JUNIO 13, 2013 - Colegio de Ingenieros – Comunidad ... · 03 e-04 e-05 e-06 e-07 e-08 e-09 e-10...

1

JUNIO 13, 2013

INGENIERIA PROQUILAB LTDA.

www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 2

Desde 1993 entrega Soluciones Integrales

Ingeniería – Proyectos – Obras - Asesorías

EFICIENCIA ENERGÉTICA (EE)

ENERGÍAS RENOVABLES (ERNC)

CONSULTOR REGISTRADO - AChEE

COMITÉ TECNICO ENERGIA INN

SISTEMAS DE GESTION ISO - NCh

SOCIO FUNDADOR DE ANESCO

INGENIERÍA NUCLEAR Y RADIOLOGÍA

EIA Y DIA

PRODUCCIÓN LIMPIA (PL)

TRATAMIENTO DE AGUAS Y RILES

EMISIONES ATMOSFERICAS

GESTIÓN Y MANEJO DE RISES Y RESPEL

OBRAS DE INGENIERÍA

ADMINISTRACION DE OBRAS

Nuestros Clientes

3

ACTIVIDAD ECONÓMICA EMPRESAS

INDUSTRIA ALIMENTARIA

Cecinas La Española (RM)

Alimentos Pacífico S.A. (RM)

Procarne – Frima (X Región)

Omeñaca S.A. (V Región)

INDUSTRIA ACUÍCOLA

Procesadora Hueñocoihue Ltda. (X Región)

Pesquera Mytilus (X Región)

Transantartic S.A. (X Región)

Agroindustrial Santa Cruz (X Región)

Aguas Claras S.A. (X Región)

Empresas Aqua Chile S.A. (XI Región)

SERVICIOS DE FRIO Frigo Rent Ltda. (RM)

INDUSTRIA QUÍMICA, COSMÉTICA Y VETERINARIA

Italquim S.A. (RM)

Inversiones Liguria (RM)

Laboratorio Dukay S.A. (RM)

INDUSTRIA MANUFACTURERA Indubal S.A. (RM)

Tintorería Industrial P. de Valdivia (RM)

AGROINDUSTRIA

Agroservicios Elite S.A. (VI Región)

Comercial Santa Laura Ltda. (VI Región)

Vivero Rancagua (VI Región)

Avagar S.A. (VI Región)

Agrícola Puente Negro (VI Región)

Roberto Tamm y Cía. Ltda. (VI Región)

Frutícola José Soler Ltda. (VII Región)

INDUSTRIA LACTEA Chilolac (X Región)

INDUSTRIA VITIVINÍCOLA

Viña MontGras (VI Región)

Viña Intriga (RM)

Viña Laura Hartwig (VI Región)

PROCESO DE RESIDUOS Pesquera Pacific Star (X Región)

CONSEJO DE PRODUCCION LIMPIA (VII REGION)

APL Maderero – 12 empresas (VII Región)

APL Vitivinícola – 7 empresas (VII Región)

INDUSTRIA HOTELERA Hotel Radisson Plaza (RM)

Hotel Radisson Huechuraba (RM)

-

¿Por qué Eficiencia Energética?

• Aumento del costo de la energía

• Tecnología y Automatización de los procesos

• Exigencias de mayor productividad

• Recursos escasos

• Percepción de imagen externa (GEI, Huella de C)

• Mercados más exigentes

• Comunidad empoderada

• Mayor conciencia ambiental

4


Fuente www.cne.cl

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(US

$/b

arr

il)

EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL PETRÓLEO CRUDO BRENT

Brent Promedio Serie Brent Promedio Brent - desv_estand Promedio Brent + desv_estand


Fuente www.cne.cl

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[mills

/kW

h]

EVOLUCION DEL PRECIO DE NUDO MONÓMICOSIC - SANTIAGO

7

No se confunda…

Eficiencia Energética no es

• Una reducción de costos, sin efecto sobre un

uso racional de la energía.

• Ahorrar energía deteriorando el ambiente de

trabajo o las condiciones de operación

• El simple cambio a una tarifa o contrato

• Adquirir equipos más baratos

• … o cambiarse a fuentes de ERNC

La Eficiencia Energética consiste en un conjunto sistemático de actividades que tienen como objetivos:

Energía útil

• MAXIMIZAR la relación ------------------------------

Energía consumida

Energía consumida

• REDUCIR la relación ------------------------------

Unidad producida

Costos de Energía

• MINIMIZAR los costos energéticos ------------------------------

Unidad producida

• Mejorando o al menos manteniendo las condiciones operacionales y ambientales

8

¿Qué pretende la Eficiencia Energética?

PROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

9

Diagnóstico Energético

Caracterización Energética de la

Actividad

Recopilación de Información Histórica

de Consumo de Energía

Levantamiento de Información Terreno

Recopilación de Información Histórica

del Proceso Productivo

Identificación de Oportunidades de Ahorro de Energía

Mediciones y perfiles de energía eléctrica y

térmica

Análisis de los Procesos Productivos

Definición de Medidas Identificadas

Auditoría Energética

Diseño de Plan de Implementación de

Medidas

Medición y Seguimiento de

Medidas Gestión y Tecnologías Blandas

Evaluación Económica de las Medidas

Ingeniería Básica y de Detalles para Medidas

Duras

Evaluación Técnico Económica de Medidas

Duras

Definición de Medidas Duras

Análisis de Alternativas de Financiamiento

Ante proyectos de Inversión

Sensibilización ante diferentes escenarios

Medición, Verificación y Seguimiento de Ahorros

Contrato de Desempeño

Construcción del Proyecto

Pruebas y Puesta en Marcha

Instalación de Faena

Implementación de proyectos de Inversión

Marcha Blanca

ETAPA 1 ETAPA 2 ETAPA 3 ETAPA 4

Energía EléctricaTarifa/Contratos

Transformadores

Tableros

Condensadores

Generación /Cogeneración


Suministro de Energía

Energía TérmicaTipo de Combustible

Gaseosos (GN, GLP, Biogás)

Líquidos (Diesel, Petróleo 5 ó 6)

Sólidos (leña, chips, pellets)

Calidad del Combustible: PCI, Humedad, Azufre, Granulometría, etc.

Almacenamiento:Estanques aéreos, subterráneos, llenado, acopio de sólidos)

Equipos de Transformación:Calderas, Hornos, Secadores


Suministro de Energía

Aire Comprimido

Motores de Combustión

Sistemas de Calefacción

Agua caliente sanitaria

Aire acondicionado

Iluminación

Secadores

Motores eléctricos

Equipos de refrigeración

Calderas

Hornos

Cogeneración

Autoclaves

Sanitización


Usos de Energía

Matrices de Costos y Consumos Energéticos

13

Energía Eléctrica

72,5%

Diesel8,3%

GLP

19,2%

Matriz de costos de la energía(Base MM$ 340/año)

Energía Eléctrica68%

Diesel12%

GLP20%

Matriz de consumo de energía(Base 4.500 Gcal)

14INGENIERIA PROQUILABwww.proquilab.cl

Agua dulce1,6%

Aire Comprimido4,8%

Bombas de peces y agua de mar13,4%

Envasado5,3%

Equipos de Frío48,1%

Producción de hielo9,0%

Iluminación Planta y exterior

3,9%

Equipos de Proceso5,4%

Residuos1,4%

Administración y servicios7,2%

Distribución de Consumos de Energía

15INGENIERIA PROQUILAB

Estacionalidad de la Actividad

www.proquilab.cl

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ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic

Pro

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cció

n (

Ton

)

Co

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En

erg

ía E

léct

rica

(kW

h)

Energía Eléctrica - Producción

Energía kWh Producción

Calidad de la Energía

Térmica (Combustibles)PCI

Humedad

Contenido de S

Granulometría

Temperatura de Gasificación


Calderas

– Condiciones de Operación

• Aire 1rio y 2rio - Exceso de aire

• Presión y Temperatura de Operación

• Factor de Carga

• Corrientes de Aire

• Alimentación de combustible

– Retorno de Condensado

– Economizadores

– Purgas


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Diagrama de Pérdidas de Energía

