Post on 13-Jun-2015
AGENCIA CHILENA DE EFICIENCIA ENERGETICA
MEDIDAS DE MEJORA EN EL AREA TERMICA, SECTOR INDUSTRIAL Y MINERO
CELSO TAPIA SANCHEZ INGENIERO CIVIL MECANICO PUCV MINISTERIO DE ENERGIA
ctapia@minenergia.cl
DEFINICION DE UN EQUIPO TERMICO
Un Equipo Térmico es un maquina que trabajapor el suministro de calor, que puede ser uncombustible convencional o una fuente deenergía renovable.
El cual se puede utilizar para generar aguacaliente o vapor.
UNIDADES TIPICAS TERMICAS
Kcal/h
Btu/h
Kw
Kjoule/seg
Toneladas de frío
Equivalencias :
1 Kcal/h = 3,96 Btu/h
1 Kw = 860 kcal/h
1 Kcal = 4,18 Kjoule
1 Ton = 12.000 Btu/h
1 Termia : 1000 Kcal
CALOR
Cantidad de energía suministrada o extraídade un proceso.
Q = M * CP * D* ( TF- TI ) ( KCAL)M = MASA KGCP = CALOR ESPECIFICO KCAL/Kg CTF = TEMPERATURA FINAL °CTI = TEMPERATURA INICIAL °C
ENERGIA UTIL
• Es la energía que dispone el consumidor final luego de su último proceso de conversión.
ENERGIA SUMINISTRADA
Es la cantidad energia entregada al equipo térmico, que depende del caudal y del tipo de combustible utilizado ( poder calorífico inferior ).
PODER CALORIFICO INFERIOR
Es la cantidad de calorgenerado por lacombustión de unproducto, descontado elcalor latente del vapor deagua que se formaen la reacción química.
Combustible Kw h/Kg
Gas natural 12,9
Gasolina 12
Diesel 11,9
Petróleo N°5 11,3
EFICIENCIA EQUIPOS TERMICOS
1.- Calderas agua caliente o vapor.
2.- Equipos de climatización sólo frío o bomba de calor ( generan calor )
EQUIVALENCIA ENTRE RENDIMIENTO Y COP
Donde :
Nc = Rendimiento de la caldera %
TE = Tarifado eléctrico $/ kw h
Pcinf = Poder calorífico inferior comb. ( Kcal/kg)
Vc = Costo del combustible $ /kg
MIDIENDO, NO COMO ALGUNAS EMPRESAS QUE ANALIZAN LA FACTURACION ?
SABER DONDE MEDIR ES CLAVE?
COMO ANALIZO UNA MEDIDA DE MEJORA EN LA PRACTICA REAL ?
EJEMPLOS DE MEDIDAS DE MEJORA DE GESTION Y
MANTENIMIENTO
1.- REDUCIR EL EXCESO DE AIRE EN CALDERAS.
2.- REDUCIR LA PRESION DE VAPOR, EN INDUSTRIAS CON CALDERAS A VAPOR.
3.- REGULAR EL FUNCIONAMIENTO DE EQUIPOS DE FRIO O DE AIRE ACONDICIONADO.
4.- EVITAR LA FORMACION DE DEPOSITOS.
5.- RECUPERAR CONDENSADOS DEL VAPOR
6.- REDUCCION DE FUGAS DE VAPOR
1.- REDUCIR EL EXCESO DE AIRE EN CALDERAS
• El control del exceso de aire es una de las técnicas más efectivas para mejorar la eficiencia de una caldera con inversiones que pueden ser entre bajas y moderadas, dependiendo del sistema de control que se adopte.
• Consiste en regular los flujos de aire (mediante la apertura del “damper” del ventilador) y combustible (mediante la válvula de ingreso al quemador ) de tal manera que se mantenga una relación aire-combustible que logre un mínimo de exceso de aire (reflejado por la concentración de Oxígeno – O2 en chimenea) a la potencia del quemador que se trabaje, y con una mínima producción de inquemados (básicamente hollín y monóxido de carbono – CO).
AHORROS POR COMBUSTIBLES
EJEMPLO ANALISIS DE GASES P5.
VALORES DE EXCESO DE AIRE
2.- REDUCIR LA PRESION DE VAPOR
• En términos generales a medida que la presión del vapor en una caldera se incrementa, también aumentan las pérdidas de energía debido a las altas temperaturas del gas de chimenea, mayores fugas de vapor, pérdidas de calor a través de las paredes en la caldera y tuberías de distribución y mayores pérdidas de vapor a través de trampas.
