Caso exitoso de Eficiencia Energética

CURSO: “EFICIENCIA ENERGÉTICA”

Tema 6.1: Caso Exitoso de PEE

Centro de Tecnologías Ambientales - CTA

Expositor: Ing. CIP Manuel Bocanegra Alayo

Lima, 27 de abril del 2012

CONTENIDO

I. DESCRIPCIÓN GENERAL

II. SISTEMA TÉRMICO

III. SISTEMAS AUXILIARES

IV. SISTEMA ELÉCTRICO

V. MEDIDAS A IMPLEMENTAR

VI. CONCLUSIONES



I. DESCRIPCIÓN GENERAL

Descripción de la empresa

• La empresa pertenece al sector Textil Confecciones y el

código CIIU principal es el 1723 que corresponde a la

Fabricación de cuerdas, cordeles, bramantes y redes.

• Se dedica a la fabricación de redes con nudo, hilo

torcido y braided, redes raschel (sin nudo), hilos, cabos

de nylon, poligareta y flotadores para mercados como

Perú, Chile, Ecuador, México, Canadá e Italia.

• El número de empleados y obreros en la planta de

Ventanilla tiene un promedio de 450 personas.

• El área total construida en la Planta es de 21 760,18 m2.

• Trabaja dos turnos de 12 horas cada una y opera 8 760

horas al año.

Descripción del Sistema Eléctrico

• El suministro de energía eléctrica es alimentado por la concesionaria de

distribución EDELNOR, la tensión de suministro es de 10 kilovoltios, tiene

tres fases en Media Tensión, con las siguientes características:

– Número de suministro : 0505495

– Tipo de tarifa : MT4

– Potencia Máxima Contratada : 390 kW

– Modalidad de Facturación : Potencia Contratada

– Vigencia de Opción Tarifaria : Abril 2 001

– Código de Alimentador : V – 07

– Cuenta : 32 – 553 – 1001

– Tipo de Conexión : Subterránea

– Medidor Trifásico No. : 1616421

• Cuenta con dos transformadores trifásicos operativos (Principal y

Elevador), y dos transformadores trifásicos fuera de servicio.

Descripción del Sistema de Vapor

• Las instalaciones de la planta poseen dos calderos piro

tubulares.

• Los calderos en mención cubren los requerimientos

totales de vapor en la planta, trabajando

alternadamente, manteniendo siempre uno de ellos

operativo y el otro en Stand by.

• Los calderos producen vapor saturado que normalmente

oscila entre 90 y 125 psig.

• El vapor saturado es utilizado para suministro de calor, y

se efectúa cuando cambia de fase vapor a fase líquida

entregando su calor latente de vaporización.

Características de los calderos

Características del vapor producido

Uso de EE

TENSIÓN

380

VOLTIOS

FUERZA MOTRIZ

PLANCHADORA

TEÑIDO

SECADORAS CHILLER

ALQUITRANADO

Y RESINADO

ILUMINACIÓN

TRENZADO

CABOSFILAMENTOS

TELARES CON

NUDO

TELARES SIN

NUDOFLOTADORES

SISTEMA DE

CALDERAS

TOMACORRIEN

TES

ALUMBRADO

PLANTA

ALUMBRADO

OFICINAS

Uso de P.I. 500

Consumo de EE

0

50 000

100 000

150 000

200 000

250 000

Jul-01 Ago-01 Sep-01 Oct-01 Nov-01 Dic-01 Ene-02 Feb-02 Mar-02 Abr-02 May-02 Jun-02

TIEMPO (meses)

EN

ER

GÍA

EL

ÉC

TR

ICA

(k

Wh

, k

VA

Rh

)

Energía Activa Energía Reactiva



II. SISTEMA TÉRMICO

SISTEMA DE ENERGÍA TÉRMICA

• Las evaluaciones energéticas realizados en los calderos de 700

BHP y 400 BHP, permitieron identificar las principales causas de

pérdidas de energía en cada uno de ellos.