9,5%

1,5%

2,6%

2,6% 0,8%

100,0%

45,7%

10,6%

10,2%

5,4%

11,1%Humos

(H)

Purgas

(P)

Radiación y

Convección (TC)

Radiación y

Convección

(TV)

Revaporización

(R)

Radiación y

Convección

(TCond)

Radiación y

Convección

(TEC)

Relleno

Agua

Fresca

Combustible

(C)

Vapor

Condensado

Energía

Disponible

Procesos

(U)

Estanque

Caldera

Energía Suministrada

Perdidas de Energía

Pérdidas en

Trampas de

Vapor

(TV)

Pérdidas por

Fugas de Vapor

(FV)

Fuente: GAMMA INGENIEROS S.A.

Circuitos y Estanques

– Aislación

– Fugas en Válvulas

– Trampas de vapor

– Temperatura del fluido térmico

– Temperatura ambiente


Compresores de Aire– Condiciones de Operación

• Presión

• Caudal

– Capacidad del Estanque de acumulación

– Circuitos – Anillos

– Fugas

– Válvulas

– Recuperación de calor

• Aire

• Aceite


Unidades de Frío– Condiciones de Operación

• Refrigerante– Presión succión y descarga

– Temperatura de evaporación y condensación

• Ciclos de deshielo

• Apertura de puertas

• Golpes de frío

• Ordenamiento del producto

– Características de la Cámaras• Flujo de Aire en Cámaras

• Ubicación de evaporador

• Fuentes de calor– Iluminación

– Motores

– Grúas


Grupo Electrógeno


• Potencia

• Régimen de funcionamiento

• Factor de carga

– Requerimientos de energía térmica (cogeneración)

• ACS – Calefacción – Proceso

• Temperaturas (calidad/nivel térmico)

• Caudales

• Ciclos de Operación


Procesos Industriales


– Flujos Residuales

• Temperaturas (calidad/nivel térmico)

• Caudales

• Ciclos de Operación

• Características Físicas de Fluidos

– Necesidades de Calor (Temperatura)del proceso

– Requerimiento Frío-Calor


Definición de

Indicadores

Energéticos

y = 2836,8x-0,491

R² = 0,9396

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[kW

h/to

n M

P][ton MP/semana]

Correlación de Consumo específico de Energía Eléctrica

Piruquina

Potencial (Piruquina)

y = 1040,6e-2E-05x

R² = 0,1408

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- 2.000 4.000 6.000 8.000 10.000 12.000

Correlación Consumo Específico de Vapor

Periodo mar 09 - jun 11

Exponencial (Periodo mar 09 - jun 11)

Ton/mes

Ton vapor /Ton MP

Línea Base

Energética

27

…y que beneficios trae la EE a la empresa?

• conocimiento detallado de la estructura energética del

proceso, operaciones y/o instalación

• uso racional de los recursos energéticos disponibles.

• reducción de los costos energéticos de la empresa.

• reconocer y priorizar alternativas de recuperación de

“energía residual”

• disponer de información relevante para la toma de

decisiones de operación, mantenimiento y de inversión.

Cargo Fijo Reliquidacion

Otros costos

(intereses,

mantenciones,

otros)

Arriendo de

medidorTOTALES

($) kWh ($) kW ($) kW ($) kWh ($) FdP ($) ($) ($) ($) ($)

mar-11 1.585 71.040 3.919.916 233,30 237.779 39,30 268.745 71.040 52.641 0,98 194.339 21.354 3.494 4.699.853

abr-11 1.587 54.720 3.019.395 233,30 237.709 3,80 25.984 54.720 40.548 0,97 196.858 12.606 3.452 3.538.139

may-11 1.605 64.320 3.776.742 233,30 240.929 3,80 25.799 64.320 47.661 0,96 199.244 3.451 3.493 4.298.924

jun-11 1.614 59.520 3.494.895 232,30 241.081 3,80 25.824 59.520 44.104 0,97 401.056 230.423 4.438.997

