 3,84677 0,18 0,9 -1247,9 -37,6 6691,8 23301,5 8802,3 AnnularLiq.

28 1 1 1410 55,17 59,18 59,8 60,43 65,71 3,85329 0,18 0,9 -1109,4 -35,3 6684,1 23442,6 8804,1 AnnularLiq.

29 1 1 1290 56,15 59,89 60,48 61,06 66 3,85981 0,19 0,9 -971 -32,9 6676,4 23585,5 8805,9 AnnularLiq.

30 1 1 1290 56,15 59,89 60,48 61,06 66 3,85982 0,19 0,9 -970,8 -32,9 6677,6 23585,5 8805,9 AnnularLiq.

31 1 1 1290 56,15 59,9 60,48 61,06 66 3,85983 0,19 0,9 -970,7 -32,9 6678,9 23585,6 8805,9 AnnularLiq.

32 1 1 1152 57,13 60,61 61,15 61,7 66,28 3,86757 0,19 0,9 -832,1 -30,6 6678,2 23725,1 8807,7 AnnularLiq.

33 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 62,33 66,57 3,87531 0,19 0,9 -693,6 -28,3 6677,6 23866,3 8809,4 AnnularLiq.

34 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 62,33 66,57 3,87531 0,19 0,9 -693,5 -28,3 6675,4 23866,3 8809,4 AnnularLiq.

35 1 1 1013 58,11 61,33 61,83 62,33 66,57 3,87532 0,19 0,9 -693,4 -28,3 6673,3 23866,3 8809,4 AnnularLiq.

36 1 1 935 58,6 61,68 62,16 62,64 66,71 3,88002 0,19 0,9 -624 -27,1 6671,1 23934,8 8810,3 AnnularLiq.

37 1 1 856 59,09 62,04 62,5 62,96 66,85 3,88473 0,19 0,9 -554,5 -26 6668,8 24003,7 8811,1 AnnularLiq.

38 1 1 771 59,58 62,4 62,84 63,28 67 3,88942 0,19 0,91 -485,3 -24,8 6668,4 24072,8 8812 AnnularLiq.

39 1 1 686 60,07 62,76 63,17 63,59 67,14 3,8941 0,19 0,91 -416,1 -23,7 6667,9 24142,4 8812,8 AnnularLiq.

Page 248: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Diseño Regenerador 2

Regenerador 2

40 1 1 591 60,56 63,11 63,51 63,91 67,29 3,9004 0,19 0,91 -346,7 -22,5 6664,6 24208,2 8813,6 AnnularLiq.

41 1 1 497 61,05 63,47 63,85 64,23 67,43 3,90669 0,19 0,91 -277,3 -21,3 6661,3 24274,4 8814,4 AnnularLiq.

42 1 1 249 62,03 64,54 64,84 65,14 67,72 3,91927 0,2 0,91 -138,7 -17,1 6659,4 24410,3 6826,7 AnnularLiq.

43 1 1 0 63 65,21 65,48 65,74 68 3,93184 0,2 0,91 0 -15,1 6657,4 24547,8 6827,6 AnnularLiq.

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 68 67,14 66,57 66 65,42 64,86 64,29 63,72 63,16 62,6 62,05 61,49

Pressure bar 3,93184 3,8941 3,8753 3,8598 3,84675 3,83556 3,82586 3,81738 3,80989 3,80326 3,79733 3,79202

Vapor fraction 0,2 0,19 0,19 0,19 0,18 0,18 0,17 0,17 0,17 0,16 0,16 0,16

Liquid density kg/m³ 745,59 745,09 744,76 744,42 744,08 743,73 743,38 743,03 742,67 742,31 741,94 741,57

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,69 4,69 4,689 4,689 4,689 4,689 4,688 4,688 4,688 4,687 4,687 4,687

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,9249 0,9236 0,9227 0,9218 0,9208 0,9199 0,919 0,918 0,917 0,9161 0,9151 0,9141

Liquid viscosity mPa s 0,4111 0,4111 0,4111 0,4111 0,411 0,411 0,4109 0,4109 0,4108 0,4107 0,4106 0,4105

Surface tension N/m 0,0497 0,0496 0,0496 0,0496 0,0495 0,0495 0,0495 0,0494 0,0494 0,0494 0,0493 0,0493

Latent heat kJ/kg 1599,3 1591,6 1585,7 1576,9 1574,1 1568,6 1563 1557,9 1549,7 1547,7 1542,6 1539,1

Vapor density kg/m³ 2,43 2,41 2,4 2,4 2,39 2,39 2,39 2,39 2,38 2,38 2,38 2,39

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,205 2,204 2,204 2,203 2,203 2,202 2,202 2,201 2,201 2,2 2,2 2,199

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0357 0,0356 0,0355 0,0355 0,0354 0,0353 0,0352 0,0352 0,0351 0,035 0,035 0,0349

Vapor viscosity mPa s 0,0097 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0096 0,0095 0,0095 0,0095 0,0095 0,0095

Page 249: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

REGENERADOR III

387 4500 BXM 1 1

44,2 m² 1 44,2 m²

Gas enriquecido Fluido de trabajo

2,9072 8,2014kg/s

2,9072 2,747kg/s 0 0

0 0,1603kg/s 8,2014 8,2014

kg/s 0

83,63 58,77°C 47,71 60

83,63°C

5,44 5,88kg/m³

mPa s

17,06 17,04

kJ/(kg K)

W/(m K)

2046,1kJ/kg

9 115bar

1,82 1,51m/s

0,26 0,02529bar 0,5 0,22453

0 0m² K/W

kW476,7 °C17,06

632,3 638,5 W/(m² K)638,5

bar 137

180 160°C

1 4

3,18 3,18mm

101,6 - 101,6 -

76,2 - 76,2 -

- -

mm

1994,5 2468,7 kg926,3

1439 26 kg/(m s²)13

mm

mm

170 23,8119,05 1,65 4500mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm406,4

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Hor

18 852 €

1682,3

Avg

387,35

0 0

8,97472 114,7755

11

711,53 688,1 665,36 655,01

0,0102 0,00950,3097 0,2906 0,2665 0,239

2,299 2,2814,785 4,754 4,701 4,76

0,0393 0,03590,7901 0,73 0,675 0,638

T1

T2 S1 S2

S3 S4

S5

S6

S7

S8

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 250: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

2,9072

0,1603

8,2014

0

N/m 0,0425 0,0396

0,7901 0,73

0,3097 0,2906

4,785 4,754

711,53 688,1

5,44 5,88

0,0102 0,0095

2,299 2,281

0,0393 0,0359

2046,1 1682,3

0 02,9072 2,747

0 0,1603 8,2014 8,2014

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

18359,13 18654,53

0,6 0,61

35,69

1,89

83,63 58,77 47,71 60

9 8,97472 115 114,7755

0,22453

1,82 1,58 1,49 1,51

1 0,94

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

28348

725,1

638,5

638,5

6593,9

0

0

0,00004

0,00138

0,00157

0,00157

0,00015

0

0

2,25

88,06

9,68

m² K/W

0,01082

0,01694

0,16864

0,01415

0,01399

7,55

75,11

6,3

4,82

6,23

0 0

0,675 0,638

0,2665 0,239

4,701 4,76

665,36 655,01

58537,66 65274,21

1,86 1,78

0 0

0 0kW

160,5 0

305,8 0

17,06°C 17,48

0 0

0,00933

0

0,00058

0

0

0

2,29

0

36,65

0

0,01554 61,06

m/s

1,49

16,26

1,82

24,9

1,85

2,94

17,67 17,52 17,41 17,41

17,06 17,04

10,4 0

0 476,7

0 0

kg/(m s²)

1439

3794

2283

5655

476,7kW

1,01 1,01

mm

mm

mm

4

4

1

1

4

170

30

4500

23,81

mm

mm

mm

1Hor387,35 14500 BXM

114,3

88,9

114,3

88,9

Unbaffled

45,8

1

44,2

44,245,8 m²

mm

0

4343

15,75 19,05

Plain

mm

0,025290,26 0,5

83,63

None

No

No No

1,58

1,51

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 251: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - General

1,82

Euro(EU)22616No

No

1,01

bar 114,77551158,974729

kg/s

000,941

8,20142,9072

Unbaffled

30

387

19,05

4500

8,20148,20140,16030

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

002,7472,9072

6047,7158,7783,63

83,63

6593,9725,1

00

1,51

0,224530,50,025290,26

476,7

638,5

17,06

BXM 4

Hor

1 1

1,01

170 1,65

23,81 mm

Plain

No

44,2

W/(m² K) 638,5

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 252: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

1,21

9,68 9,68

0

2,25 2,25

0

88,06 88,06

0,00015

0

0,00004

0

0,00138

m² K/W

6593,9

28348

725,1

W/(m² K)

1,01 1,01

43,8 43,8m²

0,00157 0,00157m² K/W

W/(m² K) 638,5 638,5

44,2

0,00158

632,3

9,59

0,49

2,23

0,49

87,21

m² K/W 0

0

0,00001

0,00001

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 253: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 254: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Coefficients

1,781,861,89

0,610,6

65274,2158537,6635,69

18654,5318359,13

725,1 6593,9

725,1

6593,9

W/(m² K)

7976,5

7976,5

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

27,616,56

17,06

17,48

1,03

10,9

°C

69,5

54,76

64,34 49,07

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

476,7

0

0

0

0

0

0

0

0

2,17

64,15

33,67

0

476,7

0

305,8

160,5

0

kWkW

10,4

0 476,7 100

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 255: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Pressure Drop

0-0,00016

0,26

bar

m/s m/s

0,02529

0

0,02544

0,5

0,22453

0

0,22453

2,19

1,58

1,44

24,9

2,29

0

61,06

1,49

1,49

1,51

2,94

7,55

75,11

6,3

6,23

bar

0,00058

0

0,01554

0,01694

0,16864

0,01415

0,01399

bar

16,26 0,00933 36,65 1,85 0,01082 4,82

00

00

1,82

1,51

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 256: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

5,4416,26

kg/m³m/smm²

8213

8928

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

5655

1475

2283

3794

645

13

26

426

1439

12,7

3,18

0,4

mm

0,01

0,04

0

0

0

0,7

0,01

0,04

0

0

0

0,7

0,01

0,04

0

0

0

0,7

15101

6655

4769

11566

81832

61149

4261

8278

2,94

1,49

1,85

24,9

10,27

1,44

2,19

8,85

655,01

665,36

665,36

6,12

6,12

6,12

5,44

5,44

14998278 1,51 655,01Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 257: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

40,24N/mm²

199451,5N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 48,71 Dominant Span 0,84 Mid-space

4 48,71 Dominant Span 0,84 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,02 0,04 0,08 0,02 0,06

4 No 0,02 0,03 0,05 0,02 0,04

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 No 1085,74 8,11 0,59 5,21 0,38 48,71 665,41 16,26 1 1439 0,46

Midspace 4 No 1085,74 0,71 0,05 0,46 0,03 48,71 665,41 1,43 1 13 0,46

Page 258: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

40,24N/mm²

199451,5N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication No No No

Unsupported span mm 1125 1125 1125

Tube natural frequency, fn cycle/s 35,72 35,72 35,71

Crossflow velocity m/s 2,18 2,21 1,43

Critical velocity m/s 5,68 5,68 5,51

Crossflow to critical velocity ratio 0,38 0,39 0,26

Estimated log decrement 0,02 0,02 0,02

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication No No No

Turbulent buffeting indication No No No

Tube natural frequency, fn cycle/s 35,72 35,72 35,71

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 25,68 26,03 16,78

Vortex shedding amplitude mm 0,13 0,13 0

Vortex shedding amplitude limit mm 0,38 0,38 0

Turbulent buffetting amplitude mm 0,02 0,01 0,01

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication No No No

Crossflow velocity m/s 2,18 2,21 1,43

Strouhal number 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s 506,09

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 25,68 26,03 16,78

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 34,07 34,54 22,27

Condition A fa/fvs 19,71 0 0

Condition A fa/ftb 14,85 0 0

Condition B velocity m/s 11,23

Condition C velocity m/s 43,06

Condition C 874,34

Page 259: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Not Used

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 260: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Mechanical Details

mm

387,35

11

Hor

BXM

387,35

406,4 443,35

387,35

443,35

4

4500mm

170

Plain

19,05mm

23,81mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 4 4 1 1

Actual outside diameter mm 114,3 88,9 114,3 88,9

Inside diameter mm 102,26 77,93 92,05 73,66

Height under nozzle mm 35,8 35,8

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 620 620

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 261: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

30

23,81

1,65

19,05

75,53

4500

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

51,3982

Carbon Steel

Plain

0

170

W/(m K)

15,75

4343

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 262: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Mechanical Details

4,76

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

14

0

mm

mm

mm

mm

0,4

3,18

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 263: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Frame1

mm

mm

No

374,65

15,88

15,88

3

None

mm

Exp.

3mm

3mm

35,8

mm

35,8

11,91

11,91

mm

3,53

44,2

0

0

mm 12,7

4

Mixed (H)

Horizontal

9,55mm

undefined

4

mm

mm

mm

mm

44,2

45,8

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 264: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

22616

Euro(EU)kg

17639

3585

1393

1994,5

2468,7

926,3

534,2

338,8

195,3

22616Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 265: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Mechanical Details - Setting Plan

150

2 BoltsFixed

75

352

88

150

2 BoltsSliding

75

352

88

5432 Overall

290 209 620 1085 1085 1085

209 900 2700

Pulling Length 4030

T1

T2 S1 S2

S3 S4

S5

S6

S7

S8

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S2 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S3 89 mm 5,5 mm 150 ANSI Slip on

S4 89 mm 5,5 mm 150 ANSI Slip on

S5 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S6 89 mm 5,5 mm 150 ANSI Slip on

S7 114 mm 6, mm 150 ANSI Slip on

S8 89 mm 5,5 mm 150 ANSI Slip on

T1 114 mm 11,1 mm 150 ANSI Slip on

T2 89 mm 7,6 mm 150 ANSI Slip on

Empty

1995 kg

Flooded

2469 kg

Bundle

926 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 0,5187 0,0973

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 4

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 180, 160,

Design Pressure barg 11, 137,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

22.616 €

Design Codes

0

TEMA 0

REGENERADOR III

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 387 - 4500

Drawing Number

372

372

T1

T2

353

353

S1

S3

390

Views on arrow A

Page 266: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Mechanical Details - Tube Layout

148,35 mm

148,35 mm

Shell id =387,35 mmBXM: 170 tubes

Page 267: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW/m² W/(m² K)

