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DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:
SISTEMA: EQUIPO:
1.1. SISTEMA ELÉCTRICO
SUMINISTRO ELÉCTRICO:Suministrador: CFENo. de Servicio: 632001006521Tarifa contratada: O6
TRANSFORMADOR:Tipo: OA COSTACapacidad: 112.5 kVARel. de transf.: 13200/440/254 V
INTERRUPTOR PRINCIPAL:Marca: SIEMENSCapacidad: 125 AAjuste: RÁPIDO
ARRANCADOR:Tipo: ATP111-12Capacidad: 60 HP
PROTECCIÓN:Marca: MOELLER ELECTRICCapacidad: 32-40 A CAPACITORES:Ajuste: 37 A Capacidad: 40 kVAr
CONDUCTORES:SISTEMA DE TIERRAS Transformador - Arrancador
¿Hay sistema de tierras? NO Calibre: 1HXF-4/0AWG¿Están separados el neutro y la tierra? SI Longitud: 18¿Está aterrizado el transformador? NO Calibre: 8 Agrupamiento: C-3H+N-8¿Está aterrizado el arrancador? SI Calibre: 8¿Está aterrizado el motor? SI Calibre: - Arrancador - Motor
Calibre: XHF-4/0 AWGOBSERVACIONES: Longitud: 152.5al ATP112-2 DE 150 hp. Agrupamiento: C-3H+N-8
1.2 MOTOR ELÉCTRICO DATOS DE PLACA o NOMINALES:
Marca: Saers Tensión: 440 V Tipo: SumergibleCapacidad: 40 HP Corriente: 53 A Frame:Velocidad: 3600 RPM Eficiencia: 84.0% F.S. 1.15
HISTORIAL:Antigüedad: 0.5 años # de rebobinados: 0 Operación: 8736 h/año
OBSERVACIONES: Motor Sumergible controlado por un arrancador a tensión reducida, modelo ATP112-2 DE 150 hp. Falta que los datos de placa del motor instalado estén visibles en la tapa del arrancador.
1.3 BOMBA CUERPO: IMPULSOR:
Marca: Grundfoss Tipo: CerradoTipo: Sumergible Material: A. Inox.Modelo: 0 Diámetro: Antigüedad: años Antigüedad:
FLECHA: Diámetro: pulgadas Longitud:DATOS DE DISEÑO: Carga: 150.34 m.c.a. Gasto: 10OBSERVACIONES: Bomba lubricación por aceite, descarga a red interconectada
1.4 CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO
FLUIDO: Agua Temp.: 22 Peso específico: 1000OBSERVACIONES:
2.1 MEDICIONES HIDRÁULICAS
SINO
SINONO
El arrancador está aterrizado por la estructura de la tubería del poste
°C
DIAGRAMA UNIFILAR
ATP111-2150 HP.Submonitor
300 A SIEMENS
P37
EQUIPO DE MEDICIÓNEM
40 KVAR
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:
SISTEMA: EQUIPO:
NIVELES:Nivel del depósito de succión (A): 137 m Longitud de tubería en succión (B): 142.50 mDistancia descarga a manómetro (C): 4 m Altura manómetro de descarga (D): 0 m
Diameter interno (m) Material Caudal (l/s) Velocidad (m/s)Succión 0.200 A.C.-C40 0.62 9.2 0.29
Descarga 0.100 A.C.-C40 0.59 9.2 1.17
TOPOGRAFIA: Elevación en sitio de equipo: 2345.0 msnm Elevación sitio más alto de entrega: 2346.0 msnm(metros sobre nivel del mar)
OBSERVACIONES: Sonda neumática, referencia gasto 9,2 l/s instalado
2.2 MEDICIONES ELÉCTRICASTENSIÓN POR FASE: Van: 265.59 Vbn: 267.32 Vcn: 267.9CORRIENTE POR FASE: Ia: 37 Ib: 43 Ic: 38POTENCIA ACTIVA: Pa: 7.4 Pb: 8.9 Pc: 8.3FACTOR DE POTENCIA FPa: 0.77 FPb: 0.78 FPc: 0.77DISTORSIÓN ARMÓNICA: THD-V 2.3 THD-I 3.1Punto de medición: En la entrada del interruptor principalCORRIENTE DEL CAPACITOR: Ia: 28 Ib: 31 Ic: 29
SISTEMA DE TIERRA: Continuidad: SI NO Corriente: A Resistencia:OBSERVACIONES:
2.3 MEDICIONES DE TEMPERATURA
Entrada al interruptor Salida del interruptor Entrada al arrancador Salida del arrancadorA B C A B C A B C A B39 41 39 37 37 37 33 34 34 37 38
MOTOR TRANSFORMADOR
CarcasaRodamientos Bornes alimentador Bornes de baja tensión Bote Radiador
Sup. Inf. X1 X2 X3 X0 X1 X2 X3 Sup. Inf. Sup.N/A N/A N/A N/A N/A N/A 31 28 27 36 26 23 23
OBSERVACIONES: Pte. medir las temperaturas de los equipos.
