Post on 03-Oct-2015
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Ing. Jaime Segura C.
AuditoriasAuditorias EnergEnergticasticasen la en la IndustriaIndustria
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Primera CRPrimera CRSIS ENERGSIS ENERGTICA 1973TICA 1973..PaPases ses rabes (OPEP) suben de U$ 1.6 a U$ 10 barril de petrrabes (OPEP) suben de U$ 1.6 a U$ 10 barril de petrleo. leo.
Ocasionan crisis econOcasionan crisis econmica mundial. Costosmica mundial. Costos
SituaciSituacin Energn Energtica Mundialtica Mundial
DDcada del 80: GLOBALIZACIcada del 80: GLOBALIZACIN DE LA ECONOMIAN DE LA ECONOMIACompetitividadCompetitividad
DDcada del 90: CRISIS ECOLcada del 90: CRISIS ECOLGICA:GICA: CO2CO2Uso de la Uso de la EnergiaEnergia, Aire y Agua, Aire y Agua
Nueva Era 2007: Crisis de los alimentosNueva Era 2007: Crisis de los alimentos..2009: Crisis Financiera2009: Crisis Financiera....
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Enero, 2009Precio del petrleo:
US$ 47.45/ barril
Precio max prom US$ 146.5/ barril
Costo del vapor:Baja presin (2000):US$ 14/Ton
Baja presin (2008):US$ 45/Ton
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La La TT de la Tierra durante los de la Tierra durante los ltimos 100 ltimos 100 aaos viene aumentandoos viene aumentando..debido al..debido alefecto invernaderoefecto invernadero
0
1
2
3
4
5
19001900 20002000 20502050 AAOSOS
CC
Efecto InvernaderoEfecto Invernadero
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Efecto InvernaderoEfecto Invernadero
1. Radiacin solar pasa la atmsfera
2. Una parte se queda en la tierra y la otra es reflejada al espacio 3. La mayor parte de la
enerqa se queda en la tierra y produce su calentamiento o efecto invernadero
Fuente: CLIMATE CHANGE. OSTP. USA. 1997
Saltar a la primera pginaFUENTE: CONAM. 1999
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BENEFICIOS ECONOMICOS Vs ECOSISTEMA
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PRINCIPIOS BSICOS La energa no se crea ni se destruye, solo se
transforma Delta E=0 La energa se dirige del mayor al menor
potencial Delta S>0 (la entropa siempre crece) Todo puede y debe de ser cambiado Si no hay ventaja econmica, olvdate por ahora
Delta $>0
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Balances de masa = Balances contables
Ingresos = Entradas Egresos = Salidas Saldos = Inventarios
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Escoger fronteras o lmites de control
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El lenguaje Universal es el dinero Todo debe
referirse a esa unidad, para que los gerentes lo entiendan, lo asimilen y tomen decisiones
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El lenguaje Los tcnicos usualmente nos
encerramos en nuestro lenguaje y perdemos oportunidades de llevar a cabo nuestros proyectos por falta de ese idioma.
El idioma es simple y fcil para vender ideas.
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EN LENGUAJE MATEMTICO
+ 35 trminos adicionales, forman la ecuacin de energaParece que en lugar de expresarlo con gran precisin, lo
que consigue es ponerlo poco amigable y como si fuese un problema de cientficos, cuando la esencia es la misma y lo debemos resolver !TODOS!
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Lo simple es bello
E=MC2 A Einstein lo recordamos todos
por que dijo lo mas complejo en la forma mas simple
Es otra maravillosa confirmacin de que la energa solo se transforma!
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Sistema de GestiSistema de Gestin Energn Energticatica
TQMTQM
Enfoque
al cliente
Mej
ora
Mej
ora
Cont
inua
Cont
inua
Participacin
Total
ConservaciConservacin n de la Energde la Energaa
Enfoque
en el
M.A.
Mej
ora
Mej
ora
Cont
inua
Cont
inua
Participacin
Total
Pilares Fundamentales para alcanzar la eficiencia energPilares Fundamentales para alcanzar la eficiencia energticatica
No un Plan, lograr un sistema de Ahorro de EnergNo un Plan, lograr un sistema de Ahorro de Energa.a.
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1 General1 General
5 Inspeccin, medicin y accin correctiva5 Inspeccin, medicin y accin correctiva
3.1 Auditor3.1 Auditora energa energticatica3.3 Objetivos y3.3 Objetivos y
Metas DetalladasMetas Detalladas3.4 Programa de Ahorro 3.4 Programa de Ahorro
de energde energaa5.1 Monitoreo y Medici5.1 Monitoreo y Medicinn5.2 Acci5.2 Accin correctiva y preventivan correctiva y preventiva5.3 Registros 5.3 Registros 5.4 Auditor5.4 Auditoras de Gestias de Gestinn
6 Revisin Gerencial6 Revisin Gerencial
3 Planificacin3 Planificacin
4 Implantacin y Operacin4 Implantacin y Operacin
2 Poltica2 Poltica4.1 Estructura y Responsabilidades4.1 Estructura y Responsabilidades4.2 Capacitaci4.2 Capacitacin, sensibilizacin, sensibilizacin n 4.3 Comunicaci4.3 Comunicacinn4.4 Control de la Documentaci4.4 Control de la Documentacin del n del SiGESiGE4.5 4.6 Control de las operaciones4.5 4.6 Control de las operaciones
Modelo de un Sistema de GestiModelo de un Sistema de Gestin Energn Energticatica
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DEFINICINLa auditoria energtica:
consiste en el anlisis integral de todas las formas de energa registradas en el sistema, con el propsito de emitir un diagnstico energtico e identificar oportunidades de optimizacin y reduccin de costos de operacin.