1 1 4 0 45 83,63 64,34 63,93 8,99068 1 23,4 1212

1 2 4 0 65 81,03 63,34 63,02 8,99063 0,99 18 1014,7

1 3 4 0 85 78,25 62,54 62,3 8,99057 0,98 13,7 871,1

1 4 4 0 104 75,27 61,88 61,7 8,99052 0,98 10,1 753,2

2 1 4 869 45 83,63 63,56 63,13 8,99068 1 24,3 1211,9

2 2 4 869 65 81,03 62,53 62,2 8,99063 0,99 18,7 1012,8

2 3 4 869 85 78,25 61,72 61,47 8,99057 0,98 14,4 873,1

2 4 4 869 104 75,27 61,04 60,85 8,99052 0,98 10,7 753,2

3 1 4 1737 45 83,63 62,78 62,33 8,99068 1 25,3 1211,8

3 2 4 1737 65 81,03 61,72 61,38 8,99063 0,99 19,6 1013,1

3 3 4 1737 85 78,25 60,91 60,64 8,99057 0,98 15,2 875,8

3 4 4 1737 104 75,27 60,2 60 8,99052 0,98 11,4 753,1

4 1 4 2606 45 83,63 62,08 61,61 8,99068 1 26,7 1238,5

4 2 4 2606 65 81,03 60,91 60,55 8,99063 0,99 20,4 1013

4 3 4 2606 85 78,25 60,08 59,8 8,99057 0,98 15,9 873,2

4 4 4 2606 104 75,27 59,35 59,14 8,99052 0,98 12 753

5 1 4 3474 45 83,63 61,3 60,82 8,99068 1 27,6 1237,8

5 2 4 3474 65 81,03 60,09 59,72 8,99063 0,99 21,1 1007,4

5 3 4 3474 85 78,25 59,26 58,96 8,99057 0,98 16,6 875,6

5 4 4 3474 104 75,27 58,51 58,29 8,99052 0,98 12,6 752,9

6 1 4 4343 45 83,63 60,52 60,02 8,99068 1 28,6 1237,5

6 2 4 4343 65 81,03 59,28 58,89 8,99063 0,99 21,9 1007,3

6 3 4 4343 85 78,25 58,42 58,12 8,99057 0,98 17,3 873

6 4 4 4343 104 75,27 57,72 57,49 8,99052 0,98 13,5 772,1

1 5 3 0 139 75,27 55,51 55,24 8,99052 0,98 15,2 769,1

1 6 3 0 176 71,93 54,86 54,65 8,99048 0,97 11,7 686,7

1 7 3 0 212 68,36 54,33 54,18 8,99043 0,96 8,9 633,9

1 8 3 0 249 64,56 53,9 53,78 8,99038 0,96 6,6 617,3

2 5 3 869 139 75,27 55,95 55,69 8,99052 0,98 14,9 769,2

2 6 3 869 176 71,93 55,31 55,11 8,99048 0,97 11,4 686,8

2 7 3 869 212 68,36 54,78 54,63 8,99043 0,96 8,6 634

2 8 3 869 249 64,56 54,35 54,24 8,99038 0,96 6,3 617,4

3 5 3 1737 139 75,27 56,39 56,14 8,99052 0,98 14,5 769,2

3 6 3 1737 176 71,93 55,76 55,56 8,99048 0,97 11,1 686,8

3 7 3 1737 212 68,36 55,24 55,09 8,99043 0,96 8,3 634

3 8 3 1737 249 64,56 54,81 54,7 8,99038 0,96 6 617,4

4 5 3 2606 139 75,27 56,85 56,59 8,99052 0,98 14,2 773

4 6 3 2606 176 71,93 56,2 56,01 8,99048 0,97 10,8 686,9

4 7 3 2606 212 68,36 55,69 55,55 8,99043 0,96 8 634,1

4 8 3 2606 249 64,56 55,26 55,16 8,99038 0,96 5,7 617,5

5 5 3 3474 139 75,27 57,29 57,04 8,99052 0,98 13,9 773,1

5 6 3 3474 176 71,93 56,66 56,47 8,99048 0,97 10,5 689,8

5 7 3 3474 212 68,36 56,14 56 8,99043 0,96 7,7 634,1

5 8 3 3474 249 64,56 55,72 55,62 8,99038 0,96 5,5 620,5

6 5 3 4343 139 75,27 57,74 57,5 8,99052 0,98 13,6 777,4

6 6 3 4343 176 71,93 57,1 56,92 8,99048 0,97 10,2 686,8

6 7 3 4343 212 68,36 56,59 56,46 8,99043 0,96 7,5 636,8

6 8 3 4343 249 64,56 56,16 56,07 8,99038 0,96 5,1 611,7

1 9 2 0 139 75,27 55,51 55,24 8,99052 0,98 15,2 769,1

1 10 2 0 176 71,43 54,79 54,59 8,99048 0,97 11,4 683

Page 268: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

1 11 2 0 212 67,29 54,19 54,05 8,99043 0,96 8,1 621,8

1 12 2 0 249 62,86 53,71 53,61 8,99039 0,95 5,6 608,1

2 9 2 869 139 75,27 55,01 54,73 8,99052 0,98 15,6 769,2

2 10 2 869 176 71,43 54,28 54,08 8,99048 0,97 11,7 682,9

2 11 2 869 212 67,29 53,69 53,54 8,99043 0,96 8,5 626,7

2 12 2 869 249 62,86 53,19 53,08 8,99039 0,95 5,9 605,1

3 9 2 1737 139 75,27 54,51 54,23 8,99052 0,98 16 772,9

3 10 2 1737 176 71,43 53,77 53,56 8,99048 0,97 12,1 682,9

3 11 2 1737 212 67,29 53,18 53,02 8,99043 0,96 8,9 629,7

3 12 2 1737 249 62,86 52,67 52,56 8,99039 0,95 6,2 605

4 9 2 2606 139 75,27 54,01 53,72 8,99052 0,98 16,4 772,8

4 10 2 2606 176 71,43 53,27 53,05 8,99048 0,97 12,5 685,8

4 11 2 2606 212 67,29 52,65 52,49 8,99043 0,96 9,2 626,9

4 12 2 2606 249 62,86 52,15 52,03 8,99039 0,95 6,5 605

5 9 2 3474 139 75,27 53,49 53,19 8,99052 0,98 16,8 769

5 10 2 3474 176 71,43 52,74 52,52 8,99048 0,97 12,8 683,3

5 11 2 3474 212 67,29 52,13 51,96 8,99043 0,96 9,5 626,8

5 12 2 3474 249 62,86 51,63 51,51 8,99039 0,95 6,8 605

6 9 2 4343 139 75,27 52,98 52,68 8,99052 0,98 17,1 769,2

6 10 2 4343 176 71,43 52,23 52 8,99048 0,97 13,1 683,2

6 11 2 4343 212 67,29 51,62 51,45 8,99043 0,96 9,9 629,6

6 12 2 4343 249 62,86 51,11 50,98 8,99039 0,95 7,1 605

1 13 1 0 284 63,71 49,31 49,16 8,99038 0,95 8,5 592,3

1 14 1 0 303 62,09 49,24 49,09 8,99034 0,95 8,1 632,2

1 15 1 0 323 60,44 49,15 49,02 8,9903 0,95 7,7 679,6

1 16 1 0 342 58,77 49,07 48,95 8,99025 0,94 7,3 749,3

2 13 1 869 284 63,71 49,68 49,54 8,99038 0,95 8,3 592,3

2 14 1 869 303 62,09 49,61 49,47 8,99034 0,95 7,9 632,6

2 15 1 869 323 60,44 49,52 49,39 8,9903 0,95 7,4 679,6

2 16 1 869 342 58,77 49,45 49,32 8,99025 0,94 7 756

3 13 1 1737 284 63,71 50,05 49,91 8,99038 0,95 8,1 592,3

3 14 1 1737 303 62,09 49,97 49,84 8,99034 0,95 7,7 632,7

3 15 1 1737 323 60,44 49,88 49,76 8,9903 0,95 7,2 679,6

3 16 1 1737 342 58,77 49,81 49,69 8,99025 0,94 6,8 756,1

4 13 1 2606 284 63,71 50,42 50,29 8,99038 0,95 7,9 592,4

4 14 1 2606 303 62,09 50,34 50,21 8,99034 0,95 7,4 632,7

4 15 1 2606 323 60,44 50,25 50,13 8,9903 0,95 6,9 679,7

4 16 1 2606 342 58,77 50,17 50,05 8,99025 0,94 6,5 755,7

5 13 1 3474 284 63,71 50,8 50,66 8,99038 0,95 7,7 592,4

5 14 1 3474 303 62,09 50,71 50,58 8,99034 0,95 7,2 633,4

5 15 1 3474 323 60,44 50,61 50,5 8,9903 0,95 6,7 679,7

5 16 1 3474 342 58,77 50,53 50,42 8,99025 0,94 6,2 755,8

6 13 1 4343 284 63,71 51,17 51,03 8,99038 0,95 7,4 592,5

6 14 1 4343 303 62,09 51,08 50,96 8,99034 0,95 7 633,2

6 15 1 4343 323 60,44 50,98 50,86 8,9903 0,95 6,4 679,8

6 16 1 4343 342 58,77 50,89 50,78 8,99025 0,94 6 755,8

Page 269: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 83,63 81,03 81,03 78,25 75,27 75,27 71,68 67,83 67,83 63,71 62,09 58,77

Pressure bar 8,99068 8,99063 8,99063 8,99057 8,99052 8,99052 8,99048 8,99043 8,99043 8,99038 8,99034 8,99025

Vapor fraction 1 0,99 0,99 0,98 0,98 0,98 0,97 0,96 0,96 0,95 0,95 0,94

Liquid density kg/m³ 709,77 709,77 707,75 705,41 705,41 702,31 698,62 698,62 694,19 692,29 688,1

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,782 4,782 4,778 4,775 4,775 4,77 4,765 4,765 4,76 4,758 4,754

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,7856 0,7856 0,7803 0,7742 0,7742 0,7662 0,7567 0,7567 0,7454 0,7405 0,73

Liquid viscosity mPa s 0,3087 0,3087 0,3075 0,3059 0,3059 0,3035 0,3005 0,3005 0,2965 0,2947 0,2906

Surface tension N/m 0,0423 0,0423 0,0421 0,0418 0,0418 0,0414 0,0409 0,0409 0,0404 0,0401 0,0396

Latent heat kJ/kg 2046,1 2027,3 2027,3 1999,6 1965,1 1965,1 1915,8 1852,7 1852,7 1774 1740,1 1682,3

Vapor density kg/m³ 5,44 5,48 5,48 5,52 5,58 5,58 5,64 5,71 5,71 5,79 5,82 5,89

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,299 2,297 2,297 2,295 2,293 2,293 2,29 2,287 2,287 2,284 2,283 2,281

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0393 0,039 0,039 0,0386 0,0382 0,0382 0,0377 0,0371 0,0371 0,0366 0,0363 0,0359

Vapor viscosity mPa s 0,0102 0,0102 0,0102 0,0101 0,01 0,01 0,0099 0,0098 0,0098 0,0097 0,0096 0,0095

Page 270: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

mm °C °C °C °C °C bar kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 0 63,71 49,31 49,16 49,01 47,71 114,986 0 0 -8,5 6556,6 592,3