3.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Tramo CalibreLongitud Resistencia Corriente Operac. Pérdidas
m Ω/km Ω A h/año kW kWh/año
Condición ActualTransf-Arrancador 4/0 AWG 18 0.1640 0.002952 39.3 8736 0.0137 120
Presión (kg/cm2)
En el equipode control
Dynamic level
Pressure gauge
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:
SISTEMA: EQUIPO:
Condición ActualArrancador-Motor 4/0 AWG 152.5 0.1640 0.02501 39.3 8736 0.11608 1,014
3.2 EVALUACIÓN DEL MOTOR ELÉCTRICO
Promedio Desbalance Calificativo V/Vn EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA
TENSIÓN (V) 461.35 0.51% mínimo 4.9% Factor Carga FC: 69.37%CORRIENTE (A) 39.33 9.32% alto 84.61%POTENCIA (kW) 24.48 9.76% alto Depreciación: 0.07%FACTOR POTENCIA FP 77.9% 0.86% mínimo 84.54%
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTORHP Eficiencia FC Efic. Nom Efic. 75% Efic. 100% FA ant FA reb FA vv FA dv
40 0.8454 0.69 84.61% 84.5% 84.0% 0.00% 0.00% -0.0006443 99.99%
3.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBACARGA DE BOMBEO:
Pérdidas en la línea de succión: 0.06 m Pérdidas en la línea de descarga: 0.06
Peso específico del fluído: 1000 Velocidad en la línea de descarga: 1.17Carga neta de bombeo: 143.20 mca Desviación con respecto al diseño: -4.8%
GASTO:Gasto medido: 0.009 Desviación con respecto al diseño: -8.0%
POTENCIA MANOMÉTRICA:De Diseño: 14.75 kW De acuerdo a mediciones: 12.924 kW Desviación: -12.37%
EFICIENCIA:Eficiencia electromecánica: 52.8% Eficiencia de la bomba: 62.4%
Pérdidas en la tuberíaQ A v Visco Reynolds Rug. abs Rug. rel fr Hfr
m/s mm mcaSucción 0.0092 0.0314 0.293 9.6E-07 6.117E+04 0.046 2.30E-04 0.0209 0.065Descarga 0.0092 0.0079 1.171 9.6E-07 1.223E+05 0.046 4.60E-04 0.0197 0.055
3.4 BALANCE DE ENERGIA ACTUAL
Parámetro Unidades Cantidad
Consumo total de energía kWh/año 215,025
Eficiencia del motor % 84.54%
Eficiencia de la bomba % 62.44%
Perdidas por fugas % 40%
Carga útil mca 138
Pérdidas eléctricas kWh/año 1,134
Pérdidas en el motor kWh/año 33,060
Pérdidas en la bomba kWh/año 67,929
kWh/año 95
Pérdidas de carga kWh/año 4,098
Pérdidas por fugas kWh/año 43,484
Trabajo útil kWh/año 65,226
a).b).
c). La temperatura en el interuptor, en la fase B de entrada es alta, por lo que se recomienda ajustar los bornes de conexión.d). Los desbalances de corriente y potencia activa en el motor son altos, por lo que determina que el motor está trabajando pobremente.e).
