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SEMINARIO DE CAPACITACION :SEMINARIO DE CAPACITACION :

LIMA, SEPTIEMBRE/ OCTUBRE DEL 2008LIMA, SEPTIEMBRE/ OCTUBRE DEL 2008

““EFICIENCIA ENERGETICA Y EFICIENCIA ENERGETICA Y ADMINISTRACION DE LA ADMINISTRACION DE LA

DEMANDA EN EL SECTOR DEMANDA EN EL SECTOR PRODUCTIVO”PRODUCTIVO”

ORGANIZADORES:ORGANIZADORES:

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TEMA: EFICIENCIA EN EQUIPOS TERMICOS TEMA: EFICIENCIA EN EQUIPOS TERMICOS INDUSTRIALESINDUSTRIALES

ING. MANUEL LUNA HERNANDEZING. MANUEL LUNA HERNANDEZ

1. Introducción

2. Herramientas para Uso eficiente de la Energía 2.1. La Auditoria Energética2.2. El Método Pinch

3. Equipos Térmicos Industriales

4. Proyectos MDL

5. Conclusiones

CONTENIDOCONTENIDO

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El mercado cada vez más exigente obliga a las empresas de producción a tomar medidas orientadas a reducir costos operativos y ser más competitivas tanto en el mercado nacional como internacional, teniendo como referencia el desarrollo sostenible y la calidad de vida.

El uso intensivo de la energía en los en los sectores productivos y los elevados precios de estos servicios, nos obligan a utilizar la energía en forma eficiente.

El desarrollo creciente de la industria, como alternativa para solucionar la crisis económica del país y la firma del TLC con los EE UU de NA, simultáneamente van a requerir un ascendente consumo de energía.

1. Introducción1. Introducción

4

2. Herramientas Para Uso Eficiente de la Energía2. Herramientas Para Uso Eficiente de la Energía2.1 La Auditoria Energética2.1 La Auditoria Energética

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1. OBJETIVOS

2. ¿QUE CONOCIMIENTOS PREVIOS SON NECESARIOS?

3. CALCULOS DE CONSUMOS Y COSTOS DE LA ENERGIA (mediciones y evaluaciones de campo).

4. EVALUACION E IDENTIFICACION DE MEJORAS ENERGETICAS

5. ESTRUCTURA DEL INFORME TECNICO

6. IMPLANTACION Y SOSTENIMIENTO DE MEDIDAS CORRECTIVAS

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• Cuantificar el uso de la energía, con detalles suficientes para localizar pérdidas.

• Identificar proyectos y mejoras para ahorrar energía y costos.

1. OBJETIVOS

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2. ¿QUE CONOCIMIENTOS PREVIOS SON NECESARIOS?

a) Conocimientos de temas energéticos

b) Conocimiento del proceso a analizar

c) Conocimiento de los equipos y accesorios

d) Conocimiento de las fuentes energéticas

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3. CALCULOS DE CONSUMOS Y COSTOS DE LA ENERGIA

Objetivos :

* * Fijar el el panorama

* * Priorizar los trabajos

* Identificar para cada energético los usuarios más importantes en términosde: - Costos- Consumos

* Identificar las deficiencias energéticas para

los usuarios mayoritarios.

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CONSUMOS: ELECTRICIDAD/COMBUSTIBLES

Meses CombustiblesElectr.(kWh)

Nat.Gas(m3)

Diesel(Gal)

Residual(Gal)

GLP(kg)

Carbón(kg)

Enero-99 539066 0 50300 164000 2300 0Febrero-99 995210 0 312000 1041300 34556 2900863Marzo-99 999300 0 320000 1003000 32000 2908000Abril-99 995777 0 321900 1034000 31000 2800001Mayo-99 980000 0 430000 1034299 33000 2999076Junio-99 897656 163049 324577 3245678 23124 3245678Julio-99 789654 231209 456890 6789098 31243 5346765Agosto-99 975698 326590 334523 3256757 43565 3425679Setiembre-99 908675 538906 432578 4235687 32456 2342567Octubre-99 567490 783658 432567 5467349 54634 4356758Noviembre-99 765897 459045 232341 5267498 34256 2315678Diciembre-99 876854 438900 422366 3125678 45635 4237897

TOTAL 9752211 2941357 4070042 35664344 397769 36878962

Gráficamente se obtiene también información útil

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PROPORCION DE USO ENTRE ENERGETICOS Y COSTOS

Combustible Energía

(%)

Costo

(%)

Electricidad 35.7 63.7

Combustibles 35.9 15.4

……. …… …….