2 1 1 869 63,71 49,68 49,54 49,39 48,12 114,9775 0 0 -8,3 6559 592,3

3 1 1 1737 63,71 50,05 49,91 49,77 48,54 114,9691 0 0 -8,1 6561,4 592,3

4 1 1 2606 63,71 50,42 50,29 50,15 48,95 114,9606 0 0 -7,9 6563,8 592,4

5 1 1 3474 63,71 50,8 50,66 50,53 49,36 114,9522 0 0 -7,7 6566,1 592,4

6 1 1 4343 63,71 51,17 51,03 50,9 49,77 114,9437 0 0 -7,4 6568,5 592,5

1 1 1 0 62,09 49,24 49,09 48,95 47,71 114,986 0 0 -8,1 6556,1 632,2

2 1 1 869 62,09 49,61 49,47 49,33 48,12 114,9775 0 0 -7,9 6558,4 632,6

3 1 1 1737 62,09 49,97 49,84 49,7 48,54 114,9691 0 0 -7,7 6560,8 632,7

4 1 1 2606 62,09 50,34 50,21 50,08 48,95 114,9606 0 0 -7,4 6563,1 632,7

5 1 1 3474 62,09 50,71 50,58 50,46 49,36 114,9522 0 0 -7,2 6565,5 633,4

6 1 1 4343 62,09 51,08 50,96 50,83 49,77 114,9437 0 0 -7 6567,8 633,2

1 1 1 0 60,44 49,15 49,02 48,88 47,71 114,986 0 0 -7,7 6555,6 679,6

2 1 1 869 60,44 49,52 49,39 49,26 48,12 114,9775 0 0 -7,4 6557,9 679,6

3 1 1 1737 60,44 49,88 49,76 49,63 48,54 114,9691 0 0 -7,2 6560,3 679,6

4 1 1 2606 60,44 50,25 50,13 50 48,95 114,9606 0 0 -6,9 6562,6 679,7

5 1 1 3474 60,44 50,61 50,5 50,38 49,36 114,9522 0 0 -6,7 6564,9 679,7

6 1 1 4343 60,44 50,98 50,86 50,75 49,77 114,9437 0 0 -6,4 6567,3 679,8

1 1 1 0 58,77 49,07 48,95 48,82 47,71 114,986 0 0 -7,3 6555,2 749,3

2 1 1 869 58,77 49,45 49,32 49,2 48,12 114,9775 0 0 -7 6557,6 756

3 1 1 1737 58,77 49,81 49,69 49,57 48,54 114,9691 0 0 -6,8 6559,9 756,1

4 1 1 2606 58,77 50,17 50,05 49,94 48,95 114,9606 0 0 -6,5 6562,2 755,7

5 1 1 3474 58,77 50,53 50,42 50,31 49,36 114,9522 0 0 -6,2 6564,5 755,8

6 1 1 4343 58,77 50,89 50,78 50,68 49,77 114,9437 0 0 -6 6566,8 755,8

6 1 2 4343 75,27 52,98 52,68 52,38 49,77 114,9354 0 0 -17,1 6577,5 769,2

5 1 2 3474 75,27 53,49 53,19 52,9 50,35 114,9269 0 0 -16,8 6580,8 769

4 1 2 2606 75,27 54,01 53,72 53,43 50,93 114,9185 0 0 -16,4 6584,2 772,8

3 1 2 1737 75,27 54,51 54,23 53,95 51,51 114,91 0 0 -16 6587,4 772,9

2 1 2 869 75,27 55,01 54,73 54,46 52,09 114,9016 0 0 -15,6 6590,3 769,2

1 1 2 0 75,27 55,51 55,24 54,97 52,67 114,8932 0 0 -15,2 6593,5 769,1

6 1 2 4343 71,43 52,23 52 51,77 49,77 114,9354 0 0 -13,1 6573,9 683,2

5 1 2 3474 71,43 52,74 52,52 52,29 50,35 114,9269 0 0 -12,8 6577,2 683,3

4 1 2 2606 71,43 53,27 53,05 52,83 50,93 114,9185 0 0 -12,5 6580,4 685,8

3 1 2 1737 71,43 53,77 53,56 53,34 51,51 114,91 0 0 -12,1 6583,6 682,9

2 1 2 869 71,43 54,28 54,08 53,87 52,09 114,9016 0 0 -11,7 6586,9 682,9

1 1 2 0 71,43 54,79 54,59 54,39 52,67 114,8932 0 0 -11,4 6590,1 683

6 1 2 4343 67,29 51,62 51,45 51,27 49,77 114,9354 0 0 -9,9 6570,7 629,6

5 1 2 3474 67,29 52,13 51,96 51,8 50,35 114,9269 0 0 -9,5 6573,9 626,8

4 1 2 2606 67,29 52,65 52,49 52,33 50,93 114,9185 0 0 -9,2 6577,2 626,9

3 1 2 1737 67,29 53,18 53,02 52,86 51,51 114,91 0 0 -8,9 6580,6 629,7

2 1 2 869 67,29 53,69 53,54 53,38 52,09 114,9016 0 0 -8,5 6583,7 626,7

1 1 2 0 67,29 54,19 54,05 53,91 52,67 114,8932 0 0 -8,1 6587 621,8

6 1 2 4343 62,86 51,11 50,98 50,85 49,77 114,9354 0 0 -7,1 6568 605

5 1 2 3474 62,86 51,63 51,51 51,39 50,35 114,9269 0 0 -6,8 6571,3 605

4 1 2 2606 62,86 52,15 52,03 51,92 50,93 114,9185 0 0 -6,5 6574,6 605

3 1 2 1737 62,86 52,67 52,56 52,45 51,51 114,91 0 0 -6,2 6577,9 605

2 1 2 869 62,86 53,19 53,08 52,98 52,09 114,9016 0 0 -5,9 6581,2 605,1

1 1 2 0 62,86 53,71 53,61 53,51 52,67 114,8932 0 0 -5,6 6584,4 608,1

1 1 3 0 75,27 55,51 55,24 54,97 52,67 114,8848 0 0 -15,2 6593,5 769,1

2 1 3 869 75,27 55,95 55,69 55,43 53,18 114,8764 0 0 -14,9 6596,3 769,2

3 1 3 1737 75,27 56,39 56,14 55,88 53,68 114,8679 0 0 -14,5 6599,1 769,2

4 1 3 2606 75,27 56,85 56,59 56,34 54,19 114,8595 0 0 -14,2 6602 773

5 1 3 3474 75,27 57,29 57,04 56,8 54,69 114,8511 0 0 -13,9 6604,8 773,1

6 1 3 4343 75,27 57,74 57,5 57,26 55,2 114,8427 0 0 -13,6 6607,5 777,4

Page 271: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

1 1 3 0 71,93 54,86 54,65 54,45 52,67 114,8848 0 0 -11,7 6590,4 686,7

2 1 3 869 71,93 55,31 55,11 54,91 53,18 114,8764 0 0 -11,4 6593,2 686,8

3 1 3 1737 71,93 55,76 55,56 55,36 53,68 114,8679 0 0 -11,1 6596 686,8

4 1 3 2606 71,93 56,2 56,01 55,82 54,19 114,8595 0 0 -10,8 6598,8 686,9

5 1 3 3474 71,93 56,66 56,47 56,29 54,69 114,8511 0 0 -10,5 6601,6 689,8

6 1 3 4343 71,93 57,1 56,92 56,74 55,2 114,8427 0 0 -10,2 6604,3 686,8

1 1 3 0 68,36 54,33 54,18 54,02 52,67 114,8848 0 0 -8,9 6587,7 633,9

2 1 3 869 68,36 54,78 54,63 54,48 53,18 114,8764 0 0 -8,6 6590,5 634

3 1 3 1737 68,36 55,24 55,09 54,94 53,68 114,8679 0 0 -8,3 6593,3 634

4 1 3 2606 68,36 55,69 55,55 55,4 54,19 114,8595 0 0 -8 6596,1 634,1

5 1 3 3474 68,36 56,14 56 55,87 54,69 114,8511 0 0 -7,7 6598,9 634,1

6 1 3 4343 68,36 56,59 56,46 56,33 55,2 114,8427 0 0 -7,5 6601,7 636,8

1 1 3 0 64,56 53,9 53,78 53,67 52,67 114,8848 0 0 -6,6 6585,4 617,3

2 1 3 869 64,56 54,35 54,24 54,13 53,18 114,8764 0 0 -6,3 6588,2 617,4

3 1 3 1737 64,56 54,81 54,7 54,59 53,68 114,8679 0 0 -6 6591,1 617,4

4 1 3 2606 64,56 55,26 55,16 55,06 54,19 114,8595 0 0 -5,7 6593,9 617,5

5 1 3 3474 64,56 55,72 55,62 55,52 54,69 114,8511 0 0 -5,5 6596,7 620,5

6 1 3 4343 64,56 56,16 56,07 55,97 55,2 114,8427 0 0 -5,1 6599,4 611,7

6 1 4 4343 83,63 60,52 60,02 59,51 55,2 114,8343 0 0 -28,6 6621,6 1237,5

5 1 4 3474 83,63 61,3 60,82 60,33 56,16 114,8258 0 0 -27,6 6626,7 1237,8

4 1 4 2606 83,63 62,08 61,61 61,14 57,12 114,8174 0 0 -26,7 6631,5 1238,5

3 1 4 1737 83,63 62,78 62,33 61,89 58,08 114,809 0 0 -25,3 6635,9 1211,8

2 1 4 869 83,63 63,56 63,13 62,7 59,04 114,8006 0 0 -24,3 6640,8 1211,9

1 1 4 0 83,63 64,34 63,93 63,52 60 114,7922 0 0 -23,4 6645,6 1212

6 1 4 4343 81,03 59,28 58,89 58,51 55,2 114,8343 0 0 -21,9 6615,9 1007,3

5 1 4 3474 81,03 60,09 59,72 59,34 56,16 114,8258 0 0 -21,1 6620,9 1007,4

4 1 4 2606 81,03 60,91 60,55 60,2 57,12 114,8174 0 0 -20,4 6625,9 1013

3 1 4 1737 81,03 61,72 61,38 61,03 58,08 114,809 0 0 -19,6 6630,8 1013,1

2 1 4 869 81,03 62,53 62,2 61,86 59,04 114,8006 0 0 -18,7 6635,8 1012,8

1 1 4 0 81,03 63,34 63,02 62,7 60 114,7922 0 0 -18 6640,8 1014,7

6 1 4 4343 78,25 58,42 58,12 57,81 55,2 114,8343 0 0 -17,3 6611,4 873

5 1 4 3474 78,25 59,26 58,96 58,67 56,16 114,8258 0 0 -16,6 6616,5 875,6

4 1 4 2606 78,25 60,08 59,8 59,52 57,12 114,8174 0 0 -15,9 6621,6 873,2

3 1 4 1737 78,25 60,91 60,64 60,37 58,08 114,809 0 0 -15,2 6626,7 875,8

2 1 4 869 78,25 61,72 61,47 61,22 59,04 114,8006 0 0 -14,4 6631,7 873,1

1 1 4 0 78,25 62,54 62,3 62,06 60 114,7922 0 0 -13,7 6636,7 871,1

6 1 4 4343 75,27 57,72 57,49 57,25 55,2 114,8343 0 0 -13,5 6607,7 772,1

5 1 4 3474 75,27 58,51 58,29 58,07 56,16 114,8258 0 0 -12,6 6613,3 752,9

4 1 4 2606 75,27 59,35 59,14 58,93 57,12 114,8174 0 0 -12 6618,5 753

3 1 4 1737 75,27 60,2 60 59,8 58,08 114,809 0 0 -11,4 6623,6 753,1

2 1 4 869 75,27 61,04 60,85 60,66 59,04 114,8006 0 0 -10,7 6628,7 753,2

1 1 4 0 75,27 61,88 61,7 61,52 60 114,7922 0 0 -10,1 6633,8 753,2

Page 272: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 47,71 48,95 49,77 50,93 52,09 53,18 54,19 55,2 57,12 58,08 59,04 60

Pressure bar 114,986 114,9606 114,9437 114,9185 114,9016 114,8764 114,8595 114,8427 114,8174 114,809 114,8006 114,7922

Vapor fraction 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Liquid density kg/m³ 665,36 664,35 663,67 662,71 661,75 660,84 659,99 659,13 657,49 656,67 655,84 655,01

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,701 4,706 4,71 4,715 4,721 4,726 4,731 4,735 4,745 4,75 4,755 4,76

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,675 0,6712 0,6687 0,6651 0,6616 0,6583 0,6553 0,6523 0,6465 0,6437 0,6408 0,638

Liquid viscosity mPa s 0,2665 0,2636 0,2616 0,2589 0,2563 0,2538 0,2515 0,2493 0,2451 0,2431 0,241 0,239

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³

Vapor specific heat kJ/(kg K)

Vapor thermal cond. W/(m K)

Vapor viscosity mPa s

Page 273: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Regenerador 3

REGENERADOR III

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 0 869 1737 2606 3474 4343

SS Temp °C 83,63 83,63 83,63 83,63 83,63 83,63

TS Temp °C 60 59,04 58,08 57,12 56,16 55,2

SS Temp °C 81,03 81,03 81,03 81,03 81,03 81,03

TS Temp °C 60 59,04 58,08 57,12 56,16 55,2

SS Temp °C 78,25 78,25 78,25 78,25 78,25 78,25

TS Temp °C 60 59,04 58,08 57,12 56,16 55,2

SS Temp °C 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27

TS Temp °C 60 59,04 58,08 57,12 56,16 55,2

SS Temp °C 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27

TS Temp °C 52,67 53,18 53,68 54,19 54,69 55,2

SS Temp °C 71,93 71,93 71,93 71,93 71,93 71,93

TS Temp °C 52,67 53,18 53,68 54,19 54,69 55,2

SS Temp °C 68,36 68,36 68,36 68,36 68,36 68,36

TS Temp °C 52,67 53,18 53,68 54,19 54,69 55,2

SS Temp °C 64,56 64,56 64,56 64,56 64,56 64,56

TS Temp °C 52,67 53,18 53,68 54,19 54,69 55,2

SS Temp °C 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27 75,27

TS Temp °C 52,67 52,09 51,51 50,93 50,35 49,77

SS Temp °C 71,43 71,43 71,43 71,43 71,43 71,43

TS Temp °C 52,67 52,09 51,51 50,93 50,35 49,77

SS Temp °C 67,29 67,29 67,29 67,29 67,29 67,29

TS Temp °C 52,67 52,09 51,51 50,93 50,35 49,77

SS Temp °C 62,86 62,86 62,86 62,86 62,86 62,86

TS Temp °C 52,67 52,09 51,51 50,93 50,35 49,77

SS Temp °C 63,71 63,71 63,71 63,71 63,71 63,71

TS Temp °C 47,71 48,12 48,54 48,95 49,36 49,77

SS Temp °C 62,09 62,09 62,09 62,09 62,09 62,09

TS Temp °C 47,71 48,12 48,54 48,95 49,36 49,77

SS Temp °C 60,44 60,44 60,44 60,44 60,44 60,44

TS Temp °C 47,71 48,12 48,54 48,95 49,36 49,77

SS Temp °C 58,77 58,77 58,77 58,77 58,77 58,77

TS Temp °C 47,71 48,12 48,54 48,95 49,36 49,77

Distance Along Shell

Row 16

Row 15

Row 14

Row 13

Row 12

Row 11

Row 10

Row 9

Row 8

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 274: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

787,98

655

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

Single segmentalCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

CONDENSADOR LP

825 4950 BEM 1 1

257,7 m² 1 257,7 m²

35,2941 200kg/s

5,535 0kg/s 0 0

29,7591 35,2941kg/s 200 200

kg/s 0

61,48 42,38°C 30,01 42,37

42,38°C

2,52 2,55kg/m³

mPa s

17,06 17,75

kJ/(kg K)

W/(m K)

1534kJ/kg

4 3bar

18,48 1,38m/s

0,26 0,18758bar 0,5 0,10238

0 0m² K/W

kW11141 °C14,94

2894,2 2770,8 W/(m² K)2770,8

bar 5

160 160°C

1 1

3,18 3,18mm

457,2 - 457,2 -

203,2 - 355,6 -

- -

mm

5889,5 8932,7 kg3652,2

3580 4110 kg/(m s²)316

45

mm

mm

887 23,8119,05 1,65 4950mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm849

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Ver

V

34 627€

1426,6

Avg

825

0 0

3,81242 2,89762

6

741,56 724,9 845,48 838,34

0,0095 0,00890,4105 0,3978 1,0911 0,9445

2,199 2,1784,687 4,673 4,507 4,508

0,0349 0,03230,914 0,8679 1,4131 1,3683

T1

S1

S2

T2

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 275: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

35,2941

5,535

200

0

N/m 0,0493 0,0474

0,914 0,8679

0,4105 0,3978

4,687 4,673

741,56 724,9

2,52 2,55

0,0095 0,0089

2,199 2,178

0,0349 0,0323

1534 1426,6

0 05,535 0

29,7591 35,2941 200 200

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

60002,15

0,6

7447,58 9114,51

2,1 2,14

61,48 42,38 30,01 42,37

4 3,81242 3 2,89762

0,10238

12,16 0,26 1,37 1,38

0,16 0

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

28550,4

5494,9

2770,8

2770,8

6949,9

0

0

0,00004

0,00018

0,00036

0,00036

0,00014

0

0

9,71

50,43

39,87

m² K/W

0,00993

0,00386

0,06785

0,00568

0,01505

3,77

66,27

5,54

9,7

14,7

0 0

1,4131 1,3683

1,0911 0,9445

4,507 4,508

845,48 838,34

16708,09 19300,64

3,48 3,11

0 0

0 0kW

125,9 0

8129,5 0

14,94°C 14,94

0 0

0,02795

0,05323

0,07498

0,01751

0,00936

27,6

38,87

9,08

14,49

4,85

0,00986 5,11

m/s

1,37

15,07

12,16

18,48

1,51

1,59

2,68

17,71 17,61 18,02 18,02

17,06 17,75

2885,5 0

0,1 11141

0 0

kg/(m s²)

3580

1650

2143

6029

11141kW

0,96 0,96

mm

mm

mm

1

1

1

1

1

887

30

4950

23,81

655

787,98

787,98

45

mm

mm

mm

V

1Ver825 14950 BEM

457,2

355,6

457,2

219,08

Single segmental

262,8

1

257,7

257,7262,8 m²

mm

6

4854

15,75 19,05

Plain

mm

0,187580,26 0,5

42,38

None

Yes

Yes Yes

0,26

0,4

1,38

Rating / Checking

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 276: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - General

18,48

Euro(EU)34627Yes

Yes

0,96

bar 2,8976233,812424

kg/s

0000,16

20035,2941

Single segmental

30

825

19,05

4950

20020035,294129,7591

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

0005,535

42,3730,0142,3861,48

42,38

6949,95494,9

00

1,38

0,102380,50,187580,26

11141

2770,8

14,94

BEM 1

Ver

1 1

0,96

887 1,65

23,81 mm

Plain

45Yes

257,7

W/(m² K) 2770,8

Rating / Checking

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 277: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

1,21

39,87 39,87

0

9,71 9,71

0

50,43 50,43

0,00014

0

0,00004

0

0,00018

m² K/W

6949,9

28550,4

5494,9

W/(m² K)

0,96 0,96

269,1 269,1m²

0,00036 0,00036m² K/W

W/(m² K) 2770,8 2770,8

257,7

0,00035

m² K/W 0

0

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 278: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 279: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Coefficients

3,113,482,142,1

0,6

19300,6416708,099114,517447,58

60002,15

5494,9 6949,9

0

5494,9

0

6949,9

0

0

W/(m² K)

