Caso exitoso de Eficiencia Energética

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Describe un caso existos de un proyecto de eficiencia energética en una industria de redes y cordeles en Perú.

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Caso exitoso de Eficiencia Energética

  1. 1. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE Expositor: Ing. CIP Manuel Bocanegra AlayoCentro de Tecnologías Ambientales - CTA Lima, 27 de abril del 2012
  2. 2. CONTENIDOI. DESCRIPCIÓN GENERALII. SISTEMA TÉRMICOIII. SISTEMAS AUXILIARESIV. SISTEMA ELÉCTRICOV. MEDIDAS A IMPLEMENTARVI. CONCLUSIONES
  3. 3. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE I. DESCRIPCIÓN GENERAL
  4. 4. Descripción de la empresa• La empresa pertenece al sector Textil Confecciones y el código CIIU principal es el 1723 que corresponde a la Fabricación de cuerdas, cordeles, bramantes y redes.• Se dedica a la fabricación de redes con nudo, hilo torcido y braided, redes raschel (sin nudo), hilos, cabos de nylon, poligareta y flotadores para mercados como Perú, Chile, Ecuador, México, Canadá e Italia.• El número de empleados y obreros en la planta de Ventanilla tiene un promedio de 450 personas.• El área total construida en la Planta es de 21 760,18 m2.• Trabaja dos turnos de 12 horas cada una y opera 8 760 horas al año.
  5. 5. Descripción del Sistema Eléctrico• El suministro de energía eléctrica es alimentado por la concesionaria de distribución EDELNOR, la tensión de suministro es de 10 kilovoltios, tiene tres fases en Media Tensión, con las siguientes características: – Número de suministro : 0505495 – Tipo de tarifa : MT4 – Potencia Máxima Contratada : 390 kW – Modalidad de Facturación : Potencia Contratada – Vigencia de Opción Tarifaria : Abril 2 001 – Código de Alimentador : V – 07 – Cuenta : 32 – 553 – 1001 – Tipo de Conexión : Subterránea – Medidor Trifásico No. : 1616421• Cuenta con dos transformadores trifásicos operativos (Principal y Elevador), y dos transformadores trifásicos fuera de servicio.
  6. 6. Descripción del Sistema de Vapor• Las instalaciones de la planta poseen dos calderos piro tubulares.• Los calderos en mención cubren los requerimientos totales de vapor en la planta, trabajando alternadamente, manteniendo siempre uno de ellos operativo y el otro en Stand by.• Los calderos producen vapor saturado que normalmente oscila entre 90 y 125 psig.• El vapor saturado es utilizado para suministro de calor, y se efectúa cuando cambia de fase vapor a fase líquida entregando su calor latente de vaporización.
  7. 7. Características de los calderos
  8. 8. Características del vapor producido
  9. 9. PLANCHADORA FILAMENTOS CABOSUso de EE TELARES CON TRENZADO NUDO TELARES SIN FLOTADORES NUDO FUERZA M OTRIZ ALQUITRANADO SISTEMA DE Y RESINADO CALDERAS SECADORAS CHILLER TEÑIDO TENSIÓN 380 VOLTIOS ALUMBRADO OFICINAS ALUMBRADO ILUM INACIÓN PLANTA TOMACORRIEN TES
  10. 10. Uso de P.I. 500
  11. 11. Consumo de EE 250 000ENERGÍA ELÉCTRICA (kWh , kVARh) 200 000 150 000 100 000 50 000 0 Jul-01 Ago-01 Sep-01 Oct-01 Nov-01 Dic-01 Ene-02 Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02 TIEMPO (meses) Energía Activa Energía Reactiva
  12. 12. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE II. SISTEMA TÉRMICO
  13. 13. SISTEMA DE ENERGÍA TÉRMICA• Las evaluaciones energéticas realizados en los calderos de 700 BHP y 400 BHP, permitieron identificar las principales causas de pérdidas de energía en cada uno de ellos.• Mediante los ajustes operativos de relaciones aire / combustible efectuados en los calderos redujo los consumos de combustible• Se denominó llama baja, llama media y llama alta a la operación con niveles de carga cercanos al 20%, 50% y 80% de la potencia instalada total de los calderos, respectivamente.• Los análisis de combustión fueron llevados en dos etapas, denominándose "antes" a la condición inicialmente encontrada (sin modificaciones) y "después" luego de efectuar los ajustes operativos aire / combustible.