Total 100 100

Muestran los niveles de consumo de los diferentes energéticos y sus costos relacionados

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MEZCLA DEL MATERIAL

HORNO DE FUNDICION

HORNO DE REFINAMIENTO

ANTES DEL CRISOL

FORMACION

RECOCIDO

ACABADO YEMPAQUETADO

VENTA

TRITURADOR DE DESECHOS

EXTINGUIDOR DE DESECHOS

Desecho

Material Estándar

Electricidad / Gas

Cristal de Purificación

Cristal de PurificaciónPara enfriamiento

E

G

Sílice y arena de soda

DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

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RED DE VAPOR Y CONDENSADOS PLANTA DE LACTEOS

AGUA

SODA

ACIDO

TINADE

SUERO

TANQUE DE CONDENSADO

P

P

PASTEURIZADOR

MARMITAS DE MANJAR BLANCO

TANQUE DE LECHE

PASTEURIZADOR

ENTRADA DE VAPOR

HOMOGENIZADOR

PREPARACION DE MEZCLAMANJAR

MED. VOL. CONDENS.

MED. DE FLUJO DE CONDENSADOS

MED. DE VOLUMENDE CONDENSADOS

MED. DE VOL.DE CONDENS.

MED. POR DIF. DE NIVEL

MED. DE CONDENSADOS

DESINFECCION

TANQUEDE

DESINFECCION

LIMPIEZAS

LIMPIEZA

LIMPIEZA

CONDENSADO

ESTERILIZADOR

V.D.REBOSE

LABORA-TORIO

TANQUES PARA FUNDIDODE MANTEQUILLA

AMASADORA

H2O H2O

ESTERILIZADORA

LIMPIEZALIMPIEZA

LIMPIEZA

LIMPIEZA

LIMPIEZA

A R E A D E Q U E S O F R E S C O

A R E A D E Y O G U R T AREA DEM A N T E Q U I L L A

LIMPIEZA

A R E A D E RECO NSTITUCIONLIMPIEZA

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DISTRIBUCION DE AGUA DURA Y BLANDA

AUTOCLAVES

MERCERIZADORA

ABLANDADOR

BRAZZOLI 300

BRAZZOLI 300 FONS 300

FONS 300

BRAZZOLI 450

FONS 500

FONS 500

BRAZZOLI 150

BRAZZOLI 150

ELECTROBOMBAS

TANQUE HIDRONEUMATICO

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LAVADORAS

TEÑIDORAS BRAZZOLI 50

LAVADORA

BARCA

A SERVICIOS HIGIENICOS

POZO DE AGUA

A CALDERAS

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T A N Q U E P U L M O N

T E J E D U R I A

C O R T E

C O S T U R A

A C A B A D O S

C O M P R E S O R A

P L A N T A D E F U E R Z A

T I N T O R E R I A

DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO

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CHIMENEACALDERA

DISTRIBUCION DEL MEDIO DE CALENTAMIENTO

ENTRADA DE COMBUSTIBLE

GASES DE COMBUSTION

PUNTO DE MEDICION DEL FLUJO DE COMBUSTIBLE

PURGA DE FONDO DE LA CALDERA

POSICION PARA LA MEDICION DEFLUJO DEL MEDIO DE CALENTAMIENTO

TEMPERATURA DE GAS DE COMBUSTION

%CO2, O2, CO

PUNTO DE MEDICION DE FLUJO PARA AGUA DE ALIMENTACION

DE CALDERA

AGUA DE ALIMENTACION A LA CALDERA

TEMPERATURA DE AIRE DE COMBUSTION

TEMPERATURA SUPERFICIAL DE LA CORAZA

PRINCIPALES PUNTOS DE MEDICION EN CALDERAS

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ANÁLISIS DEL USO ENERGÉTICO EN UNACERVECERIA

Iluminación5% Ventilacion Malta

3%

Compr. Refrig.33%

Aux. Refrigerac.16%

Compr. Aire11%

Casa Calderas13%

Bombas16%

Otros3%

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4. EVALUACION E IDENTIFICACION DE MEJORAS ENERGETICAS

Objetivos:

- Identificar usos inapropiados - Areas de derroche de energéticos- Bajas eficiencias de conversión (calderas,

compresoras, motores etc.) - Identificar mejoras y formular proyectos

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2636Fundidora de queso. Linea de vapor A. Reparar la fuga de vapor, penacho de 20 cm.

