auditoria energetica en la industria

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Ing. Jaime Segura C.

AuditoriasAuditorias EnergEnergticasticasen la en la IndustriaIndustria


Primera CRPrimera CRSIS ENERGSIS ENERGTICA 1973TICA 1973..PaPases ses rabes (OPEP) suben de U$ 1.6 a U$ 10 barril de petrrabes (OPEP) suben de U$ 1.6 a U$ 10 barril de petrleo. leo.

Ocasionan crisis econOcasionan crisis econmica mundial. Costosmica mundial. Costos

SituaciSituacin Energn Energtica Mundialtica Mundial

DDcada del 80: GLOBALIZACIcada del 80: GLOBALIZACIN DE LA ECONOMIAN DE LA ECONOMIACompetitividadCompetitividad

DDcada del 90: CRISIS ECOLcada del 90: CRISIS ECOLGICA:GICA: CO2CO2Uso de la Uso de la EnergiaEnergia, Aire y Agua, Aire y Agua

Nueva Era 2007: Crisis de los alimentosNueva Era 2007: Crisis de los alimentos..2009: Crisis Financiera2009: Crisis Financiera....


Enero, 2009Precio del petrleo:

US$ 47.45/ barril

Precio max prom US$ 146.5/ barril

Costo del vapor:Baja presin (2000):US$ 14/Ton

Baja presin (2008):US$ 45/Ton


La La TT de la Tierra durante los de la Tierra durante los ltimos 100 ltimos 100 aaos viene aumentandoos viene aumentando..debido al..debido alefecto invernaderoefecto invernadero

0

1

2

3

4

5

19001900 20002000 20502050 AAOSOS

CC

Efecto InvernaderoEfecto Invernadero


Efecto InvernaderoEfecto Invernadero

1. Radiacin solar pasa la atmsfera

2. Una parte se queda en la tierra y la otra es reflejada al espacio 3. La mayor parte de la

enerqa se queda en la tierra y produce su calentamiento o efecto invernadero

Fuente: CLIMATE CHANGE. OSTP. USA. 1997

Saltar a la primera pginaFUENTE: CONAM. 1999


BENEFICIOS ECONOMICOS Vs ECOSISTEMA


PRINCIPIOS BSICOS La energa no se crea ni se destruye, solo se

transforma Delta E=0 La energa se dirige del mayor al menor

potencial Delta S>0 (la entropa siempre crece) Todo puede y debe de ser cambiado Si no hay ventaja econmica, olvdate por ahora

Delta $>0


Balances de masa = Balances contables

Ingresos = Entradas Egresos = Salidas Saldos = Inventarios


Escoger fronteras o lmites de control


El lenguaje Universal es el dinero Todo debe

referirse a esa unidad, para que los gerentes lo entiendan, lo asimilen y tomen decisiones


El lenguaje Los tcnicos usualmente nos

encerramos en nuestro lenguaje y perdemos oportunidades de llevar a cabo nuestros proyectos por falta de ese idioma.

El idioma es simple y fcil para vender ideas.


EN LENGUAJE MATEMTICO

+ 35 trminos adicionales, forman la ecuacin de energaParece que en lugar de expresarlo con gran precisin, lo

que consigue es ponerlo poco amigable y como si fuese un problema de cientficos, cuando la esencia es la misma y lo debemos resolver !TODOS!

.........))221()2

21()2

21()2

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zgzygyUzzUyy

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Lo simple es bello

E=MC2 A Einstein lo recordamos todos

por que dijo lo mas complejo en la forma mas simple

Es otra maravillosa confirmacin de que la energa solo se transforma!


Sistema de GestiSistema de Gestin Energn Energticatica

TQMTQM

Enfoque

al cliente

Mej

ora

Mej

ora

Cont

inua

Cont

inua

Participacin

Total

ConservaciConservacin n de la Energde la Energaa

Enfoque

en el

M.A.

Mej

ora

Mej

ora

Cont

inua

Cont

inua

Participacin

Total

Pilares Fundamentales para alcanzar la eficiencia energPilares Fundamentales para alcanzar la eficiencia energticatica

No un Plan, lograr un sistema de Ahorro de EnergNo un Plan, lograr un sistema de Ahorro de Energa.a.