• Mediante los ajustes operativos de relaciones aire / combustible

efectuados en los calderos redujo los consumos de combustible

• Se denominó llama baja, llama media y llama alta a la operación

con niveles de carga cercanos al 20%, 50% y 80% de la potencia

instalada total de los calderos, respectivamente.

• Los análisis de combustión fueron llevados en dos etapas,

denominándose "antes" a la condición inicialmente encontrada (sin

modificaciones) y "después" luego de efectuar los ajustes

operativos aire / combustible.

Caldero de 400 BHP

Antes Después Antes Después Antes Después

Temp. de gases (°C) 180.3 175.1 219.2 215.1 229.3 247.0

Temp. de aire de combustión (°C) 34.1 34.1 34.1 34.1 34.1 34.1

Composición de gases

Oxígeno (%O2 vol.) 5.9 3.6 7.4 4.6 8.5 6.5

Bióxido de Carbono (%CO2 vol.) 11.4 13.1 10.2 12.3 9.4 10.2

Monóxido de Carbono (ppm CO vol.) 222.0 201.0 218.0 199.0 205.0 234.0

Óxido Nítrico (ppm NO vol.) 271.0 288.0 271.0 235.0 222.0 259.0

Óxidos de Nítrógeno (ppm NOx vol.) 285.0 303.0 285.0 247.0 233.0 271.0

Índice de Opacidad Bacharach 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0

Resultados

Nivel de Carga (%) 20.3 20.5 51.3 52.9 80.5 81.6

Exceso de Aire (%) 58.8 43.9 51.9 26.9 64.8 42.8

Eficiencia de Combustión (%) 90.5 91.0 87.1 89.5 85.3 86.4

Eficiencia Térmica (%) 80.6 81.2 80.8 83.2 79.9 81.0

Descripción

Llama Baja Llama Media Llama Alta

Caldero de 700 BHP

Antes Después Antes Después Antes Después

Temp. de gases (°C) 153.7 161.9 186.0 170.4 184.3 183.1

Temp. de aire de combustión (°C) 23.7 28.0 23.7 23.7 30.6 30.5

Composición de gases

Oxígeno (%O2 vol.) 8.0 6.6 7.4 7.0 7.9 6.5

Bióxido de Carbono (%CO2 vol.) 9.8 10.9 10.4 10.6 9.9 10.2

Monóxido de Carbono (ppm CO vol.) 25.0 19.0 14.0 28.0 24.0 45.0

Óxidos de Azufre (ppm SOx vol.) 529.0 595.0 593.0 570.0 540.0 546.0

Índice de Opacidad Bacharach 4.0 3.0 4.0 3.0 4.0 3.0

Resultados

Nivel de Carga (%) 20.0 20.1 51.8 52.5 83.0 81.1

Exceso de Aire (%) 58.8 43.9 52.0 47.8 57.6 42.9

Eficiencia de Combustión (%) 90.5 91.0 89.1 90.3 88.7 89.9

Eficiencia Térmica (%) 79.9 80.5 82.0 83.1 82.4 83.5

Llama Alta

Descripción

Llama Baja Llama Media

Ahorro de energía 400 BHP

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Consumo (gal/h)

Efi

cie

nc

ia (

%)

Antes

Después

Ahorro de energía 700 BHP

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190

Consumo (gal/h)

Efi

cie

nc

ia (

%)

Antes

Después

Eficiencia (%) vs. Consumo (gal/h)

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180

Consumo (gal/h)

Efi

cie

nc

ia (

%)

700 BHP

400 BHP

Rango de

Consumos

promedio



III. SISTEMAS AUXILIARES

SISTEMAS AUXILIARES

1. AIRE COMPRIMIDO

• El sistema de aire comprimido es alimentado por dos

compresores SULLAIR:

– Compresor Encapsulado Modelo ES – 6

– Compresor Encapsulado Modelo ES – 8

• Es importante indicar que en ambos compresores, las

condiciones normales de referencia son las siguientes:

– Presión absoluta de entrada: 14,5 psig (1 bar)

– Temperatura de entrada de aire: 68 F (20 C)

Diagrama de carga y descarga en vacío

130

135

140

145

150

155

160

165

170

175

0,0

0

182,0

0

366,0

0

547,0

0

731,0

0

912,0

0

1096,0

0

1277,0

0

1461,0

0

1643,0

0

1827,0

0

2008,0

0

2192,0

0

2373,0

0

2557,0

0

2738,0

0

2922,0

0

3104,0

0

3288,0

0

3469,0

0

3653,0

0

3834,0

0

4018,0

0

4199,0

0

4383,0

0

4565,0

0

4749,0

0

4930,0

0

TIEMPO (segundos)

PR

ES

IÓN

AB

SO

LU

TA

(p

sig

)

2. ENFRIAMIENTO DE AGUA

• Es utilizado para refrigerar

el sistema de teñido a

presión (Autoclave), y el

sistema de prensado

ubicadas en el área de

flotadores.

• Se utiliza agua en

circulación a baja

temperatura.

• Se utiliza un Chiller BOHN

de 25 TR con R-22.

Diagrama de carga del Chiller

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

17/0

9/0

2 1

8:1

5

17/0

9/0

2 1

8:1

9

17/0

9/0

2 1

8:2

3

17/0

9/0

2 1

8:2

7

17/0

9/0

2 1

8:3

1

17/0

9/0

2 1

8:3

5

17/0

9/0

2 1

8:3

9

17/0

9/0

2 1

8:4

3

17/0

9/0

2 1

8:4

7

17/0

9/0

2 1

8:5

1

17/0

9/0

2 1

8:5

5

17/0

9/0

2 1

8:5

9

17/0

9/0

2 1

9:0

3

17/0

9/0

2 1

9:0

7

TIEMPO (minutos)

PO

TE

NC

IA (

kW

, k

VA

R)

Potencia Activa

Potencia Reactiva

3. ILUMINACIÓN

Proporción de Consumo de Energía Activa

TOTAL MAQUINAS vs. TOTAL ILUMINACION

21,0%

79,0%

Total Iluminación Total Máquinas

Distribución del Consumo de Energía Eléctrica

22,5%

14,0%

10,2%9,2%8,7%

5,6%4,6%

25,3%

Filamentos Trenzado Telar con Nudo

Telar sin Nudo Autoclave Caldero Nº 2

Compresor de 30 HP Otras áreas o máquinas



IV. SISTEMA ELÉCTRICO

SISTEMA ELÉCTRICO

CAMBIO TARIFARIO CONTROLANDO EL FACTOR DE

CALIFICACIÓN

• Los equipos que podrían ser controlados en horas punta

en la planta son:

– Motor y ventilador de Autoclave (80 kW durantes 3 horas diarias)

– Motores de Cabos (12 kW durante 2 horas diarias)

– Máquinas Unidoras de Telar sin Nudos (8 kW durante 5 horas

diarias)

Factor de Calificación

• La calificación se efectúa de acuerdo al grado de

utilización de la potencia en horas punta o en horas

fuera de punta.

• El cliente será calificado como presente en punta

cuando el cociente entre la demanda media del cliente

en horas de punta y su demanda máxima es mayor o

igual a 0,5.