Queso fundido

Esterilizadora de mantequillaB. Reparar la fuga de mantequilla por la línea de condensado

700Esterilizadora de mantequillaA. Aislar 5 m de línea de vapor descubierta, D= 1/2"

Mantequilla

4483,6Techo lacteosJ. Recubrir 60 m de línea de vapor de D= 11/2"

3328Producción de yogurtI. Aislar tanque rojo de calentamoiento de agua

21862,4H. Cubrir tanque de preparación de leche

2500Techo de la plantaG. Aislar los tramos de lineas de vapor de 1" de diámetro descubiertas

Techo de la plantaF. Cambiar los tramos de aislamiento de líneas de frío en mal estado (abiertas)

2636Zona tanque de calentamientosodaE. Tapar orificio de 2 mm que genera un penacho de 25 cm de largo

7500Zona de almacenamiento de lecheD. Recubrir 30 m de línea de vapor de D= 11/2"

11980,8Zona de tratamiento de aguaC. Aislar el tanque de recepción de condensados

365,3Area de manjar blancoB. Aislar 8 m de línea de retorno de condensados D=1"

13180Tanque subterráneoA. Obturar las fugas de revaporizado del tanque de condensados (5 penachos de 10 cm).

Reconstitución

CAL REC (kcal/h) UBICACIÓNPLANTA / AREA

LISTADO DE MEJORAS

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108942,8TOTAL DE ENERGIA RECUPERABLE

1522Línea que sale de la esterilizadora.A. Aislar la línea descubierta de 40 m, D= 3/4" de condensado.

Esterilizacion

4286,7ManómetroB. Reparar fuga de vapor penacho de 50 cm, D=1/2"

2966Calentador de aguaA. Reparar la fuga continua de vapor, penacho de 20 cm, D=1"

Enbolsado

Techo de la plantaD. Cambiar los tramos de aislamiento de líneas de frío en mal estado(abiertas)

7908Horno Maurer Nº2C. Reparar la fuga continua de vapor y condensado por puerta

10544Hornos Maurer Nº3B. Reparar la fuga continua de vapor y condensado por puerta derecha

10544Horno Maurer Nº1A. Reparar la fuga continua de vapor y condensado por puerta derecha

Cárnicos-

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5. ESTRUCTURA DEL INFORME TECNICO

• OBJETIVOS

Presentar el sustento técnico económico del diagnostico y las mejoras energéticas encontradas.

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EL INFORME TECNICO

RESUMEN EJECUTIVO• INTRODUCCION

– Descripción del estudio– Descripción de los procesos

• DIAGNOSTICO ENERGETICO– Balances de materia y energía– Evaluación de cada energético– Evaluación por cada sistema prioritario– Resumen de costos y consumos

• RESULTADOS FINALES– Análisis de la eficiencia por procesos, unidades, equipos y global– Análisis técnico económico de las Mejoras Energéticas

• RENTABILIDAD DE LAS MEJORAS

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6. IMPLANTACION Y SOSTENIMIENTO DE MEDIDAS CORRECTIVAS

Programación, cuando la demanda del producto es limitada se puede optar por funcionar permanentemente a régimen reducido, o funcionar a plena carga durante una campaña y realizar paradasmas o menos prolongados entre campañas.

Medidas con inversión: difíciles de aprobar, pero fáciles de aplicar

Sin Inversión: difíciles de aplicar, porque la técnica es muy laboriosa, presenta matices muy variados según los casos, y requiere un esfuerzo muy constante de toda la empresa.

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En el diagnostico energético de la instalación se han preparado una serie de procedimientos de calculo, los mismos que memorizados en una calculadora programable, permiten obtener una serie de índices cuyo desfase de un valor tope, deben considerarse como “señal de alerta”.

La representación de estos índices a diario sobre una grafica, permite ver el funcionamiento de la instalación y seleccionar las condiciones reales y optimas de trabajo .

BALANCE DIARIO DE ENERGÍA E ÍNDICES ENERGÉTICOS

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2. Herramientas Para Uso Eficiente de la Energía2. Herramientas Para Uso Eficiente de la Energía2.2 Método 2.2 Método PinchPinch

El análisis pinch (análisis de "pellizco"), es una metodología para optimizar la recuperación energética en un proceso químico industrial, minimizando la inversión de capital.

A través de un diseño correcto de la red de intercambiadores de calor, el análisis pinch indica de qué modo se pueden aprovechar aquellas corrientes calientes y frías de una planta, para intercambiar calor entre ellas, minimizando así el uso de servicios de calentamiento o enfriamiento.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

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La metodología Pinch tiene las siguientes ventajas:

•Es una metodología sistemática para el diseño integrado de plantas de proceso.