1 General1 General

5 Inspeccin, medicin y accin correctiva5 Inspeccin, medicin y accin correctiva

3.1 Auditor3.1 Auditora energa energticatica3.3 Objetivos y3.3 Objetivos y

Metas DetalladasMetas Detalladas3.4 Programa de Ahorro 3.4 Programa de Ahorro

de energde energaa5.1 Monitoreo y Medici5.1 Monitoreo y Medicinn5.2 Acci5.2 Accin correctiva y preventivan correctiva y preventiva5.3 Registros 5.3 Registros 5.4 Auditor5.4 Auditoras de Gestias de Gestinn

6 Revisin Gerencial6 Revisin Gerencial

3 Planificacin3 Planificacin

4 Implantacin y Operacin4 Implantacin y Operacin

2 Poltica2 Poltica4.1 Estructura y Responsabilidades4.1 Estructura y Responsabilidades4.2 Capacitaci4.2 Capacitacin, sensibilizacin, sensibilizacin n 4.3 Comunicaci4.3 Comunicacinn4.4 Control de la Documentaci4.4 Control de la Documentacin del n del SiGESiGE4.5 4.6 Control de las operaciones4.5 4.6 Control de las operaciones

Modelo de un Sistema de GestiModelo de un Sistema de Gestin Energn Energticatica


DEFINICINLa auditoria energtica:

consiste en el anlisis integral de todas las formas de energa registradas en el sistema, con el propsito de emitir un diagnstico energtico e identificar oportunidades de optimizacin y reduccin de costos de operacin.

1. Gestin2. Ingeniera


La auditora energtica es un proceso sistemtico mediante el que:

1 Se obtiene un conocimiento suficientemente fiable del consumo energtico

de la empresa.2 Se detectan los factores que afectan al consumo

de energa.3 Se identifican, evalan y ordenan las distintas

oportunidades de ahorrode energa, en funcin de su rentabilidad.

Los modelos de auditora energtica son variados. El que se ha diseado y se desarrollaen esta gua pretende ser muy sencillo, fiable, prctico y replicable


Punto de partida :Punto de partida :Identificar las pIdentificar las prdidas o despilfarros.rdidas o despilfarros.- Metodos: - RRHH:- Recursos:- Equipos:

AUDITORIA ENERGETICAAUDITORIA ENERGETICAAUDITORIA ENERGETICA


AUDITORIAS AUDITORIAS ENERGENERGTICAS:TICAS:Problemas de GestiProblemas de Gestinn


PROCEDIMIENTO: 1. Levantamiento de informacin

Levantamiento de informacin Energtica Bsica. Inventariar instalaciones y energticos.Fuentes de Energa y Usos.

EVOLUCIN DEL CONSUMO DE ENERGA EN UNA PESQUERA

050000

100000150000200000250000300000350000400000

feb-

99

mar

-99

abr-9

9

may

-99

jun-

99

jul-9

9

ago-

99

sep-

99

oct-9

9

nov-

99

dic-

99

MESES

EN

ER

GA

(kW

h)

EAHPEAFP


2. Elaborar balances de energaEl objetivo es conocer las caractersticas del consumo de

energa en las diferentes etapas del proceso productivo. El entregable es las curvas de carga y los diagramas Sankey de cada Energtico.

0 5 10 15 20 25 30

Secado

Ensaque

Separadoras

Recep. y Almac.

Calderos

Prensado

Centrfugas

Cocinado

Auxiliares

Iluminacin

Cargas Administrativas

AREA

PRO

DUCTI

VA

O S

ERVI

CIO

PARTICIPACION ( % )


Cada equipo o grupo de equipos son evaluados con respecto al consumo total de energa. Se prioriza el consumo de Energiay la posicion relativa.

Se debe de evaluar los valores reales y los teoricos de cada proceso.

3. Determinar la incidencia del consumo de energa

Proporcion de Consumo de Energa Elctrica y Trmica

93%

7%

% Elctrico

% Trmico


24

4. Obtener ndices de consumo

Obtener ndices de consumo de energa por unidad de produccin, los cuales pueden ser usados para evaluar la eficiencia energtica del sistema.