jul-11 1.618 65.760 3.861.296 232,30 241.615 3,80 25.835 65.760 78.715 0,96 234.693 79.471 4.523.243

ago-11 1.621 61.440 3.607.634 226,50 236.330 3,80 25.851 61.440 73.544 0,95 206.797 63.929 4.215.706

sep-11 1.622 57.600 3.365.453 229,40 239.517 3,80 25.588 57.600 68.947 0,97 66.985 3.768.112

oct-11 1.628 68.160 3.982.452 234,20 246.121 3,80 25.622 68.160 81.588 0,98 45.915 4.383.326

nov-11 1.635 70.560 4.122.680 235,20 249.124 3,80 25.662 70.560 84.460 0,97 -50.783 39.746 4.472.524

dic-11 1.652 60.480 3.358.394 235,20 253.146 3,80 26.173 60.480 36.046 0,98 47.181 3.722.592

ene-12 1.638 53.280 2.958.585 235,20 245.172 3,80 26.007 53.280 31.755 0,98 80.822 57.175 3.401.154

feb-12 1.643 54.720 3.038.547 235,20 245.949 3,80 26.023 54.720 32.613 0,98 82.184 62.891 3.489.850

741.600 42.505.989 2.795 2.914.472 81 553.113 741.600 672.622 0 1.545.210 731.127 10.439 48.952.420

Energia Normal Potencia contratadaDemanda maxima

facturada

Cargo unico por uso del

sistema troncal

Recargo por mal

factor de potenciaMes a

evaluar

FACTURAS ELECTRICAS EMPRESA 1

CONSUMO PAREJOHubo descontrol en periodo

de abr a sep 2010

Transformador utilizado

en un 32%

Buen Factor de Potencia

Cargo Fijo Reliquidacion

Otros costos

(intereses,

mantenciones,

otros)

Arriendo

de medidorTOTALES

($) kWh ($) kW ($) kW ($) kWh ($) FdP ($) ($) ($) ($) ($)

mar-11 1.511 269.500 14.875.592 693,70 938.299 86,20 663.309 269.500 199.700 0,91 329.544 933.819 124.772 18.066.546

abr-11 1.513 200.550 11.069.758 728,00 984.329 16,10 123.872 200.550 148.608 0,88 608.898 945.920 383.838 14.266.736

may-11 1.530 177.800 10.519.359 728,00 997.797 32,20 248.513 177.800 131.750 0,88 588.283 957.386 300.484 13.745.102

jun-11 1.538 142.800 8.446.619 728,00 1.003.038 13,30 102.837 142.800 105.815 0,87 573.270 1.830.010 371.517 12.434.644

jul-11 1.542 178.150 10.540.067 755,30 1.042.692 0,00 0 178.150 213.246 0,88 579.138 1.065.602 466.282 13.908.569

ago-11 1.545 250.250 14.805.791 755,30 1.045.713 14,00 108.440 250.250 299.549 0,87 957.597 993.682 331.058 18.543.375

sep-11 1.546 214.200 12.506.495 755,30 1.046.242 0,00 0 214.200 256.397 0,87 813.164 344.332 42.483 15.010.659

oct-11 1.552 273.700 15.980.522 755,30 1.052.964 24,20 184.876 273.700 327.619 0,88 860.918 101.999 42.673 18.553.123

nov-11 1.558 254.100 14.836.137 755,30 1.060.668 24,20 185.370 254.100 304.158 0,88 804.109 -664.866 44.773 42.892 16.614.799

dic-11 1.574 277.550 15.399.029 755,30 1.077.889 24,20 189.367 277.550 165.420 0,88 833.314 94.380 43.029 17.804.002

ene-12 1.542 258.300 14.331.001 755,30 1.049.338 24,20 167.538 258.300 153.947 0,88 778.394 317.818 78.582 43.257 16.921.417

feb-12 1.546 267.750 14.855.306 755,30 1.052.133 24,20 187.719 267.750 159.579 0,88 804.758 323.175 34.846 43.345 17.462.407