η nominal:
η real:
kg/m3
m3/s
m3/s m2 m2/s
Pérdidas en succión y descarga
3.5 COMENTARIOS Y MEDIDAS DE AHORRO
Hay varias anomalías en el sistema de tierras, por lo que se recomienda una evaluación completa de la norma correspondiente.
El factor de potencia es bajo (77.9 %), por lo que se recomienda instalar bancos de capacitores para reducir las pérdidas en conductores eléctricos por efecto Jule.
La eficiencia de la bomba es baja (63%) y la desviación de carga y gasto respecto al diseño sugiere remplazarla por una de mayor eficiencia, tomando en cuenta la curva de tabajo.
Pérdidas eléctricas0.5%
Pérdidas en el motor15.4%
Pérdidas en la bomba31.6%Pérdidas en succión y
descarga0.0%
Pérdidas de carga1.9%
Pérdidas por fugas20.2%
Trabajo útil30.3%
BALANCE DE ENERGÍA ACTUAL
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:
SISTEMA: EQUIPO:
1). Cambiar el conjunto de bomba-motor por uno de mayor eficiencia2). Instalar banco de capacitores
4.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO PROPUESTO
Especificaciones de bomba Marca: GouldsModelo: 5CHC-9SEficiencia de la Bomba: 78.0%
Especificaciones de motor Potencia HP: 25.0 HPVoltaje nominal: 440 VEficiencia a plena carga: 90 %Número de fases: 3Velocidad angular: 3600 rpm
Eficiencia electromecánica nueva: 70.2%
Banco de capacitores Capacidad: 9Voltaje nominal: 440 V
4.3 PLAN DE ACCIÓN
Actividades: i. Reemplazar el equipo sumergible de bombeo por el propuestoii. Mantener en uso la instalación del equipo de control y conductores eléctricosiii. Instalar válvula checkiv. Instalar banco de capacitores
5.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Tramo CalibreLongitud Resistencia Corriente Operac. Pérdidas
m Ω/km Ω A h/año kW kWh/año
Condición ActualTransf-Arrancador 4/0 AWG 18 0.1640 0.002952 24.2 8736 0.0052 45Arrancador-Motor 4/0 AWG 152.5 0.1640 0.02501 28.7 8736 0.0618 540
5.2 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTORFP BHP HP propuesto Efic. real FC Efic. nom Efic. 75% Efic 100%
0.80 22.21 25.0 0.90 0.89 90.09% 90.2% 90.0%
FA ant FA rew FA vv FA dv
0.0% 0.0% -0.00064 99.99%
5.3 BALANCE DE ENERGÍA ESPERADOParámetro Unidad Cantidad
Consumo de Energía kWh/año 161,380
Potencia demandada kW 18.4
Corriente A 28.7
Factor de potencia % 80%
Pérdidas eléctricas kWh/año 585
Pérdidas en el motor kWh/año 16,048
Pérdidas en la bomba kWh/año 31,844
kWh/año 95
Pérdidas de carga kWh/año 4,098
Pérdidas por fugas kWh/año 43,484
Trabajo util kWh/año 65,226
Ahorros kWh/año 53,645
6.1 CALCULO DE AHORROS
4.1 DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DE AHORRO
kVar
Pérdidas en succión y descarga
Pérdidas eléc-tricas0.3%
Pérdidas en el mo-tor
7.5%Pérdidas en la
bomba14.8%
Pérdidas en succión y descarga
0.0%
Pérdidas de carga1.9%
Pérdidas por fugas20.2%
Trabajo util30.3%
Ahorros25.0%
BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:
SISTEMA: EQUIPO:
Costo de la energía 0.12 US$/kWh
Ahorros directos: Beneficios directos por ahorros en la bomba y el motorAhorros de energía 53,645 kWh/añoCosto del ahorro de energía 6,437 US$/año
Ahorros adicionales:
Ahorros de energía en los conductores 548 kWh/añoCosto del ahorro de energía 66 US$/año
6.2 COSTOS DE INVERSIÓN
Partida Descripción Cantidad Costo total (US$)
1 Suministro de una bomba sumergible 1 3,431 3,431
2 Remover el equipo actual e instalación del equipo nuevo 1 1,000 1,0003 Suministro e instalación del banco de capacitores 1 245 245
TOTAL: 5,377
6.3 ANALISIS DE TASA DE RETORNO DE LA INVERSIÓN
Ahorros totales: Reducción en el consumo de energía (kWh/año): 53,645Ahorro (US$/año): 6,437
Inversiones totales US$: 5,377
Tasa de retorno: Años 0.84
El motor propuesto trabajará con un factor de potencia mejorado y demandará menor corriente, lo cual significa reducir el efecto jule en los conductores disminuyendo las pérdidas.
