ES2297865T3 - Sistema de control de rendimiento. - Google Patents

Abstract

Un método para detectar y controlar características del sistema de refrigeración, comprendiendo el método las etapas de: * medir un caudal de aportación al medio de refrigeración; * medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración; * medir una conductividad de un medio de refrigeración en recirculación; y * determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula: X= (caudal de aportación al medio de refrigeración) (conductividad de la aportación al medio de refrigeración) (O) (K) (conductividad del medio de refrigeración en recirculación) donde X es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento; O es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y K es una constante. * medir una tasa de corrosión CORRMEDIDA del medio de refrigeración en recirculación; * determinar una tasa de corrosión deseada CORRCONSIGNA del medio de refrigeración en recirculación; y * calcular una velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión Y de acuerdo con la siguiente fórmula: Y = (X) [1 + a (CORRMEDIDA/ CORRCONSIGNA)] donde a es un valor entre alrededor de 0, 1 y alrededor de 8, 0.

Description

Sistema de control de rendimiento.

La invención se refiere a sistemas, incluyendo métodos y aparatos, para controlar el tratamiento químico y la calidad del agua en sistemas de refrigeración mediante la medición de la corrosión y la contaminación para ajustar los parámetros de control del tratamiento en los sistemas de refrigeración.

La finalidad de un sistema de refrigeración es extraer el calor de un proceso y descargar ese calor al ambiente a través de la evaporación y de la descarga de líquido. Un ejemplo de tales sistemas son los sistemas de agua de refrigeración usados para extraer calor de una turbina-condensador. Al extraer el calor se logra que el vapor se condense, dando como resultado una reducción de presión en el lado de vapor-condensado del condensador, y un aumento en la cantidad de energía generada por unidad de combustible utilizada para producir el vapor. Similarmente, otro ejemplo de tales sistemas es una máquina de refrigeración. Dicha máquina puede utilizar un refrigerante, tal como el R-11, R-12 o R-134A, para extraer el calor desde un medio refrigerado, tal como agua, circularlo y transferir el calor a un sistema de refrigeración.

Otro ejemplo de un sistema de refrigeración es uno en el que el calor de un proceso o series de procesos puede transferirse al medio de refrigeración a través de un intercambiador de calor del proceso, tal como un intercambiador en un compresor de gas. La eficiencia operativa de un compresor multi-etapas, tal como un compresor de oxígeno o nitrógeno, puede relacionarse directamente con la temperatura y la presión del flujo de gas entrante en cada etapa del compresor. Cuanto mayor sea la temperatura y la presión por encima de las condiciones de diseño, más potencia se necesitará para comprimir la misma cantidad de gas.

De acuerdo con un ejemplo de un sistema de refrigeración, el medio de refrigeración incluye un líquido, tal como agua. Dicho sistema de refrigeración puede comprender (1) al menos un intercambiador de calor para extraer el calor de uno o más procesos; (2) al menos una bomba para circular el medio de refrigeración a través de al menos un intercambiador de calor; (3) medios para refrigerar el medio de refrigeración, tales como una torre de refrigeración; (4) medios para añadir nuevos medios de refrigeración al sistema, tales medios son mencionados típicamente como recuperación; y (5) medios para descargar una cierta cantidad de medios de refrigeración del sistema, tal descarga es mencionada como purga.

El efecto de refrigeración de acuerdo con tal sistema puede obtenerse por la evaporación de una fracción del medio de refrigeración en una corriente de aire mientras el medio de refrigeración pasa por la torre de refrigeración. Durante el proceso de extraer el calor del medio de refrigeración, puede introducirse aire no saturado en la torre de refrigeración. El aire no saturado puede recoger el fluido evaporado y salir de la torre de refrigeración a una temperatura mayor y en un estado de saturación con respecto al medio de refrigeración.

De acuerdo con otro ejemplo de un sistema de refrigeración, un medio de refrigeración, tal como agua, puede obtenerse de un gran depósito del medio que proporcionará un suministro adecuado del medio de refrigeración a una temperatura suficientemente baja para absorber el calor del proceso o procesos a través de al menos un intercambiador de calor. En dicho ejemplo, el sistema de refrigeración puede incluir (1) una fuente del medio de refrigeración; (2) medios para circular el medio de refrigeración, tales como al menos una bomba de circulación; (3) al menos un intercambiador de calor y (5) un lugar para descargar el medio de refrigeración calentado, tal como la misma masa de medio de refrigeración que es la fuente.

Los sistemas de refrigeración que emplean un medio refrigerante líquido pueden estar sujetos al depósito de materiales contaminantes y procesos tales como, sales endurecedoras, productos corrosivos, biomasa, cieno y lodo del medio de refrigeración, varias filtraciones del proceso y corrosión in-situ. Estos materiales y procesos contaminantes pueden introducirse en los sistemas de refrigeración desde una variedad de fuentes.

Pueden añadirse ciertos materiales de tratamiento al medio de refrigeración o sistema de refrigeración para inhibir, entre otras cosas, la deposición de sales, la corrosión, la formación de biomasas, y la acumulación de otros contaminantes tales como cieno, lodo, productos de corrosión y filtraciones del proceso. Tales materiales de tratamiento pueden incluir uno o más componentes químicos que, en combinación, inhiben efectivamente uno o más de los problemas anteriormente mencionados. Por ejemplo, un material de tratamiento dirigido a inhibir la corrosión puede incluir al menos un inhibidor catódico, al menos un inhibidor anódico, y/o al menos un material adicional, tal como agentes anti-incrustación, tensioactivos y anti-espuma. Otros materiales de tratamiento que pueden añadirse al sistema/medio pueden incluir un ácido, tal como ácido sulfúrico, o un álcali, tal como una solución de sosa cáustica. Estos materiales adicionales pueden controlar el pH del medio de refrigeración dentro de un rango predeterminado de control. Cuando se controla el pH, el ácido se usaría para disminuir el pH y el álcali para elevarlo.

Típicamente, la cantidad de medio(s) de tratamiento añadidos al sistema/medio pueden determinarse por pruebas manuales de laboratorio, análisis del testigo de corrosión, el volumen del medio de refrigeración en el sistema y la cantidad de medio de refrigeración suministrado al sistema en un periodo dado de tiempo. En tales casos, pueden usarse medios, tales como una bomba de inyección química, para inyectar un flujo de un material de tratamiento en el sistema a una velocidad constante en el tiempo.

Cuando se añade(n) material(es) para ajustar el pH, puede utilizarse un sistema de inyección química en bucle cerrado. Por ejemplo, el pH del sistema puede ser vigilado por un dispositivo de vigilancia de pH que controla una bomba o válvula para aumentar o disminuir la alimentación del (de los) agente(s) de ajuste del pH.

Los materiales de tratamiento usados para inhibir los efectos nocivos de las filtraciones del proceso son típicamente controlados manualmente, tanto en forma continua como con la detección de la incidencia de tal filtración. La detección, localización y cuantificación de filtraciones del proceso es una tarea costosa en tiempo que puede ser realizada por un operador de la planta o profesional del tratamiento.

Otro importante aspecto del tratamiento y control de un sistema de refrigeración y de la calidad del medio de refrigeración se refiere a mantener la concentración de materiales disueltos y suspendidos en el medio por debajo del nivel en el que podrían precipitar y aglomerarse. Esto se realiza típicamente ajustando la cantidad de medio de refrigeración concentrado retirado del sistema a través de la purga. Típicamente, esto se ha realizado con el ajuste manual de una válvula de purga, basándose en los análisis de laboratorio del medio de refrigeración en circulación. Más recientemente, la purga se ha automatizado vigilando la conductividad específica del medio de refrigeración y ajustando la válvula de purga para mantener un rango de conductividad especificado.

Típicamente, un sistema de refrigeración incluye un medio de refrigeración, tal como el agua. Las características o propiedades del medio de refrigeración pueden afectar al sistema de refrigeración y su operación. Los parámetros del medio de refrigeración tales como pH, conductividad, tasa de corrosión, temperaturas (como las de la entrada fría, retorno caliente, entrada al intercambiador de calor y salida, entre otras), velocidad de la circulación del medio de refrigeración, tasa de reposición del medio refrigeración y tasa de purga del medio de refrigeración se han vigilado durante largo tiempo para controlar las características del medio de refrigeración. La purga puede servir para desconcentrar los sólidos disueltos en el medio de refrigeración y la reposición reemplaza todas las pérdidas del medio de refrigeración, incluyendo aquellas por evaporación, arrastre por aire, dispersión y purgas. Históricamente, el control automático de los sistemas de refrigeración se ha basado en las mediciones continuas de la conductividad y el pH, por ejemplo. Las mediciones de estos factores pueden suplementarse por pruebas químicas en laboratorio húmedo del nivel residual del inhibidor y otros parámetros relativos a la aplicación específica. En algunos casos, particularmente cuando se usa la filtración de flujo lateral se ha añadido la vigilancia de la turbidez.