1. Gestin2. Ingeniera
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La auditora energtica es un proceso sistemtico mediante el que:
1 Se obtiene un conocimiento suficientemente fiable del consumo energtico
de la empresa.2 Se detectan los factores que afectan al consumo
de energa.3 Se identifican, evalan y ordenan las distintas
oportunidades de ahorrode energa, en funcin de su rentabilidad.
Los modelos de auditora energtica son variados. El que se ha diseado y se desarrollaen esta gua pretende ser muy sencillo, fiable, prctico y replicable
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Punto de partida :Punto de partida :Identificar las pIdentificar las prdidas o despilfarros.rdidas o despilfarros.- Metodos: - RRHH:- Recursos:- Equipos:
AUDITORIA ENERGETICAAUDITORIA ENERGETICAAUDITORIA ENERGETICA
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AUDITORIAS AUDITORIAS ENERGENERGTICAS:TICAS:Problemas de GestiProblemas de Gestinn
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PROCEDIMIENTO: 1. Levantamiento de informacin
Levantamiento de informacin Energtica Bsica. Inventariar instalaciones y energticos.Fuentes de Energa y Usos.
EVOLUCIN DEL CONSUMO DE ENERGA EN UNA PESQUERA
050000
100000150000200000250000300000350000400000
feb-
99
mar
-99
abr-9
9
may
-99
jun-
99
jul-9
9
ago-
99
sep-
99
oct-9
9
nov-
99
dic-
99
MESES
EN
ER
GA
(kW
h)
EAHPEAFP
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2. Elaborar balances de energaEl objetivo es conocer las caractersticas del consumo de
energa en las diferentes etapas del proceso productivo. El entregable es las curvas de carga y los diagramas Sankey de cada Energtico.
0 5 10 15 20 25 30
Secado
Ensaque
Separadoras
Recep. y Almac.
Calderos
Prensado
Centrfugas
Cocinado
Auxiliares
Iluminacin
Cargas Administrativas
AREA
PRO
DUCTI
VA
O S
ERVI
CIO
PARTICIPACION ( % )
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Cada equipo o grupo de equipos son evaluados con respecto al consumo total de energa. Se prioriza el consumo de Energiay la posicion relativa.
Se debe de evaluar los valores reales y los teoricos de cada proceso.
3. Determinar la incidencia del consumo de energa
Proporcion de Consumo de Energa Elctrica y Trmica
93%
7%
% Elctrico
% Trmico
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24
4. Obtener ndices de consumo
Obtener ndices de consumo de energa por unidad de produccin, los cuales pueden ser usados para evaluar la eficiencia energtica del sistema.
Consumo Especfico Mensual de Petrleo 1999
40.00
0102030
405060
Febr
ero
Mar
zo
Abril
May
o
Juni
o
Julio
Agos
to
Sep
tiem
bre
Oct
ubre
Nov
iem
bre
Dic
iem
bre
MO
DEL
O
MESES
Gal
/ Tn
har
ina
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PROCEDIMIENTO: Proyectos y Mejoras
5. Evaluacin Tcnica: Determinar los potenciales de ahorro de energa o facturacin por equipos, reas o centros de costos, mediante una evaluacin tcnica detallada. SOLUCIONES INGENIERIA.
6. Programa de Mejoras: Propuestas de mejoras por potenciales y Identificar las medidas apropiadas de ahorro de energa o facturacin. PROYECTOS.
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PROCEDIMIENTO: EvaluacionFinanciera
7. Evaluacin econmica de los ahorros de energa. Luego de la determinacin de los potenciales de ahorro de energa o facturacin, se ejecutar el Plan de Accin el cual contemplar las inversiones y beneficios econmicos. Metodos financieros de evaluacin. RENTABILIDAD DE LA INVERSION.
Clculo Financiero
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PROCEDIMIENTO
8. Evaluacin de impacto: Calidad, productividad, ambiental de los ahorros de energa. El potencial de reduccin de emisiones asociado con los ahorros de energa puede contribuir a la rentabilidad del proyecto de eficiencia energtica propuesto, y ademas otras mejoras cualitativas y cuantitativas.
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AUDITORA ENERGTICA:
Problema Ingeniera
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Identificar y evaluar las prdidas
Costos del Energa Medicin de
Energa Inspeccin Auditora Tcnica
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Supervisin, Control y Mantenimiento de Planta
PROBLEMA: Parmetros de operacin
inestables. Programa d
mantenimiento basado en la confiabilidad
Supervisin centralizada Vs Personal Capacitado.