  14. 14. Caldero de 400 BHP Llama Baja Llama Media Llama Alta Descripción Antes Después Antes Después Antes DespuésTemp. de gases (°C) 180.3 175.1 219.2 215.1 229.3 247.0Temp. de aire de combustión (°C) 34.1 34.1 34.1 34.1 34.1 34.1Composición de gasesOxígeno (%O2 vol.) 5.9 3.6 7.4 4.6 8.5 6.5Bióxido de Carbono (%CO2 vol.) 11.4 13.1 10.2 12.3 9.4 10.2Monóxido de Carbono (ppm CO vol.) 222.0 201.0 218.0 199.0 205.0 234.0Óxido Nítrico (ppm NO vol.) 271.0 288.0 271.0 235.0 222.0 259.0Óxidos de Nítrógeno (ppm NOx vol.) 285.0 303.0 285.0 247.0 233.0 271.0Índice de Opacidad Bacharach 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0ResultadosNivel de Carga (%) 20.3 20.5 51.3 52.9 80.5 81.6Exceso de Aire (%) 58.8 43.9 51.9 26.9 64.8 42.8Eficiencia de Combustión (%) 90.5 91.0 87.1 89.5 85.3 86.4Eficiencia Térmica (%) 80.6 81.2 80.8 83.2 79.9 81.0
  15. 15. Caldero de 700 BHP Llama Baja Llama Media Llama Alta Descripción Antes Después Antes Después Antes DespuésTemp. de gases (°C) 153.7 161.9 186.0 170.4 184.3 183.1Temp. de aire de combustión (°C) 23.7 28.0 23.7 23.7 30.6 30.5Composición de gasesOxígeno (%O2 vol.) 8.0 6.6 7.4 7.0 7.9 6.5Bióxido de Carbono (%CO2 vol.) 9.8 10.9 10.4 10.6 9.9 10.2Monóxido de Carbono (ppm CO vol.) 25.0 19.0 14.0 28.0 24.0 45.0Óxidos de Azufre (ppm SOx vol.) 529.0 595.0 593.0 570.0 540.0 546.0Índice de Opacidad Bacharach 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0ResultadosNivel de Carga (%) 20.0 20.1 51.8 52.5 83.0 81.1Exceso de Aire (%) 58.8 43.9 52.0 47.8 57.6 42.9Eficiencia de Combustión (%) 90.5 91.0 89.1 90.3 88.7 89.9Eficiencia Térmica (%) 79.9 80.5 82.0 83.1 82.4 83.5
  16. 16. Ahorro de energía 400 BHP 85 84 83 82Eficiencia (%) 81 80 Antes Después 79 78 77 76 75 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Consumo (gal/h)
  17. 17. Ahorro de energía 700 BHP 85 84 83 82Eficiencia (%) 81 80 Antes Después 79 78 77 76 75 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 Consumo (gal/h)
  18. 18. Eficiencia (%) vs. Consumo (gal/h) 85 84 83 82Eficiencia (%) 81 700 BHP 80 400 BHP 79 78 Rango de Consumos promedio 77 76 75 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 Consumo (gal/h)
  19. 19. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE III. SISTEMAS AUXILIARES
  20. 20. SISTEMAS AUXILIARES1. AIRE COMPRIMIDO• El sistema de aire comprimido es alimentado por dos compresores SULLAIR: – Compresor Encapsulado Modelo ES – 6 – Compresor Encapsulado Modelo ES – 8• Es importante indicar que en ambos compresores, las condiciones normales de referencia son las siguientes: – Presión absoluta de entrada: 14,5 psig (1 bar) – Temperatura de entrada de aire: 68 F (20 C)
  21. 21. PRESIÓN ABSOLUTA (psig) 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 0,00 182,00 366,00 547,00 731,00 912,00 1096,00 1277,00 1461,00 1643,00 1827,00 2008,00 2192,00 2373,00 2557,00 2738,00TIEMPO (segundos) 2922,00 3104,00 3288,00 3469,00 3653,00 3834,00 4018,00 4199,00 4383,00 Diagrama de carga y descarga en vacío 4565,00 4749,00 4930,00
  22. 22. 2. ENFRIAMIENTO DE AGUA• Es utilizado para refrigerar el sistema de teñido a presión (Autoclave), y el sistema de prensado ubicadas en el área de flotadores.• Se utiliza agua en circulación a baja temperatura.• Se utiliza un Chiller BOHN de 25 TR con R-22.