El uso de la tecnología de resistencia de polarización lineal para mediciones continuas de las tasas de corrosión fue previamente revelada en las patentes U.S. números 3.069.322, 3.156.631, 3.250.689, 3.607.673 y 3.698.065, todas cuyas revelaciones son por la presente aquí incorporadas por referencia. En la patente U.S. número 4.339.945, para Knudsen, y 4.346.587, para Knudsen y otros, todas cuyas revelaciones son por la presente incorporadas aquí por referencia, se revela una metodología donde en un dispositivo en el cual la medición de la contaminación añadida al pH, conductividad y corrosión se revela y aplica para determinar la efectividad del régimen de tratamiento en la inhibición de la corrosión y contaminación en sistemas de fluidos, tales como agua de refrigeración. Dado que la corrosión puede disminuir la vida económica del equipo en los sistemas de refrigeración y la contaminación puede reducir la eficiencia de la disipación del calor de los procesos de la planta al medio de refrigeración, es muy importante mantener éstas bajo control.

El control tradicional de los sistemas de refrigeración de reciclado abierto incluye típicamente el uso de un controlador en bucle simple para controlar el pH bien con un ácido, tal como ácido sulfúrico, o una base, tal como una solución de sosa cáustica. Puede añadirse un controlador en bucle simple para controlar el nivel de sólidos disueltos en el medio de refrigeración. Tales sólidos disueltos pueden medirse por la conductividad específica, y pueden aumentarse o disminuirse a través del ajuste de la purga, o válvula de descarga. Aumentando la tasa de descarga puede hacerse que los sólidos disueltos en el medio de refrigeración disminuyan. Puede utilizarse también algún tipo de control de la alimentación de los tratamientos químicos para controlar las características de los sistemas de refrigeración. La fecha y la hora combinadas con una función de centralización de intervalos se usan comúnmente en los sistemas de control y, en particular, para añadir varios tipos de microbicidas.

El control del pH y la conductividad típicamente utilizan la tecnología de control o realimentación. El control por realimentación puede proporcionar tanto salidas analógicas como digitales al equipo de operación tales como bombas y válvulas. Las salidas analógicas pueden ir a través de controladores Proporcional Integral Derivativos (PID) para un control más preciso. El caudal de aportación al medio, el caudal de adición al medio de refrigeración para compensar al sistema de las pérdidas del medio por evaporación y otras pérdidas, tales como arrastre por el viento y purga, es típicamente el parámetro básico de control para la alimentación de tratamientos químicos tales como inhibidores y dispersantes (U.S. 3.918.469). En un sistema de refrigeración, y en un sistema de refrigeración acuoso en particular, el medio de aportación puede ser agua suministrada desde al menos una fuente, tal como agua potable municipal, agua de pozo, agua de un proceso de reciclado, agua tratada externamente, y condensado. Otro método comúnmente usado, pero menos preciso, es usar el caudal del medio de purga, lo que requiere la suposición de que las otras pérdidas de líquidos pueden ser o bien fijas o bien proporcionales a la purga. Un tercer medio es llamado "purgar y aportar", del cual proporciona la división de materiales de tratamientos a la vez que se actúa una válvula todo o nada de aportación o purga, por ejemplo, solenoide.

La tecnología de la resistencia de polarización lineal (LPR, del inglés Linear Polarization Resistance) se ha usado durante cerca de tres décadas para la vigilancia continua de las tasas de corrosión. Esta tecnología se comercializa como un monitor "CORRATER" por Rohrback Cosasco Systems, Inc. Las señales analógicas proporcionadas por el monitor CORRATER son proporcionales a las tasas de corrosión "instantáneas" o al desequilibrio de corrosión "instantáneo". De hecho, los monitores CORRATER determinan la LPR durante un período de tiempo que puede ser tan pequeño como alrededor de dos minutos o tan largo como alrededor de 20 minutos. De ahí que "instantáneo" es un término relativo cuando se compara con las técnicas no continuas, que pueden requerir entre alrededor de 30 a alrededor de 90 días de exposición del testigo.

El Factor de Contaminación (FC) es una unidad de medida de ingeniería reconocida. El FC proviene de la deposición de contaminantes sobre la superficie de transferencia de calor. El analizador P-U-L-S-E, disponible de Ashland Chemical, Drew Industrial Division, proporciona la posibilidad de determinar el FC. El monitor ONGUARD CFM-1000, también disponible de Ashland Chemical, Drew Industrial Division, determina el Índice de Contaminación (IC). La investigación ha demostrado que el IC y el FC tienen tendencias idénticas, aún cuando son numéricamente diferentes y se calculan de formas distintas.

Los métodos conocidos para vigilar las características de los sistemas de refrigeración y controlar los parámetros de los sistemas pueden ser de tres tipos. El primero de esos tipos incluye aquellos que se han prestado tradicionalmente al control automatizado por realimentación de ciertos parámetros, tales como el pH para el control de la alimentación de ácido o sosa y la conductividad para el control del aporte o purga.

El segundo tipo son aquellos que detectan los residuos de un componente específico en el tratamiento químico donde puedan ser adecuadamente medidos en tal corriente del medio de refrigeración. Hay dos métodos conocidos para este tipo de vigilancia. El primer método incluye la detección de un único componente activo, mientras que el segundo tipo de detección incluye la detección de un material inerte que actúa como un trazador.

Los monitores de fosfatos son ejemplos del primer método para la detección ya que detectan sólo una única especie de fósforo, el ortofosfato, en el sistema de agua de refrigeración. De hecho, el tratamiento químico puede incluir varios materiales diferentes con fósforo junto con varios polímeros, azoles aromáticos y otros constituyentes.

En presencia de iones de calcio, magnesio, ferrosos y férricos, los ortofosfatos tienen una solubilidad limitada. La solubilidad limitada es una función compleja del pH, temperatura y concentración iónica. En algunos sistemas, la solubilidad de tales materiales bajo temperaturas y presiones operativas puede estar cercana a los límites de control deseados haciendo difícil diferenciar entre una alimentación excesiva y condiciones que pueden conducir a una deposición y, finalmente a la corrosión por depósito.

El uso de un compuesto trazador inerte que, a diferencia de los materiales activos, puede detectarse en la corriente del medio de refrigeración tiene sus propios puntos flacos debido a que sólo puede indicar al usuario cuánto material de trazador es el que hay en el sistema. Puede ser incapaz de determinar la eficacia del tratamiento. Por ejemplo, un material de tratamiento, tal como un constituyente activo en una composición de inhibición de corrosión, típicamente es consumido por reacción(es) en el proceso de inhibición de la corrosión, o cualquier otro proceso al que estén dirigidos a inhibir. El material de tratamiento restante es la porción que la(s) reacción(es) no consumen y/o la(s) porción(es) residual(es) requerida(s) para mantener las reacciones involucradas hasta su finalización. Los materiales inertes, por otro lado, pasan a través del sistema sin reaccionar sustancialmente con nada. El razonamiento anterior puede aplicarse a cualquier material de tratamiento.

Otras técnicas de vigilancia incluyen la monitorización discontinua tal como un análisis completo químico y microbiológico del agua de circulación y el análisis de los testigos de corrosión.

La presente invención supera los problemas de las técnicas anteriores y proporciona un sistema de control basado en el rendimiento que integra la detención del rendimiento clave, incluyendo la contaminación y corrosión, en un sistema de control. Como tal, es verdaderamente único y una mejora significativa de las técnicas anteriores.

En vista de lo anterior, es un objetivo de la presente invención ajustar el tratamiento químico de los medios de refrigeración para controlar la corrosión y contaminación a niveles económicamente aceptables para mantener una disipación eficiente del calor y proteger la vida económica del equipo del sistema de refrigeración.

Una ventaja de la presente invención es que se basa en la medición directa de los efectos de la contaminación y corrosión, por ejemplo, del tratamiento y control, en oposición a monitores y controladores que miden y controlan basados en trazadores u otros compuestos químicos que pueden formar un componente de un material de tratamiento de componentes múltiples.

Otra ventaja de la presente invención es que la invención sustituye las tecnologías de control de lazo simple tradicionales con control integrado, utilizando múltiples mediciones de entrada y lógica para controlar salidas simples añadiendo además un control en cascada para integrar contaminación y corrosión.

De acuerdo con estos y otros objetos y ventajas, los aspectos preferidos de la presente invención proporcionan métodos y aparatos tal como se definen en las reivindicaciones.

Aún otros objetos y ventajas de la presente invención serán claramente aparentes para aquellos experimentados en estas técnicas de la siguiente descripción detallada en la que se muestran y describen sólo las realizaciones preferidas de la invención, simplemente ilustrando el mejor modo concebido de llevar a cabo la invención. Como será evidente, la invención es capaz de otras y diferentes realizaciones, y sus varios detalles son capaces de modificaciones en varios aspectos obvios, sin separarse de la invención. De acuerdo con ello, los dibujos y la descripción han de ser vistos como de naturaleza ilustrativa y no como restrictivos.

La figura 1 es una representación esquemática de una realización de un sistema de refrigeración incluyendo una realización de un sistema de control de acuerdo con la presente invención integrada en él.

La presente invención puede emplear tecnologías tradicionales y parámetros conocidos descritos anteriormente para controlar un sistema de refrigeración. Sin embargo, además de o en lugar de, estas tecnologías tradicionales y parámetros conocidos, la presente invención utiliza tanto las tasas de corrosión de la resistencia de polarización lineal (LPR) como el Índice de Contaminación (IC) en los esquemas de control. Además, la presente invención se basa en una tecnología de equilibrio del material básico que mantiene una concentración predeterminada de los elementos químicos de tratamiento en el medio de refrigeración en circulación. La presente invención puede ser también útil para controlar los microbicidas de oxidación en un medio de un sistema de refrigeración.