8407,1

8407,1

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

0

58

0

15,49

14,94

14,94

0,96

41,4

°C

50,49

42,32

51,04 35,43

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

11141

0

0

0

0

0

0

0

0

25,9

72,97

1,13

0

11141

0,1

8129,5

125,9

0

kWkW

2885,5

0 11141 100

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 280: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Pressure Drop

0-0,00531

0,26

bar

m/s m/s

0,18758

0

0,19289

0,5

0,10238

0

0,10238

16,15

0,26

0,4

0,66

1,51

38,87

9,08

5,11

1,37

1,37

1,38

2,68

3,77

66,27

5,54

14,7

bar

0,07498

0,01751

0,00986

0,00386

0,06785

0,00568

0,01505

bar

15,07 0,02795 14,49 1,59 0,00993 9,7

10,11 27,60,05323

0,22 4,850,00936

12,16

1,38

18,48

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 281: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

15,7615,07

kg/m³m/smm²

148582

8928

5953

5953

5953

744

kg/(m s²)kg/(m s²)

6029

1585

2143

1650

1167

316

4110

2010

3580

12,7

4,76

0,4

mm

0

0,65

0,04

0,04

0,92

0,28

0

0,59

0,07

0,09

0,84

0,25

0

0,65

0,04

0,04

0,92

0,28

198294

148582

32275

38376

73706

139161

88959

172768

2,68

1,37

1,59

1,51

1,27

0,66

16,15

11,29

838,34

845,48

845,48

724,9

724,9

724,9

15,76

15,76

1598172768 1,38 838,34Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 282: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

3,83N/mm²

200463,2N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

1 96,43 Exact Solution 1,05

2 28,37 Exact Solution 1,05

4 96,43 Exact Solution 1,05

5 96,43 Exact Solution 1,05

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

1 No 0,28 0,51 0,88 0,06 0,36

2 Yes 1,15 * 2,1 * 3,64 * 0,05 1,68 *

4 No 0,3 0,55 0,94 0,06 0,39

5 No 0,29 0,53 0,92 0,06 0,38

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Page 283: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Inlet 1 No 787,98 6,98 5,22 7,53 5,63 96,43 128,99 16,09 1 4082 0,8

Inlet 2 No 1442,98 16,49 3,63 10,59 2,33 28,37 128,99 19,27 0,84 5851 0,46

Inlet 4 No 787,98 4,85 3,63 3,12 2,33 96,43 128,99 19,27 0,84 5851 0,46

Inlet 5 No 787,98 4,67 3,49 3 2,24 96,43 128,99 18,55 0,84 5425 0,46

Midspace 1 No 655 0,24 0,26 0,16 0,16 96,43 91,85 0,97 0,84 347 0,46

Midspace 2 Yes 1310 0,86 * 0,27 0,55 0,17 0,83 0,38 28,37 91,85 1,01 0,84 375 0,46

Midspace 4 No 655 0,25 0,27 0,16 0,17 96,43 91,85 1,01 0,84 375 0,46

Midspace 5 No 655 0,24 0,26 0,16 0,16 96,43 91,85 0,97 0,84 347 0,46

Outlet 1 No 787,98 0,1 0,01 0,07 0,01 96,43 1234,45 0,4 0,84 118 0,46

Outlet 2 No 787,98 0,36 0,01 0,23 0,01 28,37 1234,45 0,42 0,84 127 0,46

Outlet 4 No 787,98 0,11 0,01 0,07 0,01 96,43 1234,45 0,42 0,84 127 0,46

Outlet 5 No 787,98 0,29 0,02 0,31 0,02 96,43 1234,45 0,66 1 316 0,8

Page 284: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

3,83N/mm²

200463,2N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication Yes Yes Possible No

Unsupported span mm 1442,98 1310 655 1442,98

Tube natural frequency, fn cycle/s 33,06 25,67 102,65 28,5

Crossflow velocity m/s 16,09 12,07 12,07 0,66

Critical velocity m/s 4,65 3,13 13,97 1,34

Crossflow to critical velocity ratio 3,46 * 3,86 * 0,86 * 0,49

Estimated log decrement 0,04 0,05 0,07 0,11

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication Yes Yes Yes No

Turbulent buffeting indication Yes Yes No No

Tube natural frequency, fn cycle/s 33,06 25,67 102,65 28,5

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 189,15 141,83 141,83 7,76

Vortex shedding amplitude mm 10,13 * 12,58 * 0,63 * 0

Vortex shedding amplitude limit mm 0,38 0,38 0,38 0

Turbulent buffetting amplitude mm 2,12 * 1,51 * 0 0,09

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication No No No No

Crossflow velocity m/s 16,09 12,07 12,07 0,66

Strouhal number 0,22 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 189,15 141,83 141,83 7,76

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 250,98 188,19 188,19 10,3

Condition A fa/fvs 0 0 0 0

Condition A fa/ftb 0 0 0 0

Condition B velocity m/s

Condition C velocity m/s

Condition C

Page 285: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Forced convection

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 286: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Mechanical Details

mm

825

11

Ver

BEM

825

849 849

825

849

1

4950mm

887

Plain

19,05mm

23,81mm

30

655mm

Single segmental

6

787,98mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 1 1 1 1

Actual outside diameter mm 457,2 219,08 457,2 355,6

Inside diameter mm 434,95 202,72 434,95 336,55

Height under nozzle mm 141,47 45,35

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 4595 230

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 287: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

30

23,81

1,65

19,05

46,52

4950

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

51,7653

Carbon Steel

Plain

0

887

W/(m K)

15,75

4854

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 288: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Mechanical Details

12,7787,98

787,98

655

6

mmmm

mm

mm

V

Yes

Single segmental

4

17,5

837,5mm

834,5mm

mm

mm

0,4

4,76

mm

mm

43,65

45

45

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 289: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Frame1

mm

mm

No

812,3

1

None

mm

Exp.

3mm

0mm

141,47

mm

45,35

11,15

11,15

mm

0

257,7

0

0

mm 12,7

1

Ribbon (single band)

Horizontal

12,7mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

257,7

262,8

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 290: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

34627

Euro(EU)kg

20743

5892

7992

5889,5

8932,7

3652,2

1459,3

421,9

356

34627Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 291: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Mechanical Details - Setting Plan

362

7244 Overall

725

523

230

4365

776

523

1485

Pulling Length

3730

T1

S1

S2

T2

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 457 mm 11,1 mm 150 ANSI Slip on

S2 219 mm 8,2 mm 150 ANSI Slip on

T1 457 mm 11,1 mm 150 ANSI Slip on

T2 356 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

5889 kg

Flooded

8933 kg

Bundle

3652 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 2,6087 1,1863

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 1

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 160, 160,

Design Pressure barg 6, 5,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

34 627€

Design Codes

0

TEMA 0

CONDENSADOR LP

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BEM 825 - 4950

Drawing Number

575

T1

575

575

S1

S2

680

575

T2

Views on arrow A

Page 292: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Mechanical Details - Tube Layout

261,5 m

m357,62 m

m

Shell id =825, mmBEM: 887 tubes

Page 293: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Calculation Details - Shell Side

Point

No.

Shell

No.

Shell

No.

Distance

End

SS Bulk

Temp.

SS Fouling

Temp

Tube Metal

Temp

SS

Pressure

SS Vapor

fraction

SS void

fraction

SS Heat

Load

SS Heat

flux

SS Film

Coef.

SS Cond.

Coef.

mm °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 4933 61,48 50,3 49,51 3,97205 0,16 0,89 0 -45 4026,1 6596,6

2 1 1 4833 61 49,92 49,15 3,9664 0,15 0,89 -242,3 -44,4 4010,1 6498,7

3 1 1 4733 60,52 52,06 51,04 3,96075 0,15 0,89 -484,6 -58 6858,3 10995,4

4 1 1 4576 59,56 51,24 50,26 3,94973 0,14 0,88 -968,8 -56,3 6771,4 10620,4

5 1 1 4418 58,63 50,44 49,48 3,93872 0,14 0,88 -1453 -54,8 6685,6 10265,6

6 1 1 4336 58,16 50,04 49,09 3,9332 0,13 0,88 -1695,3 -54 6647,2 10079,3

7 1 1 4254 57,69 49,64 48,71 3,92769 0,13 0,87 -1937,6 -53,2 6608,9 9898,6

8 1 1 4254 57,69 49,64 48,71 3,92768 0,13 0,87 -1938,3 -53,2 6608,7 9898,1

9 1 1 4253 57,69 49,64 48,71 3,92766 0,13 0,87 -1939 -53,2 6608,6 9897,5

10 1 1 4082 56,77 48,83 47,93 3,9191 0,13 0,87 -2422,8 -51,6 6504,1 9510,9

11 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 3,91053 0,12 0,86 -2906,5 -50,1 6401,2 9147,7

12 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 3,91053 0,12 0,86 -2906,8 -50,1 6401,1 9147,4

13 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 3,91052 0,12 0,86 -2907 -50,1 6401 9147,2

14 1 1 3727 54,97 47,22 46,37 3,9033 0,11 0,85 -3391 -48,5 6263 8742,8

15 1 1 3544 54,08 46,42 45,6 3,89607 0,11 0,84 -3875 -46,9 6127,8 8364,7

16 1 1 3544 54,08 46,43 45,6 3,89607 0,11 0,84 -3875,2 -47 6133,3 8364,6

17 1 1 3544 54,08 46,43 45,61 3,89607 0,11 0,84 -3875,3 -47 6138,8 8364,5

18 1 1 3447 53,64 46,02 45,21 3,89262 0,1 0,84 -4118,2 -46,2 6058,3 8162,4

19 1 1 3351 53,21 45,62 44,83 3,88916 0,1 0,83 -4361 -45,4 5978,9 7967,4

20 1 1 3252 52,78 45,22 44,44 3,88573 0,1 0,83 -4602,6 -44,6 5900,7 7759,9

21 1 1 3153 52,35 44,82 44,05 3,8823 0,09 0,82 -4844,1 -43,9 5823,5 7560,4

22 1 1 3049 51,93 44,41 43,65 3,8791 0,09 0,81 -5086,6 -43 5722,1 7345,2

23 1 1 2946 51,52 44 43,26 3,8759 0,09 0,81 -5329 -42,2 5622,5 7138,3

24 1 1 2727 50,67 43,17 42,46 3,86952 0,08 0,79 -5813 -40,5 5399,3 6690,7

25 1 1 2508 49,85 42,35 41,67 3,86314 0,07 0,77 -6297 -38,9 5184,6 6279,9

26 1 1 2508 49,85 42,35 41,67 3,86314 0,07 0,77 -6297,1 -38,9 5188,1 6279,8

27 1 1 2508 49,85 42,36 41,67 3,86314 0,07 0,77 -6297,2 -38,9 5191,6 6279,8

28 1 1 2273 49,04 41,6 40,94 3,85736 0,06 0,76 -6781,6 -37,7 5062,6 6010,7

29 1 1 2037 48,25 40,86 40,22 3,85158 0,06 0,73 -7266 -36,5 4936,6 5757,2

30 1 1 1915 47,86 40,56 39,92 3,84909 0,05 0,72 -7508,5 -36,3 4968,2 5763,2

31 1 1 1792 47,48 40,26 39,63 3,8466 0,05 0,7 -7751 -36,1 4999,9 5769,2

32 1 1 1669 47,08 39,96 39,33 3,84412 0,05 0,69 -7992,9 -35,9 5040,1 5775,2

33 1 1 1545 46,7 39,67 39,04 3,84164 0,04 0,67 -8234,8 -35,7 5080,5 5781,1

34 1 1 1420 46,32 39,38 38,75 3,83968 0,04 0,65 -8476,9 -35,6 5119,1 5787,2

35 1 1 1296 45,96 39,09 38,47 3,83772 0,04 0,63 -8719 -35,4 5157,9 5793,3

36 1 1 1170 45,58 38,8 38,18 3,83576 0,03 0,6 -8961,3 -35,3 5206,2 5799,4

37 1 1 1044 45,21 38,51 37,9 3,8338 0,03 0,57 -9203,6 -35,2 5255 5805,5

38 1 1 791 44,48 37,95 37,34 3,83089 0,02 0,5 -9688,3 -35 5362,4 5818,2

39 1 1 538 43,79 37,41 36,8 3,82799 0,01 0,4 -10173 -34,9 5472 5830,7

40 1 1 269 43,07 36,52 35,94 3,82509 0,01 0,25 -10657 -33 5032,9 5209,8

41 1 1 0 42,38 36 35,43 3,82219 0 0 -11141 -33 5182,8 5211,2

Page 294: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 61,48 60,52 57,69 55,86 54,08 52,35 49,85 48,25 46,7 45,21 42,38 42,38

Pressure bar 3,97205 3,9607 3,92748 3,91026 3,89577 3,88199 3,86287 3,85136 3,84149 3,83372 3,82228 3,82227

Vapor fraction 0,16 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09 0,07 0,06 0,04 0,03 0 0

Liquid density kg/m³ 741,56 740,91 738,89 737,51 736,09 734,64 732,44 730,95 729,44 727,93 724,9 724,9

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,687 4,686 4,684 4,683 4,682 4,681 4,679 4,678 4,677 4,675 4,673 4,673

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,914 0,9123 0,9068 0,903 0,899 0,8951 0,8889 0,8848 0,8806 0,8764 0,8679 0,8679

Liquid viscosity mPa s 0,4105 0,4102 0,4094 0,4086 0,4077 0,4067 0,405 0,4037 0,4024 0,4009 0,3978 0,3978

Surface tension N/m 0,0493 0,0492 0,049 0,0489 0,0487 0,0486 0,0483 0,0482 0,048 0,0478 0,0474 0,0474

Latent heat kJ/kg 1534 1529,3 1507,4 1494,6 1483 1473,7 1458,3 1450,1 1442,7 1436 1426,6 1426,6

Vapor density kg/m³ 2,5 2,5 2,5 2,5 2,51 2,51 2,52 2,53 2,53 2,54

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,199 2,198 2,195 2,193 2,191 2,189 2,186 2,184 2,183 2,181

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0349 0,0347 0,0344 0,0341 0,0339 0,0336 0,0333 0,0331 0,0329 0,0327

Vapor viscosity mPa s 0,0095 0,0094 0,0094 0,0093 0,0093 0,0092 0,0091 0,0091 0,0091 0,009

Page 295: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS HeatLoad

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

mm °C °C °C °C °C bar kW kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 4933 61,48 50,3 49,51 48,72 42,37 2,91901 0 0 11141 45 7088,4 4026,1

2 1 1 4833 61 49,92 49,15 48,37 42,1 2,92006 0 0 10898,7 44,4 7083,8 4010,1

3 1 1 4733 60,52 52,06 51,04 50,03 41,83 2,9211 0 0 10656,4 58 7079,2 6858,3

4 1 1 4576 59,56 51,24 50,26 49,27 41,3 2,9232 0 0 10172,2 56,3 7067,9 6771,4

5 1 1 4418 58,63 50,44 49,48 48,52 40,76 2,92529 0 0 9688 54,8 7056,5 6685,6

6 1 1 4336 58,16 50,04 49,09 48,15 40,49 2,92641 0 0 9445,7 54 7050,9 6647,2

7 1 1 4254 57,69 49,64 48,71 47,78 40,22 2,92752 0 0 9203,4 53,2 7045,2 6608,9

8 1 1 4254 57,69 49,64 48,71 47,78 40,22 2,92752 0 0 9202,7 53,2 7045,2 6608,7

9 1 1 4253 57,69 49,64 48,71 47,77 40,22 2,92753 0 0 9202 53,2 7045,2 6608,6

10 1 1 4082 56,77 48,83 47,93 47,02 39,68 2,92986 0 0 8718,3 51,6 7033,8 6504,1

11 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 46,28 39,15 2,93218 0 0 8234,6 50,1 7022,4 6401,2