  23. 23. POTENCIA (kW , kVAR) 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 17/09/02 18:15 17/09/02 18:19 17/09/02 18:23 17/09/02 18:27 17/09/02 18:31 17/09/02 18:35 17/09/02 18:39 17/09/02 18:43 17/09/02 18:47TIEMPO (minutos) 17/09/02 18:51 17/09/02 18:55 17/09/02 18:59 Diagrama de carga del Chiller 17/09/02 19:03 Potencia Activa Potencia Reactiva 17/09/02 19:07
  24. 24. 3. ILUMINACIÓN Proporción de Consumo de Energía Activa TOTAL MAQUINAS vs. TOTAL ILUMINACION 21,0% 79,0% Total Iluminación Total Máquinas
  25. 25. Distribución del Consumo de Energía Eléctrica 25,3% 22,5% 4,6% 14,0% 5,6% 8,7% 9,2% 10,2%Filamentos Trenzado Telar con NudoTelar sin Nudo Autoclave Caldero Nº 2Compresor de 30 HP Otras áreas o máquinas
  26. 26. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE IV. SISTEMA ELÉCTRICO
  27. 27. SISTEMA ELÉCTRICOCAMBIO TARIFARIO CONTROLANDO EL FACTOR DECALIFICACIÓN• Los equipos que podrían ser controlados en horas punta en la planta son: – Motor y ventilador de Autoclave (80 kW durantes 3 horas diarias) – Motores de Cabos (12 kW durante 2 horas diarias) – Máquinas Unidoras de Telar sin Nudos (8 kW durante 5 horas diarias)
  28. 28. Factor de Calificación• La calificación se efectúa de acuerdo al grado de utilización de la potencia en horas punta o en horas fuera de punta.• El cliente será calificado como presente en punta cuando el cociente entre la demanda media del cliente en horas de punta y su demanda máxima es mayor o igual a 0,5. Energía Activa en horas punta del mes FC 0,5 Máxima Demanda x Horas punta del mes
  29. 29. Interpretación del FC
  30. 30. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE V. MEDIDAS A IMPLEMENTAR
  31. 31. Sistema Eléctrico Ahorro de Ahorro Periodo de Inversiones Item Medidas a Implementar Energía Económico Retorno (US $) (kWh/año) (US $/año) (meses) Desconectar el ventilador del motor 1 del Autoclave cuando no esté en 1 225,00 61,93 --- --- funcionamiento Reparación de la válvula de aire 2 comprimido de la línea de f 8" en el 16 560,00 837,20 (*) (*) Autoclave Cambio progresivo de los 585 3 fluorescentes de 40 W por 20 434,00 1 033,05 657,00 7,63 fluorescentes de 36 W Cambio de las calaminas actuales por calaminas transparentes en las áreas 4 de Telares con Nudos, Telares sin 61 440,00 3 106,13 (*) (*) Nudos, Trenzado, Reparación y Almacenes Cambio a la tarifa MT3 - FP y traslado 5 --- 18 111,00 1 200,00 0,80 del 25% de carga de las HPP a HFP Reclamo de la facturación de Mayo 6 --- 171,00 --- --- del 2 002 TOTAL AHORROS ENERGÉTICOS 99 659,00 5 038,32 (*) (*) TOTAL AHORROS DE GESTIÓN --- 18 282,00 1 200,00 0,79(*) : No determinado
  32. 32. Sistema Térmico Ahorro Vapor Ahorro Vapor Ahorro Vapor Ahorro de PI 500 Ahorro de PI 500 ÁREA (%) Mín. (kg/h) Max. (kg/h) Mín. (gal/h) Máx. (gal/h) ÁREA DE PLANCHADO PLANCHADORA 40.0 136.0 166.3 2.30 2.82 ÁREA DE TEÑIDO TINA 1 10.0 107.5 131.4 1.82 2.23 TINA 2 10.0 118.6 144.9 2.01 2.45 TINA 3 10.0 113.4 138.5 1.92 2.35 AUTOCLAVE 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 ÁREA DE SECADO SECADOR 1 6.7 18.3 33.6 0.31 0.57 SECADOR 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 ÁREA DE RESIN. Y ALQUITRAN. CÁMARAS 1 Y 2 4.0 10.8 18.9 0.18 0.32 ÁREA DE FLOTADORES PRENSA 1 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 PRENSA 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 PRENSA 3 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 PRENSA 4 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 ÁREA DE FLOTADORES HORNO 1 10.0 7.1 9.1 0.12 0.15 HORNO 2 10.0 8.0 12.2 0.14 0.21 HORNO 3 10.0 8.1 12.2 0.14 0.21 HORNO 4 5.4 4.7 7.0 0.08 0.12 HORNO 5 11.6 9.6 14.4 0.16 0.24 HORNO 6 10.0 8.0 12.1 0.13 0.20 HORNO 7 10.0 8.1 12.2 0.14 0.21 ÁREA DE CABOS CALENTADOR 1 60.0 0.8 48.6 0.01 0.82 CALENTADOR 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00 ÁREA AGUA DE ALIMENTACIÓN DESGASIFICADOR 45.0 36.5 44.6 0.62 0.75 ÁREA COMBUSTIBLES CALENTAMIENTO PI 500 9.0 2.8 3.5 0.05 0.06La empresa alcanzaría un ahorro térmico factible entre 16 940 y 23 100 US $ / año.
  33. 33. CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA” Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE VI. CONCLUSIONES
  34. 34. CONCLUSIONES• Los ahorros de energía logrados por el ajuste operativo en calderos es equivalente a 3 200 galones/año (US $ 2.240,00 al año).• Existe un beneficio potencial por ahorros de energía eléctrica y térmica de fácil implementación que oscila entre 13,65% y 16,05% (entre US $ 35 200,00 y US $ 41 380,00 al año).• Para producciones con demandas menores o iguales a 4 150 kg/h de vapor utilizar el Caldero de 400 BHP. Caso contrario utilizar el caldero de 700 BHP.• La reducción del consumo de energía incrementa la productividad en la empresa, reduce la emisión de CO2 al ambiente, conservar los recursos naturales y colaborar con el desarrollo sostenible.

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