Para controlar las condiciones en un sistema de refrigeración, la presente invención puede incluir medios para vigilar variables de contaminación y corrosión dependientes del tiempo en un método para ajustar los parámetros de control del tratamiento. A pesar de lo anterior, algunas de las mediciones en las que se basa el control pueden ser instantáneas. Los parámetros pueden incluir, pero no limitarse a, pH, conductividad, ciclos de concentración, potencial de oxidación-reducción (POR) y turbidez para optimizar la eficiencia de la disipación del calor y minimizar el deterioro de los materiales de construcción resultante de la corrosión y la contaminación. Basando un sistema de control en la contaminación y la corrosión, la presente invención extiende la tecnología conocida desarrollando una metodología de control de procesos basados en cascada que utiliza las mediciones de contaminación y corrosión para ajustar los parámetros operativos con el fin de minimizar los efectos nocivos de ambos y asegurar la optimización del rendimiento del sistema de refrigeración. Adicionalmente, la sensibilidad de esta metodología es una mejora significativa sobre todas las tecnologías disponibles.

De acuerdo con la presente invención, los cambios en los parámetros de un sistema de refrigeración pueden vigilarse y controlarse mediante la vigilancia de la corrosión y el Factor de Contaminación. Los materiales que son añadidos al sistema de refrigeración para ajustar los parámetros pueden controlarse entonces ajustando la velocidad de alimentación de los materiales. De acuerdo con la presente invención, se ha descubierto que la tasa de corrosión y el Índice de Contaminación pueden usarse como medios para modificar la velocidad de alimentación de los componentes químicos y otros parámetros controlados, tales como la tasa de purga, la cual, a su vez, altera los ciclos de concentración. En consecuencia, la presente invención se basa en un control en cascada. Por tanto, similarmente a controlar la presión del medio de refrigeración para controlar la temperatura del medio de refrigeración, la presente invención usa la corrosión y contaminación para controlar otros parámetros.

El algoritmo de equilibrio del material básico toma la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

\vskip1.000000\baselineskip

donde:

X =

tasa de suministro del material de tratamiento;

\Omega =

concentración deseada en el medio de refrigeración en circulación, y

K

representa una constante. El valor de K puede ajustarse dependiendo de la medición del caudal. Si el caudal se mide en galones por minuto y se desea que X se exprese en libras por minuto, K sería alrededor de 120.000. Por otro lado, si el caudal se mide en metros cúbicos por hora y se desea que X se exprese en kilogramos por hora, entonces K sería alrededor de 1.000. Pueden calcularse fácilmente otros valores de K en base a las distintas unidades usadas.

Típicamente, en los esquemas de refrigeración, la tasa de suministro del material de tratamiento se mide en libras por cada millón de libras de medio de aportación requerido para mantener una concentración deseada del material de tratamiento. También, \Omega se mide típicamente en mg/l. Sin embargo, las unidades pueden variar, dependiendo del tamaño del sistema de refrigeración, parámetro y/o material de tratamiento, entre otros factores.

El valor de \Omega puede depender de las propiedades químicas esperadas del medio de refrigeración en el sistema en funcionamiento y de la composición química del producto. Típicamente, \Omega será diferente para cada producto de tratamiento. También, el valor de \Omega puede incrementarse o disminuirse para una combinación específica de producto y sistema basándose en la amplia experiencia con un sistema de refrigeración particular.

\newpage

La fórmula para X es un cálculo básico que podría usarse por alguien experimentado en las técnicas de tratamiento de medios de refrigeración para calcular la velocidad de alimentación del tratamiento químico basándose en mantener una concentración específica en el medio de refrigeración en circulación.

En la lógica de control, X se determina por un sistema de bucle abierto, esto es, la concentración real del producto de tratamiento en el medio de refrigeración en circulación no es medida por el sistema de control. En este caso, Q es la entrada de referencia al lazo de control que regula la velocidad a la cual se alimenta el material de tratamiento X. \Omega se ajusta como función de una segunda variable aunque no relacionada, llamada la función de cascada comentada en detalle a continuación. La función cascada puede ser \alpha, para tasa de corrosión, o \beta, para el Índice de Contaminación.

Como se comentó anteriormente, la tasa de corrosión puede caracterizarse en el anterior cálculo para la velocidad de alimentación del material con el uso de la función en cascada que proporciona un aumento por pasos inteligentes en la velocidad de alimentación del tratamiento para mantener una tasa de corrosión dentro de los límites permisibles. Los valores del factor en cascada calculados pueden usarse para aumentar la velocidad de alimentación del producto específico multiplicando X por el factor en cascada para determinar la velocidad de alimentación ajustada Y. Por ejemplo, en un sistema de un medio de refrigeración en recirculación abierto, se desea mantener una tasa de corrosión igual a o menor que 76 \mum por año en acero dulce, por ejemplo AISI (American Institute of Steel Industries) 1010, tal como la mide un monitor CORRATER.

La función en cascada para la tasa de corrosión se aplica típicamente como un factor en una etapa inteligente, de acuerdo con la tabla siguiente:

\vskip1.000000\baselineskip

1

\vskip1.000000\baselineskip

Los valores anteriores son solo ejemplos de los factores de cascada que se pueden emplear. Adicionalmente, todos los valores son aproximados y pueden variar respecto a los anteriores sin apartarse de la invención.

Los factores de cascada mostrados en la tabla anterior son factores sin dimensiones determinadas empíricamente basándose en la experiencia en campo y en datos de laboratorio. Los valores pueden ser una función de la naturaleza química del producto, diseño del sistema y condiciones operativas y/o una combinación de los anteriores. Por ejemplo, en un intercambiador de calor donde el medio de refrigeración está del lado de la carcasa, la velocidad del fluido es normalmente muy lenta. Si la carga térmica de tal intercambiador de calor es tal que la temperatura superficial es alta, por ejemplo, mayor que alrededor de 60ºC, el potencial tanto de contaminación como de corrosión es muy alto. La naturaleza química de algunos productos inhibidores de corrosión pueden, en altas concentraciones aumentar realmente el Índice de Contaminación, mientras que otros pueden tener muy poco o ningún efecto. Por tanto, para el primero, podemos usar valores de aproximadamente 1,00, 1,10, 1,25, 1,5 y 1,8 para los factores de cascada.

En algunos casos, tales como cuando se usan específicamente un azol aromático para inhibir la corrosión del cobre y aleaciones que contienen cobre, el factor de cascada puede ser aproximadamente 0,6, 1,0, 2,0, 4,0 y 8,0 respectivamente. Esto se debe parcialmente al hecho de que normalmente, las tasas de corrosión son tan lentas en tales metales, por ejemplo, menos de alrededor de 5,1 \mum por año, y que los trastornos, cuando ocurren, son potencialmente severos. Sin embargo, el azol aromático no tiene un efecto perjudicial sobre la contaminación. Otro problema es la eficacia en coste. Por ejemplo, los azoles aromáticos son muy caros y normalmente usados en muy bajas dosis.

Un ejemplo que involucra el uso de azoles aromáticos se refiere a una estación de generación eléctrica. La estación emplea cloro de forma periódica, por ejemplo, alrededor de una vez cada aproximadamente dos días, como un microbicida de oxidación para inhibir la acumulación de biomasa. Típicamente, la tasa de corrosión de una aleación de cobre está por debajo de alrededor de 5,1 \mum por año. Sin embargo, durante la aplicación del cloro, la tasa de corrosión para el cobre puede superar las 510 \mum por año. Aunque esa elevada tasa de corrosión puede durar sólo unas pocas horas, la tasa elevada podría haberse reducido si el sistema de control tuviera la habilidad de ajustar el nivel de la dosis de azol aromático durante el periodo de cloración.

Como alternativa, la función de cascada de la tasa de corrosión puede aplicarse como un algoritmo para ajustar continuamente el inhibidor de corrosión como función de la relación entre el punto de consigna de la tasa de corrosión y la tasa de corrosión real, tal como:

Si CORR_{MEDIDA}>CORR_{CONSIGNA},

\hskip0.3cm

entonces

Y = (X) [1 + \alpha (CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA})]

donde:

\alpha =

un valor numérico empíricamente determinado entre alrededor de 0,1 y alrededor de 2,0 y

Y =

tasa de suministro del inhibidor de corrosión.

\vskip1.000000\baselineskip

De acuerdo con la invención, se puede usar un control en cascada de tipo similar para ajustar el Índice de Contaminación (IC). El Índice de Contaminación es un fenómeno dependiente del tiempo. El Índice de Contaminación es un número sin dimensiones que puede calcularse basándose en la temperatura global del medio de refrigeración, temperatura de una pared entre la fuente de calor y la corriente del medio de refrigeración, un caudal de la corriente del medio de refrigeración cuando pasa por la superficie calentada, un nivel de potencia asociado con la superficie calentada y factores para convertir un caudal medido del medio de refrigeración en un valor para la velocidad del fluido y romper el estrés contra la superficie calentada.