Precio unitario (US$)
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO
1.1. SISTEMA ELÉCTRICO
1HXF-4/0AWGm
XHF-4/0 AWGm
1.2 MOTOR ELÉCTRICO
Sumergible
1.15
Motor Sumergible controlado por un arrancador a tensión reducida, modelo ATP112-2 DE 150 hp. Falta que los datos de placa del motor instalado estén visibles en la tapa del arrancador.
1.3 BOMBA
CerradoA. Inox.
maños
ml/s
Bomba lubricación por aceite, descarga a red interconectada
1.4 CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO
kg/m³
2.1 MEDICIONES HIDRÁULICAS
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO
Velocidad (m/s)0.291.17
msnm
Sonda neumática, referencia gasto 9,2 l/s instalado
2.2 MEDICIONES ELÉCTRICAS267.9
388.30.77
En la entrada del interruptor principal29
Ω
2.3 MEDICIONES DE TEMPERATURA
Salida del arrancadorC38
TRANSFORMADORRadiador
Inf.19
Pte. medir las temperaturas de los equipos.
3.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOSPérdidas
kWh/año120
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO
1,014
3.2 EVALUACIÓN DEL MOTOR ELÉCTRICO
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA
69.37%84.61%0.07%84.54%
3.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBA
m
m/s
3.4 BALANCE DE ENERGIA ACTUAL
La temperatura en el interuptor, en la fase B de entrada es alta, por lo que se recomienda ajustar los bornes de conexión.Los desbalances de corriente y potencia activa en el motor son altos, por lo que determina que el motor está trabajando pobremente.
El factor de potencia es bajo (77.9 %), por lo que se recomienda instalar bancos de capacitores para reducir las pérdidas en conductores
La eficiencia de la bomba es baja (63%) y la desviación de carga y gasto respecto al diseño sugiere remplazarla por una de mayor eficiencia,
Pérdidas eléctricas0.5%
Pérdidas en el motor15.4%
Pérdidas en la bomba31.6%Pérdidas en succión y
descarga0.0%
Pérdidas de carga1.9%
Pérdidas por fugas20.2%
Trabajo útil30.3%
BALANCE DE ENERGÍA ACTUAL
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO
Cambiar el conjunto de bomba-motor por uno de mayor eficienciaInstalar banco de capacitores
4.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO PROPUESTO
4.3 PLAN DE ACCIÓN
Reemplazar el equipo sumergible de bombeo por el propuestoMantener en uso la instalación del equipo de control y conductores eléctricosInstalar válvula checkInstalar banco de capacitores
5.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOSPérdidas
kWh/año45
540
5.2 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTOR
FA dv
99.99%
5.3 BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO
6.1 CALCULO DE AHORROS
Pérdidas eléc-tricas0.3%
Pérdidas en el mo-tor
7.5%Pérdidas en la
bomba14.8%
Pérdidas en succión y descarga
0.0%
Pérdidas de carga1.9%
Pérdidas por fugas20.2%
Trabajo util30.3%
Ahorros25.0%
BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO
US$/kWh
Beneficios directos por ahorros en la bomba y el motorkWh/añoUS$/año
kWh/añoUS$/año
6.2 COSTOS DE INVERSIÓN
Costo total (US$)
3,4311,000
2455,377
6.3 ANALISIS DE TASA DE RETORNO DE LA INVERSIÓN
53,6456,437
5,377
0.84
El motor propuesto trabajará con un factor de potencia mejorado y demandará menor corriente, lo