3.- REGULAR LA PRESION DE EVAPORACION EN LOS SISTEMAS DE REFRIGERACION
CIRCUITO DE REFRIGERACION
AHORROS APROXIMADOS
COPr : COEFICIENTE DE OPERACIÓN : QABS/ Wc
COPr : CALOR ABSORBIDO/ TRABAJO COMPRESOR
8- 10 % DEL CONSUMO ELECTRICO
4.- EVITAR LA FORMACION DE DEPOSITOS
PORCENTAJE DE AUMENTO DE CONSUMO DE PETROLEO
4.- RECUPERAR CONDENSADOS DEL VAPOR
6.- REDUCCION DE FUGAS DE VAPOR
MEDIDAS DE MEJORA EN TECNOLOGIA
1.- REEMPLAZAR QUEMADORES MODULANTES POR TIPO ON- OFF
• EL AHORRO CONSEGUIDO PUEDE LLEGAR A UN MAXIMO DE UN 10-15%.
• LA INVERSION REQUERIDA PUEDE SER CUANTIOSA, SE DEBE TENER EN CUENTA LAS HORAS DE OPERACIÓN DE LA CALDERA.
EJEMPLO DE UNA CALDERA CON QUEMADOR ON-OFF ?
2.- UTILIZACION DE BOMBAS DE CALOR, PARA ABSORVER LA CARGA BASE, SISTEMA TRIVALENTE
EJEMPLO SISTEMAS BOMBA DE CALOR
EJEMPLO PRACTICO PLANTA DE ELECTROLITOPARTE 1 ANALISIS PRELIMINAR SIN MEDICIONES
EJEMPLO PRACTICO PLANTA DE ELECTROLITOPARTE 2 ANALISIS DE AHORROS
EJEMPLO PRACTICO PLANTA DE ELECTROLITOPARTE 3 ANALISIS DE INVERSION
EJEMPLO PRACTICO PLANTA DE ELECTROLITOPARTE 4 DIAGRAMAS DE FUNCIONAMIENTO
PARTE 5 DETERMINACION DE LINEA BASE Y MONITOREO
3.- INSTALAR INSTRUMENTOS DE MEDICION EN LA PLANTA
1.-MANOMETROS
2.- TERMOMETROS
3.- MEDIDORES DE CAUDAL DE AGUA
4.- MEDIDORES DE VAPOR DE AGUA
5.- SONDAS DE OXIGENO
6.- MEDIDOR DE HUMEDAD RELATIVA
7.- MEDIDOR DE CAUDAL DE AIRE
8.- ANALIZADOR DE GASES
9.- ETC, INSTRUMENTOS DE CAMPO, IDEAL ON-LINE
4.- ECONOMIZADORES DE AIRE
5.- ECONOMIZADORES DE AGUA
6.- SISTEMA DE COGENERACION Y TRIGENERACION
a.- De forma simplificada podemos decir que la cogeneración es la producción simultánea, en un mismo proceso, de electricidad y calor útil.
b.- El rango de potencias de las instalaciones de cogeneración es muy amplio y puede variar desde unos pocos kilovatios a más de 100 megavatios.
EQUIPOS UTILIZADOS
ESQUEMA TRIGENERACION
CONCLUSIONES
1.- OBTENER LINEA BASE ES FUNDAMENTAL PARA ANALIZAR MEJORAS EN EL TIEMPO.
2.- SI NO EXISTE MEDICION, TODOS LOS DATOS OBTENIDOS, PUEDEN SER ERRONEOS.
3.- MONITOREAR LOS PROCESOS EN FORMA CONTINUA, .
4.- OBTENGA INDICES DE DESEMPEÑO ENERGETICO.
5.- NO EVITE LAS ERNC, SIEMPRE SON UN GRAN APOYO A LA EFICIENCIA ENERGETICA.
6.- CONTRATE UNA DIAGNOSTICO PRELIMINAR, ANTES DE PROCEDER A REALIZAR UNA AUDITORIA.
7.- UTILICE CALDERAS DE ALTA EFICIENCIA, GASTAN MENOS COMBUSTIBLE.
8.- UTILICE BOMBAS DE CALOR, CUANDO SUS TEMPERATURAS DE CALENTAMIENTO SEAN MENORES A 60 GRADOS CELSUIS.
9.- EVITE MEDIDAS DE ALTO COSTO, COMIENCE CON LAS MEDIDAS SIN COSTO Y VEA COMO SE COMPORTA SU PROCESO
10.- CONTRATE UN BUEN INGENIERO CON EXPERICIENCIA EN EFICIENCIA ENERGETICA Y CON LA CERTIFICACION EN MEDICIONES.
11.- RECUERDE LA EFICIENCIA ENERGETICA TIENE MUCHOS PARADIGMAS.