Los datos base para calcular el Índice de Contaminación pueden obtenerse en condiciones de limpieza para fijar el punto de comienzo o IC cero. El Índice de Contaminación puede entonces calcularse de acuerdo con la fórmula a continuación. Tras adquirir los datos base, pueden detectarse periódicamente valores para las variables listadas anteriormente y calcularse el Índice de Contaminación para cada momento de detección. La detección periódica de las variables el recálculo del Índice de Contaminación permite la medición del IC en condiciones de operación. El periodo de tiempo entre detecciones puede variar. Típicamente, el tiempo puede ser tan corto como unos pocos segundos o tan largo como una hora. La investigación ha demostrado que bajo ciertas condiciones normales de contaminación, las lecturas tomadas a intervalos de alrededor de treinta (30) segundos a alrededor de cinco (5) minutos proporcionan los resultados óptimos. Sin embargo, en casos de contaminación severa, se pueden garantizar unos intervalos de tiempo más cortos. Por ejemplo, se han utilizado intervalos de tiempos tan cortos como alrededor de treinta segundos a alrededor de un minuto. En condiciones de contaminación despreciable, los intervalos de tiempo pueden ser más largos. Por ejemplo, se han utilizado intervalos de alrededor de quince a alrededor de treinta minutos. Aunque pueden utilizarse periodos de tiempo más largos, la utilidad de intervalos mayores de treinta minutos puede ser una función del diseño del sistema y de las condiciones de funcionamiento. Sin embargo, típicamente, cuanto más largo sea el intervalo menor será la sensibilidad del control ante cambios en el Índice de Contaminación. De ahí que aunque sean posibles intervalos más largos, no pueden utilizarse muy a menudo.

El Índice de Contaminación puede calcularse de acuerdo con la siguiente fórmula:

IC = (A)\{[ (T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{a} - [(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{i}\} + J

donde:

J =

(C) [(T_{b})_{a}-(T_{b})_{1}] + (D)(F_{a}-F_{1}) + (E)(Potencia_{a}-Potencia_{1})

F =

caudal

J =

factor de corrección,

Potencia =

\hskip0.3cm

potencia

T_{b} =

temperatura de la masa fluida

T_{w} =

temperatura de la pared

i

representa las medidas iniciales,

a

representa las medidas actuales y

A, B, C, D y E

\hskip0.3cm

representan factores de corrección.

El valor de los factores de corrección A, B, C, D, E y J puede variar, dependiendo de la aplicación y del efecto deseado de los materiales de tratamiento, la tasa de adición de aquellos que pueden ser afectados por el valor del Índice de Contaminación. Por ejemplo, el factor de corrección A puede estar entre alrededor de 0,002 y alrededor de 1000. De acuerdo con una realización preferida el factor de corrección A está en unos 400.

\newpage

El factor de corrección B puede usarse para ajustar los cambios en el caudal. El factor de corrección B puede ser especialmente bueno para compensar pequeños cambios en el caudal. El factor de corrección B puede considerar el valor total del caudal.

El factor de corrección B puede variar desde alrededor de 0,167/F a alrededor de 1/F. De acuerdo con la realización preferida, el factor de corrección B puede ser de alrededor de 0,25/F.

En una realización, los factores de corrección C, D, y E tienen valores de alrededor de 0,321, alrededor de 1,432 y alrededor de 0,0665, respectivamente. Sin embargo, los valores de cada uno de estos factores pueden variar, dependiendo de la realización y de la aplicación, entre otros factores. Por ejemplo, mientras C puede tener un valor de entre alrededor de 0,2 a alrededor de 0,7, D puede tener un valor de entre alrededor de 0,9 a alrededor de 1,85 y E puede tener un valor de entre alrededor de 0,03 a alrededor de 0,13.

En una realización, A tiene un valor de alrededor de 400, B tiene un valor de alrededor de 0,25/F, C tiene un valor de alrededor de 0,321, D tiene un valor de alrededor de 1,432, y E tiene un valor de alrededor de 0,0665.

La fórmula para el valor de J es el resultado de una serie de ejecuciones de calibración. La fórmula para el factor de corrección J incluye preferiblemente términos que corrigen los cambios en la temperatura de la masa del medio de refrigeración, flujo y potencia. El factor de corrección J puede calcularse basándose en el cambio en las condiciones entre los datos base y las últimas lecturas. Aunque pueden usarse otros valores para el factor de corrección J, un valor calculado de acuerdo con la fórmula anterior puede "normalizar" los datos eliminando el ruido restante.

El valor de cualquiera de los factores de corrección, y particularmente el factor de corrección A puede variar, dependiendo de cómo el usuario desea la escala de los valores calculados. Adicionalmente, el Índice de Contaminación puede corregirse también sin usar uno o más de los factores de corrección. Sin embargo, puede ser deseable un factor de corrección para eliminar el "ruido" en el cálculo. Esto es, sin un factor de corrección, la amplitud del ruido puede exceder los cambios de los valores del Índice de Contaminación. Adicionalmente, el valor del Índice de Contaminación puede ajustarse usando los factores de corrección ayudando a asegurar que los valores anómalos altos y/o bajos no causen reacciones adversas y contribuyan a los problemas de contaminación si, por ejemplo, la concentración resultante del material de tratamiento es demasiado alta.

La economía puede jugar también un papel en la aplicación de los índices de contaminación calculados. Por ejemplo, un diseñador de un intercambiador de calor puede fijar diferentes niveles permisibles de contaminación para diferentes intercambiadores de calor, estableciendo así para ellos niveles diferentes de tolerancia a la contaminación.

Como otro ejemplo del papel que la economía puede jugar en la operación de un sistema de refrigeración, tenemos los límites económicos del operador, bien a nivel individual o a nivel corporativo, del sistema de refrigeración puede decidir que ciertas condiciones serán económicamente aceptables. Como ilustración, en un caso, una vieja planta que se ha planificado cerrar en unos pocos años puede encontrar que una alta tasa de corrosión sea aceptable. Así, el operador de esa planta puede elegir limitar la máxima concentración de los materiales inhibidores de corrosión limitando el factor de amplitud o elevando el punto de consigna.

A pesar de que existen otros algoritmos para calcular los términos anteriores, incluyendo IC, difieren principalmente en modificaciones que podrían alterar los resultados numéricos. Tales alteraciones podrían incluir cambiar la normalización. Por ejemplo, el valor de los factores de corrección podría variarse.

El control de IC puede basarse en dos factores, primero el IC_{REAL} en comparación con IC_{CONSIGNA} y segundo, la tasa de cambio de IC con el tiempo (\DeltaIC/\Deltat) una vez que se alcanza el equilibrio con el fluido del entorno. Tanto los pasos inteligentes como el ajuste continuo del desplazamiento del control son aplicables a tales sistemas.

Por ejemplo, si IC_{REAL}>IC_{CONSIGNA}

\hskip0.3cm

entonces,

Z = (X) [1 + (\beta) (IC_{REAL}/IC_{CONSIGNA})],

donde \beta es un valor empíricamente determinado entre alrededor de 0,0 y alrededor de 4,0 y Z es la velocidad de alimentación del material anticontaminación. Una función de paso inteligente puede usarse también para ajustar la velocidad de alimentación del material anticontaminación.

2

Los valores anteriores son sólo ejemplos de los factores de cascada que pueden emplearse. Adicionalmente, todos los valores son aproximados y pueden diferir de los anteriores sin apartarse de la invención.

Los factores de cascada mostrados en la tabla anterior son factores sin dimensiones empíricamente determinados basándose en la experiencia en campo y en datos de laboratorio. Los valores pueden ser función de la naturaleza química del producto, diseño del sistema y condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, en un intercambiador de calor en el que el medio está del lado de la carcasa, la velocidad del fluido es normalmente muy lenta. Si la carga térmica de tal intercambiador de calor es tal que la temperatura superficial es alta, por ejemplo, mayor que alrededor de 60ºC, el potencial tanto de contaminación como de corrosión es muy alto. La naturaleza química de algunos productos inhibidores de corrosión pueden, en altas concentraciones aumentar realmente el Índice de Contaminación, mientras que otros pueden tener muy poco o ningún efecto. Por tanto, en primer lugar, podemos usar valores de aproximadamente 0,00, 0,10, 0,25, 0,5 y 0,8 para los factores de cascada.

En algunos casos, tales como cuando se usa específicamente un azol aromático para inhibir la corrosión del cobre y aleaciones que contienen cobre, el factor de cascada puede ser aproximadamente 0,6, 1,0, 2,0, 4,0 y 8,0 respectivamente. Esto se debe parcialmente al hecho de que normalmente, las tasas de corrosión son tan lentas en tales metales, por ejemplo, menos de alrededor de 5,1 \mum por año, y que los trastornos, cuando ocurren, son potencialmente severos. Sin embargo, el azol aromático no tiene un efecto perjudicial sobre la contaminación. Otro problema es la eficacia en coste. Por ejemplo, los azoles aromáticos son muy caros y normalmente usados en muy bajas dosis.