12 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 46,28 39,15 2,93218 0 0 8234,3 50,1 7022,4 6401,1

13 1 1 3910 55,86 48,04 47,16 46,28 39,15 2,93219 0 0 8234 50,1 7022,4 6401

14 1 1 3727 54,97 47,22 46,37 45,53 38,61 2,93467 0 0 7750 48,5 7011 6263

15 1 1 3544 54,08 46,42 45,6 44,78 38,07 2,93716 0 0 7266 46,9 6999,4 6127,8

16 1 1 3544 54,08 46,43 45,6 44,78 38,07 2,93716 0 0 7265,9 47 6999,4 6133,3

17 1 1 3544 54,08 46,43 45,61 44,78 38,07 2,93716 0 0 7265,7 47 6999,4 6138,8

18 1 1 3447 53,64 46,02 45,21 44,41 37,8 2,93848 0 0 7022,9 46,2 6993,6 6058,3

19 1 1 3351 53,21 45,62 44,83 44,03 37,53 2,93979 0 0 6780 45,4 6987,8 5978,9

20 1 1 3252 52,78 45,22 44,44 43,66 37,27 2,94117 0 0 6538,5 44,6 6982,1 5900,7

21 1 1 3153 52,35 44,82 44,05 43,28 37 2,94255 0 0 6296,9 43,9 6976,3 5823,5

22 1 1 3049 51,93 44,41 43,65 42,9 36,73 2,94394 0 0 6054,5 43 6970,5 5722,1

23 1 1 2946 51,52 44 43,26 42,52 36,46 2,94532 0 0 5812 42,2 6964,6 5622,5

24 1 1 2727 50,67 43,17 42,46 41,75 35,92 2,94832 0 0 5328 40,5 6952,9 5399,3

25 1 1 2508 49,85 42,35 41,67 40,99 35,39 2,95131 0 0 4844 38,9 6940,8 5184,6

26 1 1 2508 49,85 42,35 41,67 40,99 35,39 2,95132 0 0 4843,9 38,9 6940,9 5188,1

27 1 1 2508 49,85 42,36 41,67 40,99 35,39 2,95132 0 0 4843,9 38,9 6940,9 5191,6

28 1 1 2273 49,04 41,6 40,94 40,29 34,85 2,9546 0 0 4359,4 37,7 6929,6 5062,6

29 1 1 2037 48,25 40,86 40,22 39,58 34,31 2,95788 0 0 3875 36,5 6918 4936,6

30 1 1 1915 47,86 40,56 39,92 39,29 34,04 2,95952 0 0 3632,5 36,3 6912,7 4968,2

31 1 1 1792 47,48 40,26 39,63 39 33,77 2,96116 0 0 3390 36,1 6907,5 4999,9

32 1 1 1669 47,08 39,96 39,33 38,71 33,5 2,96287 0 0 3148,1 35,9 6902,2 5040,1

33 1 1 1545 46,7 39,67 39,04 38,42 33,24 2,96458 0 0 2906,2 35,7 6897 5080,5

34 1 1 1420 46,32 39,38 38,75 38,13 32,97 2,9663 0 0 2664,1 35,6 6891,7 5119,1

35 1 1 1296 45,96 39,09 38,47 37,84 32,7 2,96801 0 0 2422 35,4 6886,5 5157,9

36 1 1 1170 45,58 38,8 38,18 37,56 32,43 2,96976 0 0 2179,7 35,3 6881,2 5206,2

37 1 1 1044 45,21 38,51 37,9 37,28 32,16 2,97151 0 0 1937,4 35,2 6876 5255

38 1 1 791 44,48 37,95 37,34 36,72 31,62 2,97501 0 0 1452,7 35 6865,4 5362,4

39 1 1 538 43,79 37,41 36,8 36,18 31,09 2,9785 0 0 968 34,9 6855,1 5472

40 1 1 269 43,07 36,52 35,94 35,36 30,55 2,98202 0 0 484 33 6844,2 5032,9

41 1 1 0 42,38 36 35,43 34,85 30,01 2,98554 0 0 0 33 6833,6 5182,8

Page 296: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador LP

CONDENSADOR LP

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 30,01 31,09 32,7 33,77 35,39 36,46 37,53 38,07 39,15 40,22 40,76 42,37

Pressure bar 2,98554 2,9785 2,96801 2,96116 2,95131 2,94531 2,93978 2,93715 2,93218 2,92752 2,92529 2,91901

Vapor fraction 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Liquid density kg/m³ 845,48 844,87 843,96 843,34 842,42 841,8 841,17 840,86 840,24 839,61 839,29 838,34

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,507 4,508

Liquid thermal cond. W/(m K) 1,4131 1,4093 1,4036 1,3998 1,3939 1,39 1,3861 1,3842 1,3802 1,3762 1,3743 1,3683

Liquid viscosity mPa s 1,0911 1,077 1,0564 1,043 1,0234 1,0106 0,9981 0,9919 0,9797 0,9678 0,9619 0,9445

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³

Vapor specific heat kJ/(kg K)

Vapor thermal cond. W/(m K)

Vapor viscosity mPa s

Page 297: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

0

R - refinery service

Flat Metal Jacket Fibe

ASME Code Sec VIII Div 1

-

Flat Metal Jacket Fibe

UnbaffledCarbon Steel

-

Exp.

-

mm

CONDENSADOR HP

727 5250 BXM 1 1

199,1 m² 1 199,1 m²

200 8,2014kg/s

0 0kg/s 2,3189 0

200 200kg/s 5,8824 8,2013

kg/s 0

42,71 46,8°C 64,34 44,95

°C 44,95

kg/m³ 5,79 6,02

mPa s

17,04 17,03

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg 1342,6

3 9bar

0,4 13,03m/s

0,5 0,04136bar 0,26 0,25557

0 0m² K/W

kW3689,5 °C5,99

3093,7 3106,4 W/(m² K)3106,4

bar 11

160 160°C

1 4

3,18 3,18mm

254 - 304,8 -

254 - 76,2 -

- -

mm

4451,1 6754,8 kg2802,6

1152 155 kg/(m s²)182

mm

mm

645 23,8119,05 1,65 5250mm mm mm

Plain Carbon Steel 30

mm747

Carbon Steel

Carbon Steel

- None

-

-

-

Carbon Steel

Ver

30.255 €

1264,9

Avg

727

0 0

2,95864 8,74443

5

838,14 835,7 694,91 664,53

0,0097 0,00910,9409 0,8992 0,2971 0,2653

2,285 2,2734,508 4,51 4,761 4,735

0,0367 0,03391,367 1,3516 0,7472 0,6723

T1

T2

S1

S2

S3

S4

S5

S6

0

#/m

Nominal

Size/rating

Ao based

Vapor/Liquid

--

Code

Remarks

TEMA class

Intermediate

BundleFilled with waterWeight/Shell

Code requirements

Floating head

Tube SideGaskets - Shell side

Bundle exitBundle entrance

TypeExpansion joint

Tube-tubesheet jointBypass seal

TypeU-bendSupports-tube

Impingement protection

Tubesheet-floating

Channel cover

Floating head cover

Tubesheet-stationary

Channel or bonnet

Out

In

Surf/shell (eff.)Shells/unitSurf/unit(eff.)

seriesparallelConnected inTypeSize

OD

Sketch

1

2

3

4

5

6

7

PERFORMANCE OF ONE UNIT8

Fluid allocation9

Fluid name10

Fluid quantity, Total11

Vapor (In/Out)12

Liquid13

Noncondensable14

Temperature (In/Out)

15

Dew / Bubble point

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

Heat exchanged29

Transfer rate, Service30

CONSTRUCTION OF ONE SHELL31

Design/Test pressure

32

Design temperature

33

Number passes per shell

34

Corrosion allowance

35

Connections

36

37

38

Tube No.

39

Tks-40

41

Length

42

Pitch

43

Tube type

44

Material

45

Shell

46

ID

47

OD

48

Shell Side

49

Tube Side

50

Shell cover

51

Tube pattern

52

Baffle-crossing

53

Type

54

Cut(%d)

55

Spacing: c/c

56

Baffle-long

57

Seal type

58

Inlet

RhoV2-Inlet nozzle

Shell Side Tube Side

Fouling resist. (min)

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Pressure

Latent heat

Thermal conductivity

Specific heat

Molecular wt, NC

Molecular wt, Vap

Viscosity

Density

MTD corrected

Dirty Clean

Heat Exchanger Specification Sheet

Code

Page 298: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

200

0

8,2014

2,3189

N/m

1,367 1,3516

0,9409 0,8992

4,508 4,51

838,14 835,7

5,79 6,02

0,0097 0,0091

2,285 2,273

0,0367 0,0339

1342,6 1264,9

2,3189 00 0

200 200 5,8824 8,2013

W/(m² K)

kg/s

°C

m/s

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

119935,9

0,6

6732,27 7044,7

3,1 3

42,71 46,8 64,34 44,95

3 2,95864 9 8,74443

0,25557

0,4 0,4 13,03 0,39

0 0

bar

bar

bar

kg/m³

mPa s

kJ/(kg K)

W/(m K)

kJ/kg

28338,4

7671,7

3106,4

3106,4

6398,9

0

0

0,00004

0,00013

0,00032

0,00032

0,00016

0

0

10,96

40,49

48,55

m² K/W

0,00303

0,01841

0,21735

0,01822

0,01071

6,88

81,18

6,81

1,13

4

0,28 0

0,0405 0,0363

0,7472 0,6723

0,2971 0,2653

4,761 4,735

694,91 664,53

9925,89 15500,49

1,89 1,87

0 0

0 0kW

0 59,9

0 2999,5

5,99°C 6,23

0 0

0,00836

0

0,00758

0

0

0

18,33

0

20,22

0

0,02542 61,45

m/s

13,03

1,17

0,4

2,35

5,61

2,59

18,02 18,02 17,56 17,41

17,04 17,03

0 630,1

3689,5 0

0 0

kg/(m s²)

1152

4623

630

4450

3689,5kW

1 1

mm

mm

mm

4

2

1

1

4

645

30

5250

23,81

mm

mm

mm

1Ver727 15250 BXM

323,85

88,9

273,05

273,05

Unbaffled

202,7

1

199,1

199,1202,7 m²

mm

0

5158

15,75 19,05

Plain

mm

0,041360,5 0,26

44,95

None

No

No No

0,4

0,39

Design

NoneInsert

/

/

/ Rho*V2

/Vibration problem: Tasc/TEMA

RhoV2 violation

Impingement protection

/

/

Dew / Bubble point

/

x

/

/

Surf/Shell (gross/eff/finned)

Shells/unit

seriesparallelConnected inType

Cut orientation

/

/

/

/

//

Tube SideShell Side

Spacing at outlet

Cut(%d)

Spacing: c/c

Spacing at inlet

Number

Type

Tube pattern

Tube pitch

Length act/eff

Tube passes

Tube No.

Actual/Reqd area ratio - fouled/clean

Total heat load

Heat Transfer Parameters

2-Phase liquid

Liquid only

Molecular weight

Tube nozzle interm

Tube nozzle outlet

Tubes

Tube nozzle inlet

Shell nozzle interm

Shell nozzle outlet

Shell baffle window

Velocity

Shell nozzle inlet

Shell bundle Xflow

Intermediate nozzle

Eff. MTD/ 1 pass MTD

Latent heat

2-Phase vapor

Vapor only

Intermediate nozzle

/

Inlet space Xflow

Inlet nozzle

1

2

3

4

7

8

9

10

11

12

13

14

Size

PERFORMANCE OF ONE UNIT

Total flow

Vapor

Liquid

Noncondensable

Condensed/Evaporated

Temperature

22

21

20

19

18

17

16

15 Quality

Pressure

Pressure drop, allow./calc.

Velocity

Liquid Properties

Density

Viscosity

30

29

28

27

26

25

24

23 Specific heat

Therm. cond.

Surface tension

Vapor Properties

Density

Viscosity

Specific heat

38

37

36

35

34

33

32

31 Therm. cond.

Latent heat

Molecular weight

Reynolds No. vapor

Reynolds No. liquid

Prandtl No. vapor

46

45

44

43

42

41

40

39

Prandtl No. liquid

54

53

52

51

50

49

48

47

Tubes

Type

ID/OD

6

5

Shell Side

Tube side fouling

Tube wall

Outside fouling

Outside film

Overall fouled

Overall clean

Tube Side Pressure Drop

Inlet nozzle

Entering tubes

Inside tubes

Exiting tubes

Outlet nozzle

Shell Side Pressure Drop

Baffle Xflow

Baffle window

Outlet space Xflow

Outlet nozzle

Heat Load

Coef./Resist.

Tube side film

Tube Side

In Out In Out

Surf/Unit (gross/eff/finned)

55

56

57

Baffles

Intermediate

Outlet

Inlet

Nozzles: (No./OD)

%

Two-Phase Properties

Heat Transfer Parameters

Process Data

%

%

Page 299: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - General

0,4

Euro(EU)26793No

No

1

bar 8,7444392,958643

kg/s

00,2800

8,2014200

Unbaffled

30

727

19,05

5250

8,20135,8824200200

kg/s

kg/s

°C

°C

W/(m² K)

m² K/W

m/s

bar

kW

W/(m² K)

°C

mm

mm

02,318900

44,9564,3446,842,71

44,95

6398,97671,7

00

13,03

0,255570,260,041360,5

3689,5

3106,4

5,99

BXM 4

Ver

1 1

1

645 1,65

23,81 mm

Plain

No

199,1

W/(m² K) 3106,4

Design

NoneInsert

RhoV2 problem

Overall dirty coef (plain/finned)

Cut(%d)

No.

PitchPattern

Baffles

TksOD

Shell size

Unit

Total cost

Vibration problem (Tasc/TEMA)

Actual/required area ratio(dirty/clean)

Operating pressures

Vapor mass quality

Total mass flow rate

Tubes

pass

Vapor mass flow rate (In/Out)

Liquid mass flow rate

Temperatures

Dew / Bubble point

Film coefficient (mean)

Fouling resistance (OD based)

Velocity (highest)

Pressure drop (allow./calc.)

Total heat exchanged

Overall clean coef (plain/finned)

Effective area (plain/finned)

Effective MTD

Shell Side Tube Side

ser par

Shell side / Fouling / Wall / Fouling / Tube side

Page 300: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

1,21

48,55 48,55

0

10,96 10,96

0

40,49 40,49

0,00016

0

0,00004

0

0,00013

m² K/W

6398,9

28338,4

7671,7

W/(m² K)

1 1

198,3 198,3m²

0,00032 0,00032m² K/W

W/(m² K) 3106,4 3106,4

199,1

0,00032

3093,7

48,35

0,21

10,92

0,21

40,33

m² K/W 0

0

0

0

DirtyCleanOverall Coefficient/Resistance Summary

Overall coefficient

Overall resistance

Area required

Area ratio: actual/required

Resistance Distribution

Shell side film

Shell side fouling

Tube wall

Tube side fouling*

Tube side film *

* Based on outside surface - Area ratio: Ao/Ai =

Max Dirty

1.0

Shell side fouling

Tube side fouling*

0.0

0.0

% % %

Thermal Details - Hot Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 301: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Cold Side

Stream mass fractions

Liquid mass fractions at inlet

Liquid mass fractions at outlet

Vapor mass fractions at inlet

Vapor mass fractions at outlet

Liquid 2 mass fractions at inlet

Liquid 2 mass fractions at outlet

Stream mole fractions

Liquid mole fractions at inlet

Liquid mole fractions at outlet

Vapor mole fractions at inlet

Vapor mole fractions at outlet

Liquid-2 mole fractions at inlet

Liquid-2 mole fractions at outlet

Stream mass flow kg/s

Liquid mass flow at inlet kg/s

Liquid mass flow at outlet kg/s

Vapor mass flow at inlet kg/s

Vapor mass flow at outlet kg/s

Liquid 2 mass flow at inlet kg/s

Liquid 2 mass flow at outlet kg/s

Page 302: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Coefficients

1,871,89

0,6

33,1

15500,499925,89

119935,9

7044,76732,27

7671,7 6398,9

7671,7

6398,9

W/(m² K)

7740,6

7740,6

Bare area (OD) / ID areaBare area (OD) / Finned area

Reynolds numbers

Film Coefficients

Vapor Nominal

Liquid Nominal

Tube SideShell Side

Liquid

Vapor

Heat Transfer Parameters

Prandtl numbers

Overall film coefficients

Vapor sensible

Two Phase

Liquid sensible

In Out In Out

°C kW/m²

58,17,43

5,99

6,23

0,81

18,6

°C

44,2

46,92

52,67 43,49

Tube mean metal temperature

Tube wall temperatures (highest / lowest)

Shell mean metal temperature

Wall Temperatures

Heat Flux (based on tube O.D.)Temperature Difference

Highest actual/critical flux

Highest actual flux

Critical flux

LMTD based on end points

Overall actual fluxOverall Effective MTD

One pass counterflow MTD

Effective MTD correction factor

3689,5

17,08

81,3

1,62

0

630,1

2999,5

59,9

0

0

0

0

0

3689,5

3689,5

0

0

0

kWkW

0

100 0 0

Tube SideShell SideHeat Load Summary

% total % total

Vapor only

2-Phase vapor

Latent heat

2-Phase liquid

Total

Liquid only

100 100

Page 303: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Pressure Drop

-0,012150

0,5

bar

m/s m/s

0,04136

0

0,04136

0,26

0,25557

0

0,26773

0,43

0,4

0,47

2,35

18,33

0

61,45

13,03

13,03

0,39

2,59

6,88

81,18

6,81

4

bar

0,00758

0

0,02542

0,01841

0,21735

0,01822

0,01071

bar

1,17 0,00836 20,22 5,61 0,00303 1,13

00

00

0,4

0,39

0 00 0Intermediate nozzles

%dp%dp

Tube SideShell Side

Outlet nozzle

Exiting bundle

Baffle windows

Bundle Xflow

Entering bundle

Pressure drop distribution

Inlet nozzle

Frictional

Gravitational

Total calculated

Maximum allowed

Pressure Drop

Momentum change

Inlet space Xflow

Outlet space Xflow

Inside tubes

Page 304: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Shell Side Stream Analysis

838,141,17

kg/m³m/smm²

50874

8928

5953

5953

5953

2232

kg/(m s²)kg/(m s²)

4450

3403

630

4623

2639

182

155

520

1152

12,7

4,76

0,4

mm

0,02

0,04

0

0

0

0,69

0,02

0,04

0

0

0

0,69

0,02

0,04

0

0

0

0,69

75733

72966

50874

67338

256628

138883

4769

31408

2,59

13,03

5,61

2,35

1,78

0,47

0,43

0,79

664,53

20,04

20,04

835,7

835,7

835,7

838,14

838,14

10331408 0,39 664,5Tube outlet

TEMA limitDensityVelocityFlow Area Rho*V2Rho*V2 analysis

Diam. ClearanceOutletMiddleInletShell Side Flow Fractions

Tube outlet nozzle

Tube inlet

Tube inlet nozzle

Shell outlet nozzle

Shell exit

Bundle exit

Bundle entrance

Shell entrance

Shell inlet nozzle

Pass lanes

Shell ID - bundle OTL

Baffle OD - shell ID

Baffle hole - tube OD

Window

Crossflow

Thermosiphons

Thermosiphon stability

Vertical Tube Side Thermosiphons

Kutateladze Number in axial nozzle

Fraction of tube length flooded

Flooding criterion - top of tubes (should be > 1.0)

Flow reversal criterion - top of tubes (should be > 0.5)

Kettles

Entrainment fraction

Quality at top of bundle

Recirculation ratio

Page 305: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Vibration Analysis

7841,74kg/m³

8,15N/mm²

199406,1N/mm²

mm

TubeLocation

Tube naturalfrequency

Natural frequencymethod

Tube effectivemass

Dominantspan

cycle/s kg/m

3 38,66 Dominant Span 1,12 Mid-space

4 38,66 Dominant Span 1,12 Mid-space

W/Wc W/Wc

TubeLocation

Vibration for heavy (LDec=0.1)

for medium(LDec=0.03)

for light (LDec=0.01)

Estimated logDec

for estimateddamping

3 No 0,09 0,16 0,28 0,07 0,11

4 No 0,1 0,18 0,31 0,07 0,11

0/10Pass number:

4 - 1st row inside baffle overlap

3 - Top row inside baffle overlap

2 - 1st row outside baffle overlap

1 - 1st row in bundle at inlet

5 - Bottom row in bundle

Tube Locations:

Fluid Elastic Instability Analysis

U-bend longest unsupported length

Tube material Young's Modulus

Tube axial stress

Tube material density

1/1Shell number:

Thermal Details - Resonance AnalysisLocation in

shellTube

LocationVibration Span

lengthFv/Fn Fv/Fa Ft/Fn Ft/Fa Vortex

amplitudeTurbulentamplitude

TEMAlimit

NaturalFn

AcousticFa

Flowvelocity

X-flowfraction

RhoV2 Strouhal No.

mm mm mm mm cycle/s cycle/s m/s kg/(m s²)

Midspace 3 No 1031,59 0,74 0,02 0,47 0,01 38,66 1303,74 1,17 1 1152 0,46

Midspace 4 No 1031,59 0,29 0,01 0,19 0,01 38,66 1303,74 0,47 1 182 0,46

Page 306: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - TEMA Vibration Analysis

kg/m³ 7841,74

8,15N/mm²

199406,1N/mm²

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vibration indication No No No

Unsupported span mm 1050 1050 1050

Tube natural frequency, fn cycle/s 36,23 36,24 36,25

Crossflow velocity m/s 0,43 0,41 0,47

Critical velocity m/s 1,49 1,49 1,49

Crossflow to critical velocity ratio 0,29 0,27 0,31

Estimated log decrement 0,1 0,1 0,1

Fluid Elastic Instability Analysis

Tube material density

Tube axial stress

Tube material Young's Modulus

Thermal Details - TEMA Amplitude Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Vortex shedding indication No No No

Turbulent buffeting indication No No No

Tube natural frequency, fn cycle/s 36,23 36,24 36,25

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 5,05 4,81 5,48

Vortex shedding amplitude mm 0 0 0

Vortex shedding amplitude limit mm 0 0 0

Turbulent buffetting amplitude mm 0,04 0,02 0,04

Turbulent buffetting amplitudelimit

mm 0,38 0,38 0,38

Thermal Details - TEMA Acoustic Vibration Analysis

Inlet C-C Window C-C Overlap Outlet

Acoustic resonance indication No No No

Crossflow velocity m/s 0,43 0,41 0,47

Strouhal number 0,22 0,22 0,22

Acoustic frequency, fa cycle/s

Vortex shedding frequency, fvs cycle/s 5,05 4,81 5,48

Turbulent buffetting frequency, ftb cycle/s 6,7 6,39 7,27

Condition A fa/fvs 0 0 0

Condition A fa/ftb 0 0 0

Condition B velocity m/s

Condition C velocity m/s

Condition C

Page 307: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Thermal Details - Methods

No No

No No

No No

friction+acceleration friction+acceleration

Wet wall

HTFS - Silver-Bell

Yes

Forced convection

Set default

No

Boiling curve not used

HTFS recommended method

HTFS recommended method

HTFS / ESDU

Standard methodCalculation method

Lowfin Calculation Method

Single phase tubeside heat transfer method

Falling film evaporation method

Correction to user-supplied boiling curve

Post dryout heat transfer accounted for

Subcooled boiling accounted for in

Liquid subcooling heat transfer (vertical shell)

Vapor shear enhanced condensation

Multicomponent condensing heat transfer method

Desuperheating heat transfer method

Pressure drop calculation option

Pressure drop multiplier

Heat transfer coefficient specified

Cold SideHot Side

Heat transfer coefficient multiplier

Page 308: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Mechanical Details

mm

727

11

Ver

BXM

727

747 747

727

747

4

5250mm

645

Plain

19,05mm

23,81mm

30

mm

Unbaffled

0

mm

Shell Side Tube Side

Nozzle type Inlet Outlet Inlet Outlet

Number of nozzles 4 2 1 1

Actual outside diameter mm 273,05 273,05 323,85 88,9

Inside diameter mm 254,51 254,51 304,8 77,93

Height under nozzle mm 83,97 73,47

Dome inside diameter mm

Vapor belt inside diameter mm

Vapor belt inside width mm

Vapor belt slot area mm²

Impingement protection Noimpingement

Noimpingement

Distance to tubesheet mm 690 1335

mm

Spacing at inlet

Spacing (center-center)

Baffle number

Baffle type

Tube pattern

Tube pitch

Tube O.D.

Tube type

Tube number

Tube length actual

Tube passes

Unit Configuration

Arrangement

Position

Rear headFront headKettleShell

Outside diameter

Inside Diameter

serpar

Exchanger Type

Page 309: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

30

23,81

1,65

19,05

44,52

5250

mm

mm

mm

mm

mm

1,21

51,381

Carbon Steel

Plain

0

645

W/(m K)

15,75

5158

mm

mm

#/m

mm

mm

mm

mm

0

mm

mm

mm

mm

Fin number

Fin thickness

Fin height

Fin spacing

Cut and twist length

Low longitudinal finsLow circumferential fins

Fin density

Fin height

Fin thickness

Tube root diameter

Tube wall thickness under fin

Pattern

Pitch

Wall thickness

Inside diameter

Outside diameter

Tubesheet thickness

Tube length effective

Tube length actual

Area ratio Ao/Ai

Thermal conductivity

Material

Internal enhancementExternal enhancement

Type

Number of tubes plugged

Total number

Tubes

Page 310: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Mechanical Details

6,35

0

mmmm

mm

mm

Yes

Unbaffled

26

0

mm

mm

mm

mm

0,4

4,76

mm

mm

Baffle spacing mm

Baffle cut percent, outer

Baffle cut percent, inner

Number of baffle spaces

Baffle region length mm

Baffle cut area percent, outer

Baffle cut area percent, inner

VariableBaffles

Baffle cut: inner / outer / interm

Baffle hole - tube od diam clearance

Shell id - baffle od diam clearance

Spacing at center of H shell

Spacing at central in/out for G,H,I,J shells

End length at rear head

End length at front head

Nominal (% diameter)

Baffles

Type

Tubes in window Actual (% diameter)

Actual (% area)

Cut orientation

Number

Spacing (center-center)

Spacing at inlet

Spacing at outlet Thickness

Tube rows in baffle window

Tube rows in baffle overlap

Page 311: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Frame1

mm

mm

No

714,3

19,05

19,05

5

None

mm

Exp.

0mm

3mm

83,97

mm

73,47

13,46

13,46

mm

3,1

199,1

0

0

mm 12,7

4

Mixed (H)

Horizontal

12,7mm

undefined

6

mm

mm

mm

mm

199,1

202,7

Horizontal pass lane width

Vertical pass lane width

Interpass tube alignment

Outer tube limit

Sealing strips (pairs)

Tie rod number

Impingement protection

Impingement distance

Tube to tubesheet joint

Tube projection from front tsht

Tube projection from rear tsht

Shell ID to center 1st tube row

From top

From bottom

From right

From Left

Deviation in tubes/pass

Bare tube area per shell

Finned area per shell

U-bend area per shell

Shell id - bundle otl diam clearance

Bundle

Tube passes

Tube pass layout

Tube pass orientation

Tie rod diameter

U-bend orientation

Impingement plate diameter

Impingement plate width

Impingement plate length

Impingement plate thickness

Effective surface area per shell

Gross surface area per shell

Page 312: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Mechanical Details

None

mm

mm

hiTRAN part number

Internal enhancements

Tube insert type

Twisted tape thickness

Twisted tape 360 deg twist pitch

26793

Euro(EU)kg

16491

4138

6164

4451,1

6754,8

2802,6

1136,7

298,3

213,5

26793Total cost (all shells)

Cost dataWeights

Total cost (1 shell)

Labor cost

Material cost (except tubes)

Tube material cost

Total weight - empty

Total weight - filled with water

Bundle

Shell

Front head

Rear head

Shell cover

Page 313: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Mechanical Details - Setting Plan

321

727 I/D

10

6808 Overall

566

388

690

645

645

1290

645

645

388

1575

Pulling Length

4320

T1

T2

S1

S2

S3

S4

S5

S6

A

Nozzle Data

Ref OD Wall Standard Notes

S1 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

S2 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

S3 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

S4 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

S5 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

S6 273 mm 9,3 mm 150 ANSI Slip on

T1 324 mm 9,5 mm 150 ANSI Slip on

T2 89 mm 5,5 mm 150 ANSI Slip on

Empty

4451 kg

Flooded

6755 kg

Bundle

2803 kg

Weight Summary

Internal Volume m³ 2,1914 0,6016

PWHT 0 0

Radiography 0 0

Number of Passes 1 4

Test Pressure barg

Corrosion Allowance mm 3,175 3,175

Full Vacuum 0 0

Design Temperature C 160, 160,

Design Pressure barg 5, 11,

Design Data Units Shell Channel

Customer Specifications

30.255 €

Design Codes

0

TEMA 0

CONDENSADOR HP

Revision Date

09/02/2010

Dwg. Chk. App.

Aspen Shell & Tube Exchanger

Setting Plan

BXM 727 - 5250

Drawing Number

523

523

T1

T2

523

523

S1

S3

597

Views on arrow A

Page 314: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Mechanical Details - Tube Layout

270,01 mm

280,51 mm

Shell id =727, mmBXM: 645 tubes

Page 315: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Calculation Details - Shell Side

PointNo.

CalcNo.

TubeNo.

DistanceEnd

Distanceshell

SS BulkTemp.

SS FoulingTemp

Tube MetalTemp

SSPressure

SS Vaporfraction

SS Heatflux

SS FilmCoef.

mm mm °C °C °C bar kW/m² W/(m² K)

1 1 4 0 93 42,71 43,49 43,62 2,99164 0 -7,3 9455,1

1 2 4 0 135 42,87 43,64 43,76 2,99086 0 -6,6 8491,5

1 3 4 0 176 43,02 43,76 43,87 2,99007 0 -6 8088,8

1 4 4 0 218 43,18 43,88 43,97 2,98929 0 -5,4 7660

2 1 4 1032 93 42,71 43,59 43,74 2,99164 0 -8,3 9457,2

2 2 4 1032 135 42,87 43,75 43,88 2,99086 0 -7,5 8493,5

2 3 4 1032 176 43,02 43,87 43,99 2,99007 0 -6,9 8090,7

2 4 4 1032 218 43,18 43,99 44,11 2,98929 0 -6,3 7661,9

3 1 4 2063 93 42,71 43,69 43,86 2,99164 0 -9,3 9459,4

3 2 4 2063 135 42,87 43,86 44,01 2,99086 0 -8,4 8495,5

3 3 4 2063 176 43,02 43,99 44,12 2,99007 0 -7,8 8092,7

3 4 4 2063 218 43,18 44,11 44,24 2,98929 0 -7,2 7663,8

4 1 4 3095 93 42,71 43,8 43,98 2,99164 0 -10,3 9461,5

4 2 4 3095 135 42,87 43,98 44,14 2,99086 0 -9,4 8497,6

4 3 4 3095 176 43,02 44,1 44,26 2,99007 0 -8,8 8094,8

4 4 4 3095 218 43,18 44,23 44,38 2,98929 0 -8,1 7665,8

5 1 4 4126 93 42,71 43,91 44,11 2,99164 0 -11,3 9463,8

5 2 4 4126 135 42,87 44,09 44,28 2,99086 0 -10,4 8499,7

5 3 4 4126 176 43,02 44,22 44,4 2,99007 0 -9,7 8096,8

5 4 4 4126 218 43,18 44,36 44,52 2,98929 0 -9,1 7667,8

6 1 4 5158 93 42,71 44,02 44,24 2,99164 0 -12,4 9466

6 2 4 5158 135 42,87 44,21 44,41 2,99086 0 -11,4 8501,9

6 3 4 5158 176 43,02 44,35 44,54 2,99007 0 -10,7 8099

6 4 4 5158 218 43,18 44,49 44,66 2,98929 0 -10 7669,9

1 5 3 0 256 43,18 45,41 45,7 2,98929 0 -16,2 7253,4

1 6 3 0 330 43,56 45,68 45,94 2,98839 0 -14,8 6991,9

1 7 3 0 405 43,95 45,91 46,15 2,98749 0 -13,6 6941,2

1 8 3 0 479 44,33 46,09 46,32 2,9866 0 -12,6 7153,4

2 5 3 1032 256 43,18 45,22 45,48 2,98929 0 -14,8 7250,6

2 6 3 1032 330 43,56 45,49 45,72 2,98839 0 -13,5 6991,1

2 7 3 1032 405 43,95 45,71 45,93 2,98749 0 -12,3 6938,6

2 8 3 1032 479 44,33 45,9 46,1 2,9866 0 -11,3 7155,5

3 5 3 2063 256 43,18 45,04 45,28 2,98929 0 -13,5 7247,8

3 6 3 2063 330 43,56 45,3 45,52 2,98839 0 -12,2 6988,4

3 7 3 2063 405 43,95 45,53 45,72 2,98749 0 -11 6935,8

3 8 3 2063 479 44,33 45,72 45,9 2,9866 0 -10 7147,8

4 5 3 3095 256 43,18 44,87 45,08 2,98929 0 -12,2 7245,1

4 6 3 3095 330 43,56 45,12 45,32 2,98839 0 -10,9 6985,8

4 7 3 3095 405 43,95 45,35 45,52 2,98749 0 -9,7 6933,2

4 8 3 3095 479 44,33 45,55 45,7 2,9866 0 -8,7 7145,2

5 5 3 4126 256 43,18 44,69 44,89 2,98929 0 -11 7242,4

5 6 3 4126 330 43,56 44,95 45,12 2,98839 0 -9,7 6983,2

5 7 3 4126 405 43,95 45,17 45,32 2,98749 0 -8,5 6930,6

5 8 3 4126 479 44,33 45,37 45,51 2,9866 0 -7,5 7147,5

6 5 3 5158 256 43,18 44,53 44,7 2,98929 0 -9,8 7239,8

6 6 3 5158 330 43,56 44,78 44,93 2,98839 0 -8,5 6980,6

6 7 3 5158 405 43,95 45 45,13 2,98749 0 -7,3 6928,1

6 8 3 5158 479 44,33 45,21 45,32 2,9866 0 -6,3 7144,9

1 9 2 0 256 43,18 45,42 45,71 2,98929 0 -16,3 7253,8

1 10 2 0 330 43,85 45,85 46,1 2,98839 0 -14 6995,2

Page 316: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

1 11 2 0 405 44,52 46,24 46,45 2,9875 0 -11,9 6943,6

1 12 2 0 479 45,19 46,59 46,77 2,9866 0 -10 7161,8

2 9 2 1032 256 43,18 45,76 46,1 2,98929 0 -18,8 7258,9

2 10 2 1032 330 43,85 46,2 46,49 2,98839 0 -16,4 7000,2

2 11 2 1032 405 44,52 46,59 46,84 2,9875 0 -14,4 6948,6

2 12 2 1032 479 45,19 46,93 47,15 2,9866 0 -12,5 7162

3 9 2 2063 256 43,18 46,11 46,49 2,98929 0 -21,3 7264,3

3 10 2 2063 330 43,85 46,55 46,89 2,98839 0 -18,9 7005,4

3 11 2 2063 405 44,52 46,94 47,24 2,9875 0 -16,8 6953,8

3 12 2 2063 479 45,19 47,28 47,55 2,9866 0 -15 7167,3

4 9 2 3095 256 43,18 46,48 46,9 2,98929 0 -24 7269,7

4 10 2 3095 330 43,85 46,92 47,3 2,98839 0 -21,6 7008,9

4 11 2 3095 405 44,52 47,31 47,66 2,9875 0 -19,4 6959,1

4 12 2 3095 479 45,19 47,65 47,96 2,9866 0 -17,6 7172,8

5 9 2 4126 256 43,18 46,85 47,32 2,98929 0 -26,7 7275,4

5 10 2 4126 330 43,85 47,3 47,73 2,98839 0 -24,2 7014,4

5 11 2 4126 405 44,52 47,7 48,09 2,9875 0 -22,1 6964,6

5 12 2 4126 479 45,19 48,02 48,38 2,9866 0 -20,3 7178,5

6 9 2 5158 256 43,18 47,23 47,76 2,98929 0 -29,5 7281,3

6 10 2 5158 330 43,85 47,7 48,17 2,98839 0 -27 7020,2

6 11 2 5158 405 44,52 48,09 48,53 2,9875 0 -24,9 6970,4

6 12 2 5158 479 45,19 48,41 48,82 2,9866 0 -23,2 7184,4

1 13 1 0 517 44,76 52,37 53,4 2,9866 0 -58,1 7628,4

1 14 1 0 559 45,44 52,56 53,57 2,98575 0 -57,1 8018,8

1 15 1 0 602 46,12 52,67 53,67 2,9849 0 -56,6 8647,5

1 16 1 0 644 46,8 52,61 53,61 2,98406 0 -56,9 9798,9

2 13 1 1032 517 44,76 51,44 52,34 2,9866 0 -50,8 7611,9

2 14 1 1032 559 45,44 51,66 52,54 2,98575 0 -49,8 8004,4

2 15 1 1032 602 46,12 51,8 52,67 2,9849 0 -49 8633,2

2 16 1 1032 644 46,8 51,81 52,68 2,98406 0 -49 9779,3

3 13 1 2063 517 44,76 50,54 51,32 2,9866 0 -43,9 7597,8

3 14 1 2063 559 45,44 50,78 51,54 2,98575 0 -42,7 7989,8

3 15 1 2063 602 46,12 50,96 51,7 2,9849 0 -41,7 8618,1

3 16 1 2063 644 46,8 51,04 51,77 2,98406 0 -41,3 9763,4

4 13 1 3095 517 44,76 49,68 50,33 2,9866 0 -37,3 7584,3

4 14 1 3095 559 45,44 49,94 50,57 2,98575 0 -35,9 7975,7

4 15 1 3095 602 46,12 50,16 50,77 2,9849 0 -34,7 8603,5

4 16 1 3095 644 46,8 50,29 50,9 2,98406 0 -34 9748,2

5 13 1 4126 517 44,76 48,86 49,41 2,9866 0 -31 7571,4

5 14 1 4126 559 45,44 49,15 49,67 2,98575 0 -29,5 7962,4

5 15 1 4126 602 46,12 49,4 49,9 2,9849 0 -28,2 8589,7

5 16 1 4126 644 46,8 49,59 50,07 2,98406 0 -27,1 9733,7

6 13 1 5158 517 44,76 48,07 48,51 2,9866 0 -25 7559,8

6 14 1 5158 559 45,44 48,37 48,79 2,98575 0 -23,3 7948,3

6 15 1 5158 602 46,12 48,66 49,04 2,9849 0 -21,8 8575

6 16 1 5158 644 46,8 48,91 49,27 2,98406 0 -20,4 9719,7

Page 317: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Calculation Details - Shell Side - Properties

Temperature °C 42,71 43,02 43,7 44,23 44,23 44,76 44,76 45,44 46,12 46,12 46,12 46,8

Pressure bar 2,99164 2,99007 2,98839 2,9875 2,9875 2,9866 2,9866 2,98575 2,9849 2,9849 2,9849 2,98406

Vapor fraction 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Liquid density kg/m³ 838,14 837,96 837,55 837,24 837,24 836,92 836,92 836,52 836,11 836,11 836,11 835,7

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,508 4,508 4,508 4,509 4,509 4,509 4,509 4,509 4,509 4,509 4,509 4,51

Liquid thermal cond. W/(m K) 1,367 1,3658 1,3633 1,3613 1,3613 1,3593 1,3593 1,3568 1,3542 1,3542 1,3542 1,3516

Liquid viscosity mPa s 0,9409 0,9377 0,9306 0,9251 0,9251 0,9197 0,9197 0,9128 0,906 0,906 0,906 0,8992

Surface tension N/m

Latent heat kJ/kg

Vapor density kg/m³

Vapor specific heat kJ/(kg K)

Vapor thermal cond. W/(m K)

Vapor viscosity mPa s

Page 318: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Calculation Details - Tube Side

PointNo.

ShellNo.

TubeNo.

DistanceEnd

SS BulkTemp

SS Foulingtemp.

Tube MetalTemp

TS Foulingtemp

TS BulkTemp.

TSPressure

TS Vaporfraction

TS voidfraction

TS Heatflux

TS FilmCoef.

SS CleanCoef.

TS flowpattern

mm °C °C °C °C °C bar kW/m² W/(m² K) W/(m² K)

1 1 1 0 44,76 52,37 53,4 54,42 64,34 8,98978 0,28 0,94 58,1 5851,9 7628,4 Annular

2 1 1 1032 44,76 51,44 52,34 53,23 61,64 8,96863 0,26 0,94 50,8 6047,5 7611,9 Annular

3 1 1 2063 44,76 50,54 51,32 52,09 59,13 8,94749 0,23 0,93 43,9 6236,1 7597,8 Annular

4 1 1 3095 44,76 49,68 50,33 50,99 56,81 8,92634 0,2 0,92 37,3 6406,2 7584,3 Annular

5 1 1 4126 44,76 48,86 49,41 49,96 54,67 8,9052 0,18 0,91 31 6595 7571,4 Annular

6 1 1 5158 44,76 48,07 48,51 48,95 52,69 8,88405 0,15 0,89 25 6669,9 7559,8 Annular

1 1 1 0 45,44 52,56 53,57 54,58 64,34 8,98978 0,28 0,94 57,1 5851,2 8018,8 Annular

2 1 1 1032 45,44 51,66 52,54 53,41 61,64 8,96863 0,26 0,94 49,8 6046,7 8004,4 Annular

3 1 1 2063 45,44 50,78 51,54 52,29 59,13 8,94749 0,23 0,93 42,7 6235,2 7989,8 Annular

4 1 1 3095 45,44 49,94 50,57 51,21 56,81 8,92634 0,2 0,92 35,9 6405,2 7975,7 Annular

5 1 1 4126 45,44 49,15 49,67 50,19 54,67 8,9052 0,18 0,91 29,5 6593,8 7962,4 Annular

6 1 1 5158 45,44 48,37 48,79 49,2 52,69 8,88405 0,15 0,89 23,3 6668,7 7948,3 Annular

1 1 1 0 46,12 52,67 53,67 54,67 64,34 8,98978 0,28 0,94 56,6 5850,9 8647,5 Annular

2 1 1 1032 46,12 51,8 52,67 53,53 61,64 8,96863 0,26 0,94 49 6046,2 8633,2 Annular

3 1 1 2063 46,12 50,96 51,7 52,44 59,13 8,94749 0,23 0,93 41,7 6234,6 8618,1 Annular

4 1 1 3095 46,12 50,16 50,77 51,38 56,81 8,92634 0,2 0,92 34,7 6404,5 8603,5 Annular

5 1 1 4126 46,12 49,4 49,9 50,39 54,67 8,9052 0,18 0,91 28,2 6592,9 8589,7 Annular

6 1 1 5158 46,12 48,66 49,04 49,43 52,69 8,88405 0,15 0,89 21,8 6667,8 8575 Annular

1 1 1 0 46,8 52,61 53,61 54,62 64,34 8,98978 0,28 0,94 56,9 5850,8 9798,9 Annular

2 1 1 1032 46,8 51,81 52,68 53,54 61,64 8,96863 0,26 0,94 49 6046 9779,3 Annular

3 1 1 2063 46,8 51,04 51,77 52,5 59,13 8,94749 0,23 0,93 41,3 6234,3 9763,4 Annular

4 1 1 3095 46,8 50,29 50,9 51,5 56,81 8,92634 0,2 0,92 34 6403,9 9748,2 Annular

5 1 1 4126 46,8 49,59 50,07 50,55 54,67 8,9052 0,18 0,91 27,1 6592,1 9733,7 Annular

6 1 1 5158 46,8 48,91 49,27 49,63 52,69 8,88405 0,15 0,89 20,4 6666,9 9719,7 Annular

6 1 2 5158 43,18 47,23 47,76 48,28 52,69 8,86975 0,15 0,89 29,5 6690,8 7281,3 Annular

5 1 2 4126 43,18 46,85 47,32 47,79 51,78 8,85908 0,14 0,88 26,7 6704,8 7275,4 Annular

4 1 2 3095 43,18 46,48 46,9 47,32 50,9 8,8484 0,12 0,87 24 6709,9 7269,7 Annular

3 1 2 2063 43,18 46,11 46,49 46,86 50,06 8,83772 0,11 0,85 21,3 6677,8 7264,3 Annular

