analisis pinch







Diseño integrado de procesos
El diseño de una nueva planta química o de proceso, o la optimización de una planta existente, es un problema complejo, ya que siempre existen interacciones entre las unidades que forman el proceso, que hacen imposible abordar el diseño de cada una de estas unidades de forma individual. La filosofía de "capas de cebolla"  proporciona una metodologíaestructurada para enfrentarse a este problema de diseño.










Esta metodología se puede resumir en los siguientes pasos:

Se comienza el diseño en la capa más interna de la cebolla (el sistema de reacción), que representa la parte fundamental del proceso, ya que el funcionamiento de la capa interna afecta a todas las capas externas . Se diseña esta sección de forma óptima de acuerdoa la información disponible (de momento incompleta).

Se diseña el sistema de separación y recirculación, con lo que los balances de materia y energía quedan establecidos.

Se diseña el sistema de intercambio de calor y de recuperación energética de la planta, de forma que los consumos energéticos sean mínimos.

Se diseña el sistema de servicios generales (calefacción y refrigeración), quemejor cubran las necesidades energéticas de la planta.
Este proceso de diseño es iterativo, ya que la información obtenida del diseño de las capas exteriores permite modificar y optimizar las capas más internas.









 

Para qué sirve la Tecnología de Pinch?
La Tecnología de Pinch proporciona herramientas para acometer el diseño de las dos últimas capasde la cebolla: la red de intercambio de calor, y los servicios generales.
En un diseño preliminar de la red de intercambio de calor, la Tecnología de Pinch permite obtener los valores mínimos para varios parámetros del proceso:

Cálculo de los servicios mínimos y nivel de dichos servicios, lo que proporciona los COSTES DE OPERACIÓN.

Cálculo del número mínimo de unidades de intercambio decalor, y área de dichas unidades, lo que proporciona una estimación de los COSTES DE INMOVILIZADO.
Estos valores mínimos se pueden obtener sin realizar un diseño detallado de la topología de la red de intercambio, o de los cambiadores que la forman, sino únicamente a partir  de los datos térmicos de las corrientes que constituyen el proceso. Por este motivo, la tecnología de pinch es muy útil paracalcular una estimación rápida del rendimiento de una alternativa de diseño; para obtener información que permita proponer modificaciones y mejoras en esta alternativa de diseño, que afecten a las capas más internas; o para comparar varias alternativas  sin tener que completar el diseño de cada una de ellas.
Una vez realizado el diseño preliminar de la red de intercambio de calor, la Tecnología dePinch proporciona:

Herramientas para diseñar una red de intercambio de calor que alcance los valores mínimos de coste de inmovilizado y consumo energético.

Herramientas para simplificar esta red, de forma que se pueda incluir en el diseño su controlabilidad o su simplicidad.

Herramientas para el diseño de los servicios generales de la planta.











Desde el punto de vistade la energía, las corrientes que forman parte de una planta industrial química o de proceso, pueden ser de dos tipos:

Corrientes "calientes", que son aquellas corrientes que por necesidades del proceso, deben enfriarse.

Corrientes "frías", que son aquellas corrientes que por necesidades del proceso, deben calentarse.
Tanto  los calentamientos como los enfriamientos consumen energía, ypor tanto, dinero.  Una forma evidente de reducir este coste, es utilizar una corriente caliente de proceso para calentar una fría. Sin embargo, en plantas con numerosas corrientes, la forma óptima de realizar estos emparejamientos no es tan evidente. La Tecnología de Pinch (o Pliegue) proporciona una metodología que permite encontrar esta configuración óptima de los emparejamientos de corrientes...