Las elevadas tasas de corrosión que podrían causar daño significativo al sistema por sí mismas, podrían dar como resultado la liberación de excesivas cantidades de productos de corrosión tales como hidróxidos ferrosos y férricos en la corriente del medio de refrigeración. Dependiendo de la naturaleza química del medio de refrigeración, estos materiales pueden reaccionar con otros iones en la corriente del medio de refrigeración para formar contaminantes, pueden actuar como aglomerantes de otros sólidos suspendidos, tales como cieno, biomasa, y fugas del proceso, o ser oxidados para formar sus propios contaminantes (por ejemplo, oxido férrico).

Por tanto, la presente invención puede incluir también un algoritmo para incrementar adicionalmente la velocidad de alimentación de anticontaminante cuando la tasa de corrosión excede de un valor predeterminado y permanecer en esa alta tasa por un período de tiempo tras haberse reducido la tasa de corrosión para inhibir una deposición adicional.

De acuerdo con el algoritmo para la corrosión aumentada, si CORR_{MEDIDA} > (G) (CORR_{CONSIGNA}), donde G es un factor de corrección, entonces el algoritmo que gobierna la velocidad de alimentación del material en condiciones de corrosión normal será ajustado adicionalmente como sigue:

Z = (X) [1 + \beta (IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA})] + (\theta) (CORR_{MEDIDA}/(G) CORR_{CONSIGNA}),

donde \beta es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0 y \theta es un valor entre alrededor de 0,2 y alrededor de 2,0. Los valores de \alpha, \beta y \theta son preferiblemente funciones de las naturalezas químicas de los respectivos materiales de tratamiento.

El valor del factor de corrección G en la fórmula anterior puede basarse en la suposición de que un usuario utilizase una consigna que será más baja con seguridad que la tasa de corrosión máxima permisible para el sistema particular. Por ejemplo, el factor de corrección G puede tener un valor de desde alrededor de 1,1 alrededor de 2,0. Un valor de 1,1 proporcionaría aproximadamente un factor de seguridad del diez por ciento, mientras que un valor de alrededor de 2,0 proporcionaría un factor de seguridad de alrededor del cien por cien.

En una realización, el factor de corrección G es alrededor de 1,5. Tal valor supone que el punto de consigna está fijado en alrededor de 66,7% del máximo valor permisible de corrosión. Si el punto de consigna fuera alrededor del 80%, entonces el factor de corrección G sería alrededor de 1,25. Adicionalmente, si el punto de consigna fuera alrededor del 90%, entonces el factor de corrección G sería alrededor de un valor de 1,11. Por tanto, puede verse como podrían derivarse valores diferentes del factor de corrección.

\theta es otro factor de cascada. Puede usarse para ajustar la dosis del dispersante cuando tiene lugar una alta tasa de corrosión. Una razón para ello es que los productos de corrosión, tales como los iones ferrosos y férricos reaccionan posteriormente con el ión hidroxilo y aglomeran entonces otros contaminantes tales como sólidos suspendidos, componentes endurecedores y microflora para formar depósitos adicionales de contaminación. Como en el caso de \beta, \theta puede usarse para aumentar la velocidad de alimentación del dispersante debido a un aumento en la tasa de corrosión indicada. Los valores para \theta pueden estar al mismo rango que el rango de valores para \beta comentado anteriormente. Alternativamente, estos factores pueden dividirse, usando dos dispersantes separados, uno como un suplemento específicamente dirigido a neutralizar los efectos perjudiciales de la excesiva corrosión y el otro basado solamente en el equilibrio de material y en \beta.

Un aparato de acuerdo con la presente invención incluye medios para medir el caudal de aportación a un medio del sistema de refrigeración, medios para medir la conductividad de la aportación a un medio del sistema de refrigeración, medios para medir la conductividad del medio de refrigeración en recirculación y medios para determinar la velocidad de alimentación del material de tratamiento basándose en la fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde: X es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento, \Omega es la concentración deseada del compuesto de tratamiento y K es una constante. En esta fórmula, si los valores se miden de acuerdo con el sistema inglés de medidas, el caudal de aportación puede medirse en galones por unidad de tiempo. El factor de 120.000 puede usarse para convertir el caudal a millones de libras. Así, X se expresará en libras por unidad de tiempo. En unidades métricas, el caudal puede medirse en metros cúbicos por unidad de tiempo y X estaría entonces en gramos por unidad de tiempo. El valor de K podría ajustarse como se describió anteriormente para tener en cuenta las unidades en las que están expresadas las mediciones de los otros valores ecuación.

En consecuencia, un aparato de acuerdo con la invención que utiliza el caudal de aportación puede incluir un dispositivo para determinar el Índice de Contaminación y un segundo dispositivo que proporciona todas las otras mediciones y todas las funciones de control. Los dos dispositivos podrían incluirse en una única unidad.

Un controlador utilizado de acuerdo con la presente invención puede incluir un microprocesador, el microprocesador puede ser de cualquier tipo. Por ejemplo, el microprocesador puede ser de la serie "86" suministrado por INTEL, incluyendo el procesador PENTIUM y cualquier otro procesador futuro de INTEL. El aparato puede usar también cualquier microprocesador disponible. Ejemplos de microprocesadores que la invención puede emplear incluyen microprocesadores suministrados por MOTOROLA, tal como de la línea 68000 empleados en los ordenadores Macintosh, procesadores POWER PC, o cualquier otro microprocesador disponible de cualquier otro fabricante.

El microprocesador puede incluir para el programa una tecnología EPROM, EEPROM y/o Flash ROM. Puede usarse también cualquier otra tecnología de memoria en un aparato de acuerdo con la presente invención. También, el aparato puede incluir una deseable cantidad de RAM. La RAM puede ser alimentada por batería.

Pueden incluirse también en el aparato un dispositivo de entrada/salida digital, un dispositivo de entradas/salidas analógicas, un decodificador de teclado y una interfase de usuario. La interfase podría incluir un teclado de 20 teclas con un visualizador de 4 líneas de 40 caracteres. El aparato podría incluirse en un envolvente industrial único protegido del ambiente.

Una realización alternativa podría basarse en un controlador lógico programable (PLC) con RAM y capacidad similar de entradas/salidas que la realización descrita anteriormente. Esta realización alternativa podría incluir una interfase de usuario gráfica o de líneas múltiples. También, todos los componentes del sistema podrían incluirse en un único aparato.

Un controlador de acuerdo con la invención puede recibir y usar señales de entrada de un monitor de corrosión, un monitor de pH, un monitor de conductividad y, posiblemente, un monitor del potencial de oxidación-reducción. La tecnología de resistencia de polarización lineal (LPR) debe usarse para medir la tasa de corrosión. Un ejemplo de la tecnología LPR es el CORRATER suministrado por Rohrback Cosasco Systems. La conductividad y el pH son medidas por monitores que podrían obtenerse de Foxboro Analytical, Signet Scientific, Great Lakes Instruments, Lakewook Instruments, Leeds & Northrup, Rosemount Analytical, Johnson-Yokagawa y TBI Bailey Instruments. Todas las compañías listadas anteriormente son fabricantes de instrumentos de pH y conductividad.

Las señales de entrada al controlador pueden suministrarse por sensores-transmisores y/o monitores genéricos. Ejemplos de tales sensores y monitores, son aquellos fabricados por Fisher-Rose, Foxboro Company, Johnson-Yokagawa, Hach Co., GF Signet Scientific, Rohrback Cosasco Systems y otros, los cuales determinan parámetros tales como el uso de la aportación al medio de refrigeración, purga del sistema de refrigeración, temperaturas del medio refrigeración y varios puntos en el sistema, parámetros del medio de refrigeración tales como pH, conductividad, potencial de oxidación-reducción (POR), turbidez, tasa de corrosión y/o iones específicos tales como ortofosfato, molibdato o sílice. Cualquiera de dichos parámetros puede determinarse también en la aportación al medio de refrigeración. Además, puede obtenerse una señal analógica de entrada de un monitor de contaminación.

\newpage

Un aparato de acuerdo con la invención puede incluir también un segundo sistema microprocesador similar al sistema microprocesador descrito anteriormente con una EPROM diferente usado para determinar la contaminación. Este segundo microprocesador puede incorporar un controlador de potencia electrónicamente controlado para suministrar una cantidad predeterminada de calor con un flujo de calor constante a través de una superficie de transferencia de calor. Un dispositivo de medida de temperaturas puede localizarse entre el elemento calentador y la superficie de transferencia de calor. Puede proporcionarse un segundo dispositivo de medida de temperaturas en la corriente del fluido que entra en el monitor.

También, puede usarse un monitor de flujo para determinar el caudal del medio de refrigeración que entra en el dispositivo. Ese flujo puede controlarse manualmente con una válvula de salida o una combinación de válvulas en la salida con un regulador de presión en la entrada, si la presión en la línea varía significativamente. La superficie calentada forma la superficie interior de un conjunto de flujo anular. El calor puede suministrarse como energía eléctrica y el diseño asegura que todo el calor se transferirá al medio de refrigeración cuando él pasa a través de la superficie calentada. Pueden ajustarse el flujo y la potencia para simular las condiciones de funcionamiento reales de la planta dentro de una porción del intercambiador de calor del proceso que funciona con el mismo medio de refrigeración.

Un ejemplo de monitor de contaminación utilizado en un aparato de acuerdo con la invención es el monitor ONGUARD CFM-1000 producido y comercializado por Ashland Chemical Company, Drew Industrial Division de Boonton, Nueva Jersey. Un ejemplo de un controlador que puede utilizarse en aparatos de acuerdo con la invención es el controlador de medio de refrigeración ONGUARD Alpha que también es producido y distribuido por Ashland Chemical Company, Drew Industrial Division de Boonton, Nueva Jersey. El controlador Alpha preferiblemente mide el caudal de aportación al medio de refrigeración, el pH, la conductividad, la tasa de corrosión y el POR. Sin embargo, puede vigilar también muchos otros parámetros. Aunque el caudal del medio refrigeración, pH, conductividad, tasa de corrosión y POR son los parámetros que tienen particularmente interés en la invención.

De acuerdo con una realización de la invención, se utiliza un dispositivo pequeño, simple y menos caro. Un dispositivo de acuerdo con esta realización preferiblemente produce un Índice de Contaminación como una medida de la contaminación. El dispositivo preferiblemente incluye un calentador integrado con al menos un termopar embebido, un termopar en la masa del medio de refrigeración, transmisores lineales de temperatura, un dispositivo sensible de medida de caudal, transmisores de precisión de tensión e intensidad, un medio para ajustar con precisión y mantener constante la potencia y un controlador lógico integrado para mantener la potencia, registrar los datos, calcular las condiciones de ajuste y sacar una señal analógica proporcional al Índice de Contaminación. El Índice de Contaminación puede comunicarse a un controlador, puede utilizarse tanto un controlador de lógica programable como un controlador lógico integrado.

De acuerdo con otra realización, los sistemas de la presente invención pueden contenerse dentro de un envolvente único. Una realización alternativa adicional puede incluir un controlador lógico programable (PLC) en lugar de un controlador lógico integrado.

Independientemente de la realización de un aparato de acuerdo con la invención, el dispositivo preferiblemente proporciona datos reproducibles.

Además de la corrosión y del Índice de Contaminación o Factor de Contaminación, el potencial de oxidación-reducción (POR) puede ser también un parámetro que puede usarse para vigilar y posiblemente controlar oxidantes tales como el cloro y el bromo. El potencial de oxidación-reducción se ha usado con éxito para controlar el uso de microbicidas de oxidación en sistemas de medios de refrigeración en recirculación abierta. El POR indica el resultado neto de todos los agentes de oxidación y reducción en la corriente del medio de refrigeración. Manteniendo un potencial de oxidación/reducción por encima de cierto valor, \gamma, puede inhibir el crecimiento de microorganismos tanto en el fluido como en las superficies sólidas adjuntas.

Generalmente, \gamma caerá entre alrededor de +400 mV y alrededor de +600 mV, sin embargo, el valor óptimo de \gamma puede ser específico del lugar. En sistemas donde se utiliza la dosificación intermitente de microbicidas de oxidación, generalmente tiene lugar un aumento significativo en el potencial de oxidación del medio de refrigeración en circulación simultáneamente con la inyección del microbicida de oxidación.

La corrosividad del medio de refrigeración puede verse afectada también por los materiales de tratamiento. Por ejemplo, la corrosividad puede cambiar, dependiendo del nivel de oxidantes usados, si los hay. Los elementos oxidantes pueden afectar también a la corrosividad, como lo pueden hacer los elementos químicos del medio de refrigeración. De acuerdo con un ejemplo, un sistema que utiliza agua que incluye un bajo nivel de sólidos disueltos como medio de refrigeración puede convertirse en muy corrosivo cuando se trata con excesivos niveles de cloro. Por otra parte, un agua altamente amortiguada usada como medio de refrigeración tratada con dióxido de cloro puede no aumentar significativamente el nivel de la corrosividad del agua.

Para proteger los materiales de construcción de la corrosión acelerada en tales momentos, la velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión puede ajustarse también basándose en el valor del potencial de oxidación/reducción. Esto se usa principalmente cuando hay componentes críticos en el sistema del medio de refrigeración que se fabrican de cobre o aleaciones conteniendo cobre y donde se usa un material de tipo azol aromático para inhibir específicamente la corrosión en materiales que contienen cobre. En algunos casos, puede emplearse tratamiento suplementario de azol. Sin embargo, en muchos casos, son simplemente incrementados los niveles de tratamiento existentes.

\global\parskip0.900000\baselineskip

Tradicionalmente, tal ajuste se lleva a cabo activando simplemente el ajuste de la alimentación de azol simultáneamente con la alimentación de microbicida. Sin embargo, el aumento en POR no tiene lugar instantáneamente. Más bien aumenta como función de la concentración aumentada del microbicida de oxidación.

Se tarda de 2 a 3 horas para que la concentración alcance un nivel en el cual se requiere la inhibición de corrosión adicional. Además, el elevado POR, permanece durante algún periodo de tiempo, normalmente significativo, tras el cese de la inyección. Por tanto, controlando la elevación de la inyección de azol como función del POR es significativamente más eficaz en costes de que los medios tradicionales.

En este caso donde POR_{REAL} > POR_{RUPTURA}

\hskip0.3cm

entonces,

Azol = (X) + (Azol_{POR}) + (Azol_{CORR})

donde,

Azol_{POR} =

\hskip0.5cm

la cantidad de Azol añadida basándose en un cambio específico en el lugar en el POR, y

Azol_{CORR} =

\hskip0.3cm

la cantidad de Azol adicional requerida para superar el incremento de la corrosión basándose en la
{}\hskip2,5cm tecnología LPR aplicada a electrodos conteniendo cobre.

La presente invención también contempla el uso de otros parámetros para controlar el tratamiento químico y la calidad del medio de refrigeración en sistemas de refrigeración. Por ejemplo, el Factor de Contaminación (FC) puede utilizarse también en métodos de la presente invención.

Ejemplo hipotético

El siguiente es un ejemplo hipotético de una aplicación de la presente invención a un sistema de refrigeración hipotético. En el ejemplo, el sistema de refrigeración está sujeto a contaminación desde numerosas fuentes. Por ejemplo, entre otras fuentes, la contaminación puede originarse desde la contaminación de un proceso petroquímico, contaminación aérea desde unidades en funcionamiento inmediatas, contaminación aérea desde instalaciones de producción cercanas, y/o condiciones ambientales tales como oscilaciones en la temperatura ambiente, cambios de humedad, así como la velocidad y dirección del viento. Tales condiciones ambientales son típicas de muchas instalaciones industriales de procesos químicos y de hidrocarburos.

Antes de la instalación de un sistema de control de acuerdo con la presente invención, la producción o una combinación de la producción y la calidad del producto del proceso de producción estaba limitada por el agua de refrigeración. Tanto la producción como la calidad de producción pueden afectarse adversamente por la habilidad del sistema de refrigeración para disipar el calor, lo que es normalmente el resultado de la contaminación agravada por las altas temperaturas ambientes. Por ejemplo, se mantuvieron prácticamente sin detectar filtraciones del proceso durante amplios periodos, dando como resultado una corrosión excesiva, acumulación de biomasa y contaminación. Adicionalmente, el tratamiento químico se administraba básicamente mediante una cantidad específica añadida continuamente durante cada periodo de 24 horas. Los cambios en las dosis de tratamiento se realizaban con frecuencias variables entre diaria y semanalmente dependiendo de los análisis de laboratorio.

Las etapas preliminares en el desarrollo de la presente invención incluyeron el desarrollo de medios continuos para detectar filtraciones del proceso y contaminación aérea, ya que ambas pueden acelerar el crecimiento de la biomasa. Adicionalmente, algunas fugas del proceso pueden acelerar la corrosión. La biomasa puede aglomerarse en superficies húmedas en el sistema de refrigeración lo que puede dar como resultado una corrosión bajo el depósito, tanto por la secreción ácida de los microbios por sí mismos como al producirse una concentración diferencial en el oxígeno entre la superficie cubierta y las superficies que la rodean.

De acuerdo con el ejemplo, se añadió continuamente cloro al sistema de refrigeración a un ritmo constante preestablecido para controlar la producción de biomasa. Cuando tuvieron lugar fugas del proceso, se descubrió que disminuía el POR. Experiencias previas en ese lugar habían mostrado que, cuando se mantenían el POR entre alrededor de 480 y alrededor de 550 mV, se mantenía la biomasa bajo control y las tasas de corrosión se reducían. Se encontró que aumentar la alimentación de cloro tenía un efecto limitado. Sin embargo, cuando se usó el dióxido de cloro como suplemento, el POR aumentó.

El agua usada para aportar a este sistema es de calidad inconsistente con respecto a la dureza y alcalinidad. La excesiva dureza en el agua de circulación puede producir la precipitación de las sales endurecedoras como depósitos. Operar el sistema con bajos ciclos de concentración puede dar como resultado un consumo de agua excesivo y una disminución en la eficacia en coste del programa de tratamiento.

El primer bloque construido del sistema de control basado en el rendimiento fue la adición del equilibrio de masas como un factor en el control del pH y la conductividad. El equilibrio de masas se usó continuamente para mantener una concentración predeterminada del inhibidor de corrosión y el inhibidor de contaminación en el agua de circulación.