2 1 2 1032 43,18 45,76 46,1 46,43 49,25 8,82705 0,09 0,83 18,8 6657,1 7258,9 Annular

1 1 2 0 43,18 45,42 45,71 46 48,47 8,81637 0,08 0,81 16,3 6583,7 7253,8 Annular

6 1 2 5158 43,85 47,7 48,17 48,65 52,69 8,86975 0,15 0,89 27 6689,8 7020,2 Annular

5 1 2 4126 43,85 47,3 47,73 48,16 51,78 8,85908 0,14 0,88 24,2 6703,8 7014,4 Annular

4 1 2 3095 43,85 46,92 47,3 47,69 50,9 8,8484 0,12 0,87 21,6 6709 7008,9 Annular

3 1 2 2063 43,85 46,55 46,89 47,22 50,06 8,83772 0,11 0,85 18,9 6676,6 7005,4 Annular

2 1 2 1032 43,85 46,2 46,49 46,78 49,25 8,82705 0,09 0,83 16,4 6656 7000,2 Annular

1 1 2 0 43,85 45,85 46,1 46,35 48,47 8,81637 0,08 0,81 14 6582,7 6995,2 Annular

6 1 2 5158 44,52 48,09 48,53 48,97 52,69 8,86975 0,15 0,89 24,9 6688,7 6970,4 Annular

5 1 2 4126 44,52 47,7 48,09 48,48 51,78 8,85908 0,14 0,88 22,1 6702,7 6964,6 Annular

4 1 2 3095 44,52 47,31 47,66 48 50,9 8,8484 0,12 0,87 19,4 6707,8 6959,1 Annular

3 1 2 2063 44,52 46,94 47,24 47,53 50,06 8,83772 0,11 0,85 16,8 6675,3 6953,8 Annular

2 1 2 1032 44,52 46,59 46,84 47,09 49,25 8,82705 0,09 0,83 14,4 6654,8 6948,6 Annular

1 1 2 0 44,52 46,24 46,45 46,66 48,47 8,81637 0,08 0,81 11,9 6581,5 6943,6 Annular

6 1 2 5158 45,19 48,41 48,82 49,23 52,69 8,86975 0,15 0,89 23,2 6687,8 7184,4 Annular

5 1 2 4126 45,19 48,02 48,38 48,74 51,78 8,85908 0,14 0,88 20,3 6701,7 7178,5 Annular

4 1 2 3095 45,19 47,65 47,96 48,27 50,9 8,8484 0,12 0,87 17,6 6706,9 7172,8 Annular

3 1 2 2063 45,19 47,28 47,55 47,81 50,06 8,83772 0,11 0,85 15 6674,2 7167,3 Annular

2 1 2 1032 45,19 46,93 47,15 47,37 49,25 8,82705 0,09 0,83 12,5 6653,6 7162 Annular

1 1 2 0 45,19 46,59 46,77 46,95 48,47 8,81637 0,08 0,81 10 6580,5 7161,8 Annular

1 1 3 0 43,18 45,41 45,7 45,99 48,47 8,8066 0,08 0,81 16,2 6521,3 7253,4 Annular

2 1 3 1032 43,18 45,22 45,48 45,75 48,04 8,80068 0,07 0,79 14,8 6459,6 7250,6 Annular

3 1 3 2063 43,18 45,04 45,28 45,52 47,63 8,79475 0,06 0,77 13,5 6426,6 7247,8 Annular

4 1 3 3095 43,18 44,87 45,08 45,3 47,22 8,78883 0,05 0,75 12,2 6388,9 7245,1 Annular

5 1 3 4126 43,18 44,69 44,89 45,08 46,82 8,7829 0,04 0,72 11 6322,4 7242,4 Annular

6 1 3 5158 43,18 44,53 44,7 44,87 46,43 8,77698 0,03 0,68 9,8 6280,8 7239,8 Annular

1 1 3 0 43,56 45,68 45,94 46,2 48,47 8,8066 0,08 0,81 14,8 6520,7 6991,9 Annular

2 1 3 1032 43,56 45,49 45,72 45,96 48,04 8,80068 0,07 0,79 13,5 6459,1 6991,1 Annular

3 1 3 2063 43,56 45,3 45,52 45,73 47,63 8,79475 0,06 0,77 12,2 6426,1 6988,4 Annular

4 1 3 3095 43,56 45,12 45,32 45,51 47,22 8,78883 0,05 0,75 10,9 6388,4 6985,8 Annular

Page 319: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

5 1 3 4126 43,56 44,95 45,12 45,29 46,82 8,7829 0,04 0,72 9,7 6322 6983,2 Annular

6 1 3 5158 43,56 44,78 44,93 45,08 46,43 8,77698 0,03 0,68 8,5 6280,4 6980,6 Annular

1 1 3 0 43,95 45,91 46,15 46,39 48,47 8,8066 0,08 0,81 13,6 6520 6941,2 Annular

2 1 3 1032 43,95 45,71 45,93 46,15 48,04 8,80068 0,07 0,79 12,3 6458,4 6938,6 Annular

3 1 3 2063 43,95 45,53 45,72 45,92 47,63 8,79475 0,06 0,77 11 6425,5 6935,8 Annular

4 1 3 3095 43,95 45,35 45,52 45,69 47,22 8,78883 0,05 0,75 9,7 6387,8 6933,2 Annular

5 1 3 4126 43,95 45,17 45,32 45,47 46,82 8,7829 0,04 0,72 8,5 6321,5 6930,6 Annular

6 1 3 5158 43,95 45 45,13 45,26 46,43 8,77698 0,03 0,68 7,3 6280 6928,1 Annular

1 1 3 0 44,33 46,09 46,32 46,54 48,47 8,8066 0,08 0,81 12,6 6519,4 7153,4 Annular

2 1 3 1032 44,33 45,9 46,1 46,3 48,04 8,80068 0,07 0,79 11,3 6457,8 7155,5 Annular

3 1 3 2063 44,33 45,72 45,9 46,08 47,63 8,79475 0,06 0,77 10 6424,9 7147,8 Annular

4 1 3 3095 44,33 45,55 45,7 45,86 47,22 8,78883 0,05 0,75 8,7 6387,4 7145,2 Annular

5 1 3 4126 44,33 45,37 45,51 45,64 46,82 8,7829 0,04 0,72 7,5 6321,1 7147,5 Annular

6 1 3 5158 44,33 45,21 45,32 45,43 46,43 8,77698 0,03 0,68 6,3 6279,6 7144,9 Annular

6 1 4 5158 42,71 44,02 44,24 44,46 46,43 8,77179 0,03 0,68 12,4 6326,3 9466 Annular

5 1 4 4126 42,71 43,91 44,11 44,31 46,12 8,76875 0,03 0,63 11,3 6270,9 9463,8 Annular

4 1 4 3095 42,71 43,8 43,98 44,17 45,82 8,76571 0,02 0,57 10,3 6237 9461,5 Annular

3 1 4 2063 42,71 43,69 43,86 44,02 45,52 8,76268 0,01 0,49 9,3 6185 9459,4 Annular

2 1 4 1032 42,71 43,59 43,74 43,88 45,24 8,75964 0,01 0,34 8,3 6155,9 9457,2 Annular

1 1 4 0 42,71 43,49 43,62 43,75 44,95 8,7566 0 0 7,3 6095,7 9455,1

6 1 4 5158 42,87 44,21 44,41 44,62 46,43 8,77179 0,03 0,68 11,4 6326,1 8501,9 Annular

5 1 4 4126 42,87 44,09 44,28 44,46 46,12 8,76875 0,03 0,63 10,4 6270,8 8499,7 Annular

4 1 4 3095 42,87 43,98 44,14 44,31 45,82 8,76571 0,02 0,57 9,4 6236,9 8497,6 Annular

3 1 4 2063 42,87 43,86 44,01 44,16 45,52 8,76268 0,01 0,49 8,4 6185 8495,5 Annular

2 1 4 1032 42,87 43,75 43,88 44,02 45,24 8,75964 0,01 0,34 7,5 6155,9 8493,5 Annular

1 1 4 0 42,87 43,64 43,76 43,87 44,95 8,7566 0 0 6,6 6095,7 8491,5

6 1 4 5158 43,02 44,35 44,54 44,73 46,43 8,77179 0,03 0,68 10,7 6325,8 8099 Annular

5 1 4 4126 43,02 44,22 44,4 44,57 46,12 8,76875 0,03 0,63 9,7 6270,5 8096,8 Annular

4 1 4 3095 43,02 44,1 44,26 44,41 45,82 8,76571 0,02 0,57 8,8 6236,7 8094,8 Annular

3 1 4 2063 43,02 43,99 44,12 44,26 45,52 8,76268 0,01 0,49 7,8 6184,8 8092,7 Annular

2 1 4 1032 43,02 43,87 43,99 44,12 45,24 8,75964 0,01 0,34 6,9 6155,8 8090,7 Annular

1 1 4 0 43,02 43,76 43,87 43,97 44,95 8,7566 0 0 6 6095,7 8088,8

6 1 4 5158 43,18 44,49 44,66 44,84 46,43 8,77179 0,03 0,68 10 6325,6 7669,9 Annular

5 1 4 4126 43,18 44,36 44,52 44,68 46,12 8,76875 0,03 0,63 9,1 6270,4 7667,8 Annular

4 1 4 3095 43,18 44,23 44,38 44,52 45,82 8,76571 0,02 0,57 8,1 6236,6 7665,8 Annular

3 1 4 2063 43,18 44,11 44,24 44,37 45,52 8,76268 0,01 0,49 7,2 6184,7 7663,8 Annular

2 1 4 1032 43,18 43,99 44,11 44,22 45,24 8,75964 0,01 0,34 6,3 6155,8 7661,9 Annular

1 1 4 0 43,18 43,88 43,97 44,07 44,95 8,7566 0 0 5,4 6095,7 7660

Calculation Details - Tube Side - Properties

Temperature °C 64,34 61,64 59,13 56,81 54,67 52,69 51,78 50,06 48,47 47,22 46,12 44,95

Pressure bar 8,98978 8,96863 8,94749 8,92634 8,9052 8,88405 8,85908 8,83772 8,81637 8,78883 8,76875 8,7566

Vapor fraction 0,28 0,26 0,23 0,2 0,18 0,15 0,14 0,11 0,08 0,05 0,03 0

Liquid density kg/m³ 694,91 691,75 688,57 685,4 682,26 679,15 677,63 674,65 671,72 669,27 667,03 664,53

Liquid specific heat kJ/(kg K) 4,761 4,758 4,754 4,751 4,748 4,746 4,744 4,742 4,74 4,738 4,737 4,735

Liquid thermal cond. W/(m K) 0,7472 0,7392 0,7311 0,7232 0,7153 0,7076 0,7039 0,6966 0,6895 0,6836 0,6782 0,6723

Liquid viscosity mPa s 0,2971 0,2942 0,291 0,2878 0,2845 0,2812 0,2796 0,2764 0,2732 0,2705 0,268 0,2653

Surface tension N/m 0,0405 0,04 0,0396 0,0392 0,0388 0,0383 0,0381 0,0377 0,0373 0,0369 0,0366 0,0363

Latent heat kJ/kg 1342,6 1330,6 1317,8 1307 1297,7 1291,1 1286,8 1280,4 1275 1271,2 1267,8 1264,9

Vapor density kg/m³ 5,78 5,82 5,86 5,89 5,92 5,95 5,95 5,97 5,99 6 6,01

Vapor specific heat kJ/(kg K) 2,285 2,283 2,281 2,28 2,278 2,277 2,276 2,276 2,275 2,274 2,274

Vapor thermal cond. W/(m K) 0,0367 0,0363 0,0359 0,0356 0,0353 0,035 0,0349 0,0346 0,0344 0,0342 0,034

Vapor viscosity mPa s 0,0097 0,0096 0,0095 0,0095 0,0094 0,0093 0,0093 0,0093 0,0092 0,0092 0,0092

Page 320: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Condensador HP

CONDENSADOR HP

Calculation Details - X & K Shell - Temperature Profile

mm 0 1032 2063 3095 4126 5158

SS Temp °C 42,71 42,71 42,71 42,71 42,71 42,71

TS Temp °C 44,95 45,24 45,52 45,82 46,12 46,43

SS Temp °C 42,87 42,87 42,87 42,87 42,87 42,87

TS Temp °C 44,95 45,24 45,52 45,82 46,12 46,43

SS Temp °C 43,02 43,02 43,02 43,02 43,02 43,02

TS Temp °C 44,95 45,24 45,52 45,82 46,12 46,43

SS Temp °C 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18

TS Temp °C 44,95 45,24 45,52 45,82 46,12 46,43

SS Temp °C 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18

TS Temp °C 48,47 48,04 47,63 47,22 46,82 46,43

SS Temp °C 43,56 43,56 43,56 43,56 43,56 43,56

TS Temp °C 48,47 48,04 47,63 47,22 46,82 46,43

SS Temp °C 43,95 43,95 43,95 43,95 43,95 43,95

TS Temp °C 48,47 48,04 47,63 47,22 46,82 46,43

SS Temp °C 44,33 44,33 44,33 44,33 44,33 44,33

TS Temp °C 48,47 48,04 47,63 47,22 46,82 46,43

SS Temp °C 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18 43,18

TS Temp °C 48,47 49,25 50,06 50,9 51,78 52,69

SS Temp °C 43,85 43,85 43,85 43,85 43,85 43,85

TS Temp °C 48,47 49,25 50,06 50,9 51,78 52,69

SS Temp °C 44,52 44,52 44,52 44,52 44,52 44,52

TS Temp °C 48,47 49,25 50,06 50,9 51,78 52,69

SS Temp °C 45,19 45,19 45,19 45,19 45,19 45,19

TS Temp °C 48,47 49,25 50,06 50,9 51,78 52,69

SS Temp °C 44,76 44,76 44,76 44,76 44,76 44,76

TS Temp °C 64,34 61,64 59,13 56,81 54,67 52,69

SS Temp °C 45,44 45,44 45,44 45,44 45,44 45,44

TS Temp °C 64,34 61,64 59,13 56,81 54,67 52,69

SS Temp °C 46,12 46,12 46,12 46,12 46,12 46,12

TS Temp °C 64,34 61,64 59,13 56,81 54,67 52,69

SS Temp °C 46,8 46,8 46,8 46,8 46,8 46,8

TS Temp °C 64,34 61,64 59,13 56,81 54,67 52,69

Distance Along Shell

Row 16

Row 15

Row 14

Row 13

Row 12

Row 11

Row 10

Row 9

Row 8

Row 7

Row 6

Row 5

Row 4

Row 3

Row 2

Row 1

Page 321: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

ANEXO C: FACTORES DE CONVERSIÓN LMTD

Page 322: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Figura C-1: Factores de corrección para una carcasa o cualquier número par de paso tubulares

Page 323: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Figura C-2: Factores de corrección para carcasa de flujo dividido y de un número múltiplo de cuatro de pasos tubulares en serie

Page 324: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Figura C-3: Factores de corrección para intercambiadores de flujo cruzado con número par de pasos tubulares en serie

Page 325: Pfc Juan Francisco Rodriguez Garcia

Figura C-4: Factores de corrección para intercambiadores de flujo cruzado dividido con dos pasos tubulares