Potencia contratadaDemanda maxima

facturada

Cargo unico por uso del

sistema troncal

Recargo por mal factor

de potencia

FACTURAS ELECTRICAS EMPRESA 2

Mes a

evaluar

Energia Normal

CONSUMO PAREJOHubo descontrol en

periodo de abr a

sep 2011

Transformador utilizado en

un 78,6%Mala Operación / Falta de

Capacidad de Condensadores

30

PERFILES TÉRMICOS

ETAPA A

Enfriamiento

ETAPA C

Post-Congelamiento

ETAPA B

Congelamiento

Túnel Nº 1

31

CEC

Caseta Nº 1 111.126

Caseta N º2 312.286



Total 954.988

CGE



Total 850.782

Emelectric

Caseta Nº 7 1.099.159


Caseta Nº 9 1.740.105


Total 3.030.602

Costo Total

Anual por

Bajo Factor

de Potencia

en

Huertos

MM$ 4.8

32

Caseta No. 5: 43,6 kW lo que produce un costo anual

adicional de MM$ 1,2

Caseta No. 9: 43 kW lo que produce un costo anual

adicional de MM$1,6

Caseta No. 10 : 49 kW lo que produce un costo anual

adicional de MM$1,8

El total de estos cargos es de $MM$ 4,6 los cuales

tienen que ser pagados entre los meses de octubre 10

hasta marzo 11.

Operación de Bombas

en Horas Punta.

33

Se comprobó que en la caseta No. 7 el transformador de

electricidad es de 650 KVA.

La potencia nominal de las 5 bombas de riego más las 5

bombas para los fertilizantes instaladas en esta caseta

es de 122,5 kW o 147 KVA.

Esta situación genera una baja eficiencia del

transformador, lo que genera un aumento en los costos

de adquisición de la electricidad lo que se estima en

MM$ 3,6

.

Transformador Sobredimensionado.

34

VAN Retorno

10 años; 10% Inversión

(MM$) (MM$) (MM$) % (años)

Recuperación de Calor de Grupos

Electrógenos34.360 19.650 61.660 47,4 2,1

Inversión TIRAhorro

35

ESQUEMA PROPUESTO

Intercambiador de Calor

Refrigerante (Amoníaco) a 70 - 90 °C

Estanque de agua de

procesos

Agua Potable

Condensador Evaporativo

Estanque de Refrigerante a 20°C

Agua con Antiincrustante

Agua Evaporada

Agua Descargada a los riles

Caldera 1 45°C

Caldera 2 65°C

Caldera 3 90°C

Proceso1 Proceso2 Proceso 3

Recuperación de Calor de los Condensadores Evaporativos

Van (a 10 años) Retorno

9% Inversión

(M$) (M$ año) (M$) % (años)

-46.100 38.600 64.327 58,3% 1,5

TIRInversión Ahorro

36

VAN Retorno

10 años; 10% Inversión

(MM$) (MM$) (MM$) % (años)

Recuperación de Calor de Calderas 31.660 15.940 48.730 42,6 2,3

EscenarioInversión TIRAhorro

BALANCE DE ENERGIA CALDERAS

Condiciones Nominales GASES DE COMBUSTIÓN

Caudal de gases 8.086 (litros humos/litros GLP)

17,3 kg gases/kg GLP

Densidad gases 1,18 kg/m3

AGUA FRIA Caudal de gases 2.538 kg/h

Caudal de agua 2.758 l/h Temperatura de gases 180 °C AGUA CALIENTE

Temperatura 5 °C Cp gases 0,259 kcal/kg/°C Temperatura 60 °C

Calor recuperado 151.691 kcal/h Calor en gases 229.937 kcal/h Ahorro GLP 8,6%

13%

GLP

266,0 litros/hora

PCI 6.646 kcal/litro

Energía Ingresada 1.767.743 kcal/hora

100%

Pérdidas por radiación 2%

AGUA

Temperatura entrada (fria) 60,0 °C

Temperatura de salida 90,0 °C

Calor retirado 1.502.451 kcal/h

Caudal de Agua 50.082 litros/hora

85%

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