Consumo Especfico Mensual de Petrleo 1999

40.00

0102030

405060

Febr

ero

Mar

zo

Abril

May

o

Juni

o

Julio

Agos

to

Sep

tiem

bre

Oct

ubre

Nov

iem

bre

Dic

iem

bre

MO

DEL

O

MESES

Gal

/ Tn

har

ina


PROCEDIMIENTO: Proyectos y Mejoras

5. Evaluacin Tcnica: Determinar los potenciales de ahorro de energa o facturacin por equipos, reas o centros de costos, mediante una evaluacin tcnica detallada. SOLUCIONES INGENIERIA.

6. Programa de Mejoras: Propuestas de mejoras por potenciales y Identificar las medidas apropiadas de ahorro de energa o facturacin. PROYECTOS.


PROCEDIMIENTO: EvaluacionFinanciera

7. Evaluacin econmica de los ahorros de energa. Luego de la determinacin de los potenciales de ahorro de energa o facturacin, se ejecutar el Plan de Accin el cual contemplar las inversiones y beneficios econmicos. Metodos financieros de evaluacin. RENTABILIDAD DE LA INVERSION.

Clculo Financiero


PROCEDIMIENTO

8. Evaluacin de impacto: Calidad, productividad, ambiental de los ahorros de energa. El potencial de reduccin de emisiones asociado con los ahorros de energa puede contribuir a la rentabilidad del proyecto de eficiencia energtica propuesto, y ademas otras mejoras cualitativas y cuantitativas.


AUDITORA ENERGTICA:

Problema Ingeniera


Identificar y evaluar las prdidas

Costos del Energa Medicin de

Energa Inspeccin Auditora Tcnica


Supervisin, Control y Mantenimiento de Planta

PROBLEMA: Parmetros de operacin

inestables. Programa d

mantenimiento basado en la confiabilidad

Supervisin centralizada Vs Personal Capacitado.

Monitoreo continuo Vs. evaluacin de indicadores.


Natural Gas

OL102679

Auto

Run

155 PSIG

82 %

260

30

Boiler 1

2500

35

28

13 WC

350 F

450 F

280 F

85 F

4 % O2150 PSIG

60 %

EconoIn

180 F

3

338

192 168 1 10

Real Time DataHistoricalTrending

Alarm and HistoricalData to Printer

Or Exported to Excel

E-Mail and PagingOf Alarms

SCADA/ICS On Local Computer


SumarioConservacion de la energa


Definir fuentes de energa: Precios de combustibles en Per


Costo del Fluido para evaluarahorros

Combustible: 80% - 90%

Otros Servicios: 20% - 10%

Una reduccin en la demanda termica puede tener efecto en la demandaelctrica (bombas, quemador, etc) pero son costos difciles de asignar, no

muy relevantes que pueden ser justificadamente ignorados


Manual de Operacion: Problemas frecuentesque se perciben en una inspeccin

Vlvulas reguladoras de presin

Necesidad de reduccin de presin

Presintemperatura excesivaspara el proceso, o seguridad

Seleccin correcta, monitoreode trampas

Mala seleccin, falta de mantenimiento

Fallas en trampas de vapor

Venteo de aire, bomba-trampa

Aire entrampado, remocinlenta del condensado, inundacin

Tiempo de calentamientoexcesivo

Redimensionamiento de tuberias

Tuberias subdimensionadasRuido, caida de presin, erosin de accesorios

Revisar trampeo, separadores, lay-out de tuberia

Golpe de ariete, remocin de condensado

Golpeteo y ruidos en la tuberia

Venteos de aire, separadores, dimensionar tuberias

Aire entrampado, vapor humedo o tuberiasubdimensionada

Dificultad en conseguirtemperatura o rendimiento

SolucinAnalisisProblema


Ahorro Potencial de Energia en el VaporPotencial estimado para la industria de USA (Fuente: The Alliance to Save Energy, US, - 2000)