5,0mes del punta Horas x Demanda Máxima

mes del punta horas en ActivaEnergíaFC

Interpretación del FC



V. MEDIDAS A IMPLEMENTAR

Sistema Eléctrico

Item Medidas a Implementar

Ahorro de

Energía

(kWh/año)

Ahorro

Económico

(US $/año)

Inversiones

(US $)

Periodo de

Retorno

(meses)

1

Desconectar el ventilador del motor

del Autoclave cuando no esté en

funcionamiento

1 225,00 61,93 --- ---

2

Reparación de la válvula de aire

comprimido de la línea de f 8" en el

Autoclave

16 560,00 837,20 (*) (*)

3

Cambio progresivo de los 585

fluorescentes de 40 W por

fluorescentes de 36 W

20 434,00 1 033,05 657,00 7,63

4

Cambio de las calaminas actuales por

calaminas transparentes en las áreas

de Telares con Nudos, Telares sin

Nudos, Trenzado, Reparación y

Almacenes

61 440,00 3 106,13 (*) (*)

5Cambio a la tarifa MT3 - FP y traslado

del 25% de carga de las HPP a HFP--- 18 111,00 1 200,00 0,80

6Reclamo de la facturación de Mayo

del 2 002--- 171,00 --- ---

99 659,00 5 038,32 (*) (*)

--- 18 282,00 1 200,00 0,79

(*) : No determinado

TOTAL AHORROS ENERGÉTICOS

TOTAL AHORROS DE GESTIÓN

ÁREAAhorro Vapor

(%)

Ahorro Vapor

Mín. (kg/h)

Ahorro Vapor

Max. (kg/h)

Ahorro de PI 500

Mín. (gal/h)

Ahorro de PI 500

Máx. (gal/h)

ÁREA DE PLANCHADO

PLANCHADORA 40.0 136.0 166.3 2.30 2.82

ÁREA DE TEÑIDO

TINA 1 10.0 107.5 131.4 1.82 2.23

TINA 2 10.0 118.6 144.9 2.01 2.45

TINA 3 10.0 113.4 138.5 1.92 2.35

AUTOCLAVE 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

ÁREA DE SECADO

SECADOR 1 6.7 18.3 33.6 0.31 0.57

SECADOR 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

ÁREA DE RESIN. Y ALQUITRAN.

CÁMARAS 1 Y 2 4.0 10.8 18.9 0.18 0.32

ÁREA DE FLOTADORES

PRENSA 1 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

PRENSA 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

PRENSA 3 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

PRENSA 4 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

ÁREA DE FLOTADORES

HORNO 1 10.0 7.1 9.1 0.12 0.15

HORNO 2 10.0 8.0 12.2 0.14 0.21

HORNO 3 10.0 8.1 12.2 0.14 0.21

HORNO 4 5.4 4.7 7.0 0.08 0.12

HORNO 5 11.6 9.6 14.4 0.16 0.24

HORNO 6 10.0 8.0 12.1 0.13 0.20

HORNO 7 10.0 8.1 12.2 0.14 0.21

ÁREA DE CABOS

CALENTADOR 1 60.0 0.8 48.6 0.01 0.82

CALENTADOR 2 0.0 0.0 0.0 0.00 0.00

ÁREA AGUA DE ALIMENTACIÓN

DESGASIFICADOR 45.0 36.5 44.6 0.62 0.75

ÁREA COMBUSTIBLES

CALENTAMIENTO PI 500 9.0 2.8 3.5 0.05 0.06

Sistema Térmico

La empresa alcanzaría un ahorro térmico factible entre 16 940 y 23 100 US $ / año.



VI. CONCLUSIONES

CONCLUSIONES

• Los ahorros de energía logrados por el ajuste operativo en calderos

es equivalente a 3 200 galones/año (US $ 2.240,00 al año).

• Existe un beneficio potencial por ahorros de energía eléctrica y

térmica de fácil implementación que oscila entre 13,65% y 16,05%

(entre US $ 35 200,00 y US $ 41 380,00 al año).

• Para producciones con demandas menores o iguales a 4 150 kg/h

de vapor utilizar el Caldero de 400 BHP. Caso contrario utilizar el

caldero de 700 BHP.

• La reducción del consumo de energía incrementa la productividad

en la empresa, reduce la emisión de CO2 al ambiente, conservar los

recursos naturales y colaborar con el desarrollo sostenible.

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