\global\parskip1.000000\baselineskip

En el segundo bloque construido del Sistema de Control basado en el rendimiento fue la adición de la medición continua del POR. El POR real fue comparado con las especificaciones predeterminadas del proceso para conectar y desconectar automáticamente la alimentación del dióxido de cloro.

Por ejemplo, cuando el POR caía por debajo de 400 mV, se iniciaba la alimentación del dióxido de cloro por un período de dos horas. Sin embargo, si dentro de este periodo, el POR aumentaba a 580 mV, su alimentación sería finalizada. Si el POR cae por debajo de 300 mV, el sistema de control transmite una alarma para avisar a los operadores del proceso de que había tenido lugar una fuga mayor y que se requiere la intervención humana para encontrarla y solucionarla. Si, tras dos horas, el POR no había aumentado hasta al menos 500 mV, se iniciaba un periodo de alimentación adicional de dos horas y se disparaba una alarma para avisar a los operadores del proceso de que se podría necesitar la intervención humana.

El tercer bloque de construcción del sistema de control basado en el rendimiento es la adición de la contaminación a las variables anteriormente descritas. Normalmente, el sistema de refrigeración se operaba con un potencial mínimo para contaminación, excepto cuando tenían lugar fugas del proceso. Un objetivo del nuevo sistema de control de la presente invención es optimizar los procesos de refrigeración reduciendo el consumo de agua. Esto aumenta el potencial para contaminación tanto desde la formación de depósitos como de biomasa.

Se estableció una especificación del proceso basándose en el análisis del diseño y funcionamiento de los intercambiadores de calor de la planta. La alimentación de un inhibidor de contaminación fue fijada para mantener la contaminación en o por debajo de alrededor del 80% de la especificación del proceso tal como la que se determina por un monitor de contaminación. Se añadió una lógica al sistema de control para aumentar la alimentación del inhibidor de contaminación si el monitor de contaminación detectaba una acumulación de contaminación excediendo esa cifra.

La primera adopción de esta invención usó un ajuste incremental de pasos inteligentes con pasos fijados en alrededor de 1,15, 1,3, 1,7 y 2,5 veces la velocidad de alimentación base en alrededor del 80% 100%, 120% y 150% de la especificación del proceso. Además, una vez se había aumentado la velocidad de alimentación, se mantendría en el nivel más alto durante un mínimo de alrededor de 24 horas antes de que se le permitiese disminuir debido a la reducción en la contaminación.

Un bloque de construcción adicional del sistema de control basado en el rendimiento de acuerdo con la presente invención fue la adición de la determinación continua de la tasa de corrosión a los parámetros anteriormente comentados. Dado que la corrosión se interrelaciona con la contaminación y la bio-contaminación, o aglomeración de biomasa, esto añadió una nueva dimensión al sistema de control.

En el punto de arranque, tras la iniciación del sistema de control, el sistema de agua de refrigeración funcionaba dentro de las especificaciones del proceso, una situación que continuaba durante algún periodo de tiempo. Entre las especificaciones del proceso estaban:

3

En el momento X, el monitor de POR detectó una disminución en el POR desde alrededor de 500 a alrededor de 350 mV durante el curso de varios minutos. La caída disparó la iniciación de la alimentación de dióxido de cloro, el cual, tras varios minutos adicionales, hizo que el POR primero se nivelara y comenzara después a aumentar.

En alrededor de X+3 minutos, el pH cayó por debajo de 7,4 y se finalizó la alimentación de ácido.

En alrededor de X+10 minutos, el pH había caído a alrededor de 6,9 y la tasa de corrosión había aumentado a alrededor de 89 \mum/año. La alimentación del inhibidor de corrosión se aumentó a alrededor de 1,4 veces el nivel de alimentación base, seleccionando un factor de cascada \alpha de acuerdo con la tabla anterior. A la vez, el monitor de contaminación detectó una elevación en el Índice de Contaminación, a pesar de que su valor estaba aún claramente por debajo del máximo especificado.

En alrededor de X+20 minutos, el pH estaba aún en alrededor de 6,9 y el sistema de control aumentó la tasa de la purga en alrededor del 20% para desconcentrar el agua de circulación, reemplazándola con aportación fresca.

En alrededor de X+40 minutos, el pH había aumentado por encima de alrededor de 7,0 y el POR había comenzado a aumentar.

En alrededor de X+50 minutos, la tasa de corrosión alcanzó alrededor de 117 \mum/año, alrededor de un 53% por encima del punto de consigna y la velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión había sido aumentada a alrededor de 1,7 veces su velocidad básica, tal como se corrige por el factor de cascada \beta, seleccionado de acuerdo con la tabla anterior. La elevada tasa de corrosión produjo el aumento de la velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación en 1,17 veces su velocidad base, tal como se corrige con el factor de cascada \theta, calculado de acuerdo con la ecuación previamente comentada, donde \theta = 0,9 \times \beta, G = 1,3 y los factores IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA} y CORR_{MEDIDA}/(G \times CORR_{CONSIGNA}) se basan en las tablas anteriores que muestran los valores para los factores de cascada \alpha y \beta, ajustados como se indicó anteriormente.

En alrededor de X+90, el Índice de Contaminación alcanzó un nivel que excedía alrededor del 80% del punto de consigna y la velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación se incrementó de nuevo. Esto aumentó la velocidad de alimentación adicionalmente en alrededor de 1,15 veces la velocidad base, con un total de alimentación en alrededor de 1,3 veces la velocidad base.

En alrededor de X+120 minutos, el POR había aumentado desde un valor bajo de alrededor de 330 mV a alrededor de 440 mV, pero aún no estaba dentro de las especificaciones del proceso. Se disparó una alarma requiriendo operaciones del personal para localizar y corregir la filtración del proceso.

En alrededor de X+170 minutos, el POR había aumentado por encima de alrededor de 480 mV, el pH era de alrededor de 7,5 y la conductividad estaba en alrededor de 2050 \muS. la tasa de purga se redujo a alrededor de 90% del punto de ajuste.

En alrededor de X+220, la tasa de corrosión había disminuido a alrededor de 76 \mum/año y el Índice de Contaminación se había estabilizado en alrededor del 92% del punto de consigna. El pH se había elevado a alrededor de 7,6 y se había reanudado la alimentación del ácido a un ritmo normal. La conductividad era de alrededor de 2210 \muS y la purga estaba ajustada a alrededor del 97% del punto de consigna.

En alrededor de X+240, la alimentación de dióxido de cloro se finalizó.

En alrededor de X+6 horas, la tasa de corrosión estaba de nuevo por debajo de alrededor de 51 \mum/año, el POR era de alrededor de 520 mV, la conductividad de alrededor de 2290 \muS y el Índice de Contaminación había caído a alrededor del 75% del punto de consigna.

En alrededor de X+24 horas, la velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación se disminuyó de nuevo a alrededor de 1,15 veces la velocidad base, basándose en los cálculos de la selección del factor de cascada \beta. La velocidad de alimentación del inhibidor permaneció en este nivel durante alrededor de otras 24 horas, hasta que fue devuelta a su velocidad base. La velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión se disminuyó a su velocidad base.

La figura 1 muestra una realización de un sistema de control de acuerdo con la presente invención integrada en un sistema de refrigeración completo. Como se muestra en la figura 1, el sistema de control puede incluir monitores de pH, conductividad y POR. Los monitores pueden ser cualquier comercialmente disponible de varias fuentes. Por ejemplo, tales monitores pueden obtenerse de Rosemount Analytical.

El sistema puede incluir también un monitor de corrosión. Puede emplearse cualquier monitor de corrosión comercialmente disponible del tipo aplicable a esta invención. Por ejemplo, Rohrback Cosasco Systems fabrica un monitor de corrosión.

Los números en la parte inferior del control integrado de la torre de refrigeración mostrados en la figura 1 se refieren a los sensores de nivel del tanque de almacenamiento. Los datos de contaminación pueden proporcionarse por un monitor de contaminación ONGUARD CFM-1000. Otro ejemplo de un monitor que puede proporcionar datos de contaminación es un analizador P-U-L-S-E. La figura 1 muestra las interfases entre el sistema de control de la presente invención y el sistema de control distribuido de la planta y con los ordenadores remotos, cableados, por teléfono o varios otros métodos existentes de telemetría. Un sistema de control de acuerdo con la invención puede suministrarse como varios componentes separados. Alternativamente, el sistema de control puede proporcionarse en la forma de un único paquete físico.

En esta revelación, se muestran y describen sólo las realizaciones preferidas de la invención, pero, como se mencionó anteriormente ha de entenderse que la invención es capaz de usarse en otras varias combinaciones y entornos y es capaz de cambios o modificaciones dentro del alcance del concepto inventivo como aquí se expresa.

Claims (24)

1. Un método para detectar y controlar características del sistema de refrigeración, comprendiendo el método las etapas de:

\bullet

medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de un medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medir una tasa de corrosión CORR_{MEDIDA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

determinar una tasa de corrosión deseada CORR_{CONSIGNA} del medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

calcular una velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión Y de acuerdo con la siguiente fórmula:

Y = (X) [1 + \alpha (CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA})]

donde

\alpha

es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0.