Ahorro Potencial de Vapor %

Calderas 15 - 20%- Eficiencia de la Caldera 1-5%- Equipo de recuperacin de calor 2-4%- Monitoreo y control de emisiones 2%- Tratamiento de agua 10-12%- Control de alimentacin 3-5%

Distribucin de Vapor & Retorno de Condensado 15-20% - Fugas de vapor y trampas 3-5%- Retorno de Condensado 10-15%

- Aislamiento 5-10%

Total 30-40%


Centrifugal Pump Curves

Centrifugal pump curves typically show hydraulic efficiency points

The best efficiency point (BEP) is the highest efficiency point on the curve

HEAD

CAPACITY

6

8

65%

62%

56%

56%52%


Medicin y monitoreo de consumos

No puedes controlar aquelloque no puedes medir

No puedes controlar aquelloNo puedes controlar aquelloque no puedes medirque no puedes medir

Lord KelvinLord Kelvin


Estrategias de medicin de vapor (III)

ProcesoProcesonn

ProcesoProceso11

ProcesoProceso22

ProcesoProceso33

Casa deCasa decalderascalderas

Medidor = MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM

MMM


Instalaciones: Ramificaciones


Mejoras, 5S: Recuperacin de condensado

Antes & Despus

*


Fallas Frecuentes:Consecuencia de un golpe de ariete

Golpe de ariete


Modificar parmetros de operacin:Control de Temperatura en Tanques Almacenamiento

Tanque aislado, diametro 1.8 m,altura 4.5 m.

Temperatura 5C por encima dela temperatura minima aceptable.

Desperdicia entre 7 y 15 mil kilosde vapor al ao.


Racionalidad:

Una tubera de vapor a 3.8 bar sin aislamiento pierde por radia-cion 1750 kcal/m2

Un aislamiento trmico de 1 plgde espesor reduce esta perdida a230 kcal/ m2

Uso de Aislamiento Trmico


Racionalidad: Prdidas por fugas de vapor en trampas que fallan abiertas

En sistemas que no han sido mantenidos durante 3 a 5 aos, se encuentran fallas entre el 15% y el 30% de la poblacion de trampas. Estastrampas dejan escapar vapor vivo a las lineas de retorno de condensado. En sistemas con un programa de mantenimiento de trampas adecuado lasfallas dismuyen a un 5 % de la poblacion de trampas.

Para fines prcticos considerar el 50 % de la cantidad de vapor


Soluciones deIngenieria: Temperatura del aguade alimentacin de caldera - Oxgeno

0

2

4

6

8

10

12

14

0 20 40 60 80 100 120

Temperature [C]

Solu

bilit

y [p

pm]

Temp.

[C]51015202530354045506070809095

100

Solubility

[ppm]12.711.310.19.18.37.57.06.56.05.64.83.92.91.60.90.0

La reduccion de los niveles de Oxgeno y Dixido de Carbono en la caldera, disminuye el ataque corrosivo. El nivel ptimo de Oxgeno es alrededor de 1 ppm y de Dioxido de Carbono 0 ppm.

Otro beneficio de los desaereadores es la reduccion del shock termico en la caldera cuando la temperatura de alimentacin es de 85 C o superiores


Racionalidad: Minimizar las purgas en calderas

Control de SDT

Purga Automticade fondo


Recuperar: Aprovechamiento del Revaporizado

Con el mismo ejemplo anteriorsi se recupera como vapor flashel 9% de los 1500 kg/h de conden-sado se tienen 135 kg/h de vaporextra disponibles para cualquieraplicacin que use vapor de bajapresion.


Instalaciones: Valvulas reductoras de presin


Regulacin de la Combustin: Performance: r a/c, O2,

Eficiencia del combustin

Relacin aire combustible

Poder calorfico del combustible

Temperatura de combustin

Aprovechamiento de gases.

Condiciones de Atomizacin

Temperatura del combustible

Calidad: CO2,CO,NOx,SOx vapor seco en la cantidad

demandada a la presin correcta a la temperatura

correcta

CalderoAgua

Combustible:Eficiencia de combustin

Vapor


GRACIAS POR SU ATENCIONIng. Jaime Segura CerronJsegura@termodinamica,com.pe

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