•Identifica el mínimo consumo de energía necesario.

•Permite considerar diferentes opciones de diseño.

•Considera al mismo tiempo el coste de energía y de capital.

•Se puede aplicar en plantas de proceso nuevas o ya existentes.

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Entalpía

El valor del pinch es un grado de libertad del diseñador, que debe considerar que a menor valor de pinch se tendrá mayor recuperación energética y mayor inversión de capital en intercambiadores de calor; y viceversa.

Cuando se trabaja con múltiples corrientes, la metodología pinch propone la creación de una curva compuesta que combina todas las corrientes a enfriar (curva caliente), y una curva compuesta que combina todas las corrientes a calentar (curva fría). Estas dos curvas compuestas se pueden manejar de la misma forma para determinar el punto de pinch, y calcular con base en éste el gasto de operación (servicios) y el costo de capital (número de intercambiadores implicado).

El uso de este análisis permite, diseñar la red de intercambio de calor más economía.

1. Se comienza el diseño en la capa más interna (el sistema de reacción), que representa la parte fundamental del proceso, ya que el funcionamiento de la capa interna afecta a todas las capas externas.

2. Se diseña esta sección de forma óptima de acuerdo a la información disponible (generalmente incompleta).

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

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

5. Se diseña el sistema de servicios generales (calefacción y refrigeración), que mejor cubran las necesidades energéticas de la planta.

22-- METODO DE DISEÑOMETODO DE DISEÑO

Figura: El modelo de ”cebolla” para el diseño de procesos.

En los últimos diez años el análisis de pliegue ha pasado de ser una herramienta dirigida a mejorar la eficiencia energética en el diseño de redes de recuperación de calor, a una metodología de optimación tanto para diseñar procesos nuevos como para modificar procesos existentes.

Actualmente incluye el diseño de:a) Redes de recuperación de calor.b) Sistemas de separación.c) Sistemas de remoción de desechos.d) Sistemas de calor y potencia.e) Sistemas de servicios auxiliares.f) Complejos industriales.

33-- EL ANALISIS DE PLIEGUE (ANALISIS PINCH)EL ANALISIS DE PLIEGUE (ANALISIS PINCH)

Sus objetivos, además del mejoramiento de la eficiencia energética del proceso, incluyen:

a) Reducción del costo de capital.

b) Reducción del costo de la energía.

c) Reducción de emisiones contaminantes.

d) Optimación del uso del agua.

e) Mejoramiento de la operación y de la producción.

Esta técnica se ha aplicado en refinerías, fundidoras, plantas petroquímicas, papeleras, cerveceras y textiles, entre otras.

Otra estrategia más compleja sería la integración de las corrientes del sistema, es decir, el uso del exceso de calor de la corriente caliente para calentar la corriente fría (si existe un gradiente de temperatura positivo entre ambas) y el empleo de servicios externos para cubrir las necesidades residuales.

Esto implica emplear equipo adicional (intercambiador de calor), además de los servicios. En relación con la estrategia anterior, se gasta tal vez más en equipo, pero menos en energía como se muestra en la siguiente figura 4:

Eficiencia térmicas en calderas industrialesEficiencia térmicas en calderas industriales

40

EFICIENCIA 90%

•Nivel de mantenimiento

• Relación aire combustible

• Recuperadores de calor

• Diseño original

3. Equipos Térmicos Industriales3. Equipos Térmicos Industriales

Eficiencia térmicas en secadores industrialesEficiencia térmicas en secadores industriales

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EFICIENCIA 45 a 85%

•Nivel de mantenimiento

•Tipo de tecnología (fuego directo o indirecto)

• Relación aire combustible

• Recuperadores de calor

• Diseño original

42

43

Quemador de Petróleo del SecadorQuemador de Petróleo del Secador

44

45

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•Los gases de combustión no producen contaminantes•Mejora en la calidad del producto final•Mayor aceptación del producto en los mercados de exportación•Mejora en el precio internacional por tonelada de producto• Equipos de combustión de alta tecnología y eficiencia• Reducido costo de operación y mantenimiento • Menor costo de combustible (más del 20% del precio del Petróleo R)

48

49

50

51

52

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Eficiencia térmicas en motores de combustión internaEficiencia térmicas en motores de combustión interna

54

EFICIENCIA 30%

•Nivel de mantenimiento

• Tipo de tecnología

• Refrigeración en exceso

• Nivel de revoluciones

• Forma de conducción

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