2. Un método para detectar y controlar características del sistema de refrigeración, comprendiendo el método las etapas de:

\bullet

medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de un medio de refrigeración en recirculación;

y

\bullet

determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medir un Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} del medio de refrigeración en recirculación; en el que el Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

IC_{MEDIDO} = (A) \{[(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{a} - [(T_{w}-T_{b}/Potencia - B]_{i}\} + J

\newpage

donde:

J =

(C) [(T_{b})_{a}-(T_{b})_{i}] + (D)(F_{a}-F_{i}) + (E)(Potencia_{a}-Potencia_{i})

F =

caudal

\quad

A, B, C, D, E y J = \hskip0.3cm factores de corrección,

\quad

Potencia = \hskip0.3cm potencia

T_{b} =

temperatura de la masa fluida

T_{w} =

temperatura de la pared

i

representa las medidas iniciales,

a

representa las medidas actuales;

\bullet

determinar un Índice de Contaminación deseado IC_{CONSIGNA} del medio refrigeración en recirculación; y

\bullet

calcular la velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación Z de acuerdo con la siguiente fórmula:

Z = (X) [1 + (\beta) (IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA})],

donde \beta es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0.

3. Un método para detectar y controlar características del sistema de refrigeración, comprendiendo el método las etapas de:

\bullet

medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medir una conductividad de un medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medir una tasa de corrosión CORR_{MEDIDA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

determinar una tasa de corrosión deseada CORR_{CONSIGNA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

medir un Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} del medio de refrigeración en circulación; en el que el Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

IC_{MEDIDO} = (A) \{[(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{a} - [(T_{w}-T_{b})/Potencia – B]_{i}\} + J

donde:

J =

(C) [(T_{b})_{a}-(T_{b})_{i}] + (D)(F_{a}-F_{i}) + (E)(Potencia_{a}-Potencia_{i})

F =

caudal

\quad

A, B, C, D, E y J = \hskip0.3cm factores de corrección,

\quad

Potencia = \hskip0.3cm potencia

T_{b} =

temperatura de la masa fluida

T_{w} =

temperatura de la pared

i

representa las medidas iniciales,

a

representa las medidas actuales;

\bullet

determinar un Índice de Contaminación deseado IC_{CONSIGNA} del medio refrigeración en recirculación;

en el que si CORR_{MEDIDA} > (G) (CORR_{CONSIGNA}), donde G es un factor de corrección, una velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación Z se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

Z = (X) [1 + \beta (IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA})] + (\theta) (CORR_{MEDIDA}/(G) CORR_{CONSIGNA}),

donde

\beta

es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0 y

\theta

es un valor entre alrededor de 0,2 y alrededor de 2,0.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cuando CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA} está entre alrededor de 0,75 a alrededor de 0,99, \alpha es alrededor de 0,15.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cuando CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA} está entre alrededor de 1,00 a alrededor de 1,50, \alpha es alrededor de 0,40.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cuando CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA} está entre alrededor de 1,50 a alrededor de 3,00, \alpha es alrededor de 1,00.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que cuando CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA} es mayor que alrededor de 3,00, \alpha es alrededor de 2,00.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cuando IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA} está entre alrededor de 0,8 a alrededor de 1,0, \beta es alrededor de 0,15.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cuando IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA} está entre alrededor de 1,0 a alrededor de 1,2, \beta es alrededor de 0,30.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cuando IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA} está entre alrededor de 1,2 a alrededor de 1,5, \beta es alrededor de 0,70.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 2, en el que cuando IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA} es mayor de alrededor de 1,5, \beta es alrededor de 1,5.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que A está entre alrededor de 0,002 y alrededor de 1000, B está entre alrededor de 0,167/F y alrededor de 1/F, C es alrededor de 0,321, D es alrededor de 1,432, y E es alrededor de 0,0665.

13. Un método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que A es alrededor de 400 y B es alrededor de 0,25/F.

14. Un método de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, en el que A está entre alrededor de 0,002 y alrededor de 1000, B está entre alrededor de 1/F y alrededor de 0,167/F, C es alrededor de 0,321, D es alrededor de 1,432, E es alrededor de 0,0665 y G está entre alrededor de 1,11 y alrededor de 1,5.

15. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que A es alrededor de 400, B es alrededor de 0,25/F y G es alrededor de 1,5.

16. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que K es alrededor de 120.000 o alrededor de 1.000.

17. Un aparato para detectar y controlar las condiciones en un sistema de refrigeración, comprendiendo:

\bullet

medios para medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad del medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

medios para determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medios para medir una tasa de corrosión CORR_{MEDIDA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

medios para determinar una tasa de corrosión deseada CORR_{CONSIGNA} del medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

medios para calcular una velocidad de alimentación del inhibidor de corrosión Y de acuerdo con la siguiente fórmula:

Y = (X) [1 + \alpha (CORR_{MEDIDA}/CORR_{CONSIGNA})]

donde \alpha es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0.

18. Un aparato para detectar y controlar las condiciones en un sistema de refrigeración, comprendiendo:

\bullet

medios para medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad del medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

medios para determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medios para medir un Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} del medio de refrigeración en circulación; en el que el Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

IC_{MEDIDO} = (A) {[(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{a} - [(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{i}} + J

donde:

J =

(C) [(T_{b})_{a}-(T_{b})_{i}] + (D)(F_{a}-F_{i}) + (E)(Potencia_{a}-Potencia_{i})

F =

caudal

\quad

A, B, C, D, E y J = \hskip0.3cm factores de corrección,

\quad

Potencia = \hskip0.3cm potencia

T_{b} =

temperatura de la masa fluida

T_{w} =

temperatura de la pared

i

representa las medidas iniciales,

a

representa las medidas actuales;

\bullet

medios para determinar un Índice de Contaminación deseado IC_{CONSIGNA} del medio refrigeración en recirculación; y

\bullet

medios para calcular la velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación Z de acuerdo con la siguiente fórmula:

Z = (X) [1 + (\beta) (IC_{REAL}/IC_{CONSIGNA})],

donde \beta es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0.

19. Un aparato para detectar y controlar las condiciones en un sistema de refrigeración, comprendiendo:

\bullet

medios para medir un caudal de aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad de la aportación al medio de refrigeración;

\bullet

medios para medir una conductividad del medio de refrigeración en recirculación; y

\bullet

medios para determinar la velocidad X de alimentación de un tratamiento basándose en la siguiente fórmula:

X = \frac{(caudal \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(conductividad \ de \ la \ aportación \ al \ medio \ de \ refrigeración)(\Omega)}{(K)(conductividad \ del \ medio \ de \ refrigeración \ en \ recirculación)}

donde

X

es la velocidad de suministro del compuesto de tratamiento;

\Omega

es la concentración deseada del compuesto de tratamiento, y

K

es una constante.

\bullet

medios para medir una tasa de corrosión CORR_{MEDIDA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

medios para determinar una tasa de corrosión deseada CORR_{CONSIGNA} del medio de refrigeración en recirculación;

\bullet

medios para medir un Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} del medio de refrigeración en recirculación; en el que el Índice de Contaminación IC_{MEDIDO} se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

IC_{MEDIDO} = (A) {[(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{a} - [(T_{w}-T_{b})/Potencia - B]_{i}} + J

donde:

J =

(C) [(T_{b})_{a}-(T_{b})_{i}] + (D)(F_{a}-F_{i}) + (E)(Potencia_{a}-Potencia_{i})

F =

caudal

\quad

A, B, C, D, E y J = \hskip0.3cm factores de corrección,

\quad

Potencia = \hskip0.3cm potencia

T_{b} =

temperatura de la masa fluida

T_{w} =

temperatura de la pared

i

representa las medidas iniciales,

a

representa las medidas actuales;

\bullet

medios para determinar un Índice de Contaminación deseado IC_{CONSIGNA} del medio refrigeración en recirculación;

en el que si CORR_{MEDIDA} > (G) (CORR_{CONSIGNA}), donde G es un factor de corrección, una velocidad de alimentación del inhibidor de contaminación Z se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula:

Z = (X) [1 + \beta (IC_{MEDIDO}/IC_{CONSIGNA})] + (\theta) (CORR_{MEDIDA}/(G) CORR_{CONSIGNA}),

donde

\beta

es un valor entre alrededor de 0,1 y alrededor de 8,0 y

\theta

es un valor entre alrededor de 0,2 y alrededor de 2,0.

20. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 18 ó 19, en el que A está entre alrededor de 0,002 y alrededor de 1000, B está entre alrededor de 0,167/F y alrededor de 1/F, C es alrededor de 0,321, D es alrededor de 1,432, y E es alrededor de 0,0665.

21. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 18 ó 19, en el que A es alrededor de 400 y B es alrededor de 0,25/F.

22. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en el que A está entre alrededor de 0,002 y alrededor de 1000, B está entre alrededor de 0,167/F y alrededor de 1/F, C es alrededor de 0,321, D es alrededor de 1,432, E es alrededor de 0,0665 y G está entre alrededor de 1,11 y alrededor de 1,5.

23. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en el que A es alrededor de 400, B es alrededor de 0,25/F y G es alrededor de 1,5.

24. Un aparato de acuerdo con la reivindicación 17, en el que K es alrededor de 120.000 o alrededor de 1.000.