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.

ctapia@minenergia.cl09-224 55 88

MUCHAS GRACIAS