Monitoreo continuo Vs. evaluacin de indicadores.
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Natural Gas
OL102679
Auto
Run
155 PSIG
82 %
260
30
Boiler 1
2500
35
28
13 WC
350 F
450 F
280 F
85 F
4 % O2150 PSIG
60 %
EconoIn
180 F
3
338
192 168 1 10
Real Time DataHistoricalTrending
Alarm and HistoricalData to Printer
Or Exported to Excel
E-Mail and PagingOf Alarms
SCADA/ICS On Local Computer
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SumarioConservacion de la energa
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Definir fuentes de energa: Precios de combustibles en Per
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Costo del Fluido para evaluarahorros
Combustible: 80% - 90%
Otros Servicios: 20% - 10%
Una reduccin en la demanda termica puede tener efecto en la demandaelctrica (bombas, quemador, etc) pero son costos difciles de asignar, no
muy relevantes que pueden ser justificadamente ignorados
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Manual de Operacion: Problemas frecuentesque se perciben en una inspeccin
Vlvulas reguladoras de presin
Necesidad de reduccin de presin
Presintemperatura excesivaspara el proceso, o seguridad
Seleccin correcta, monitoreode trampas
Mala seleccin, falta de mantenimiento
Fallas en trampas de vapor
Venteo de aire, bomba-trampa
Aire entrampado, remocinlenta del condensado, inundacin
Tiempo de calentamientoexcesivo
Redimensionamiento de tuberias
Tuberias subdimensionadasRuido, caida de presin, erosin de accesorios
Revisar trampeo, separadores, lay-out de tuberia
Golpe de ariete, remocin de condensado
Golpeteo y ruidos en la tuberia
Venteos de aire, separadores, dimensionar tuberias
Aire entrampado, vapor humedo o tuberiasubdimensionada
Dificultad en conseguirtemperatura o rendimiento
SolucinAnalisisProblema
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Ahorro Potencial de Energia en el VaporPotencial estimado para la industria de USA (Fuente: The Alliance to Save Energy, US, - 2000)
Ahorro Potencial de Vapor %
Calderas 15 - 20%- Eficiencia de la Caldera 1-5%- Equipo de recuperacin de calor 2-4%- Monitoreo y control de emisiones 2%- Tratamiento de agua 10-12%- Control de alimentacin 3-5%
Distribucin de Vapor & Retorno de Condensado 15-20% - Fugas de vapor y trampas 3-5%- Retorno de Condensado 10-15%
- Aislamiento 5-10%
Total 30-40%
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Centrifugal Pump Curves
Centrifugal pump curves typically show hydraulic efficiency points
The best efficiency point (BEP) is the highest efficiency point on the curve
HEAD
CAPACITY
6
8
65%
62%
56%
56%52%
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Medicin y monitoreo de consumos
No puedes controlar aquelloque no puedes medir
No puedes controlar aquelloNo puedes controlar aquelloque no puedes medirque no puedes medir
Lord KelvinLord Kelvin
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Estrategias de medicin de vapor (III)
ProcesoProcesonn
ProcesoProceso11
ProcesoProceso22
ProcesoProceso33
Casa deCasa decalderascalderas
Medidor = MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
MMM
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Instalaciones: Ramificaciones
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Mejoras, 5S: Recuperacin de condensado
Antes & Despus
*
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Fallas Frecuentes:Consecuencia de un golpe de ariete
Golpe de ariete
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Modificar parmetros de operacin:Control de Temperatura en Tanques Almacenamiento
Tanque aislado, diametro 1.8 m,altura 4.5 m.
Temperatura 5C por encima dela temperatura minima aceptable.
Desperdicia entre 7 y 15 mil kilosde vapor al ao.
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Racionalidad:
Una tubera de vapor a 3.8 bar sin aislamiento pierde por radia-cion 1750 kcal/m2
Un aislamiento trmico de 1 plgde espesor reduce esta perdida a230 kcal/ m2
Uso de Aislamiento Trmico
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Racionalidad: Prdidas por fugas de vapor en trampas que fallan abiertas
En sistemas que no han sido mantenidos durante 3 a 5 aos, se encuentran fallas entre el 15% y el 30% de la poblacion de trampas. Estastrampas dejan escapar vapor vivo a las lineas de retorno de condensado. En sistemas con un programa de mantenimiento de trampas adecuado lasfallas dismuyen a un 5 % de la poblacion de trampas.
Para fines prcticos considerar el 50 % de la cantidad de vapor
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Soluciones deIngenieria: Temperatura del aguade alimentacin de caldera - Oxgeno
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120
Temperature [C]
Solu
bilit
y [p
pm]
Temp.
[C]51015202530354045506070809095
100
Solubility
[ppm]12.711.310.19.18.37.57.06.56.05.64.83.92.91.60.90.0
La reduccion de los niveles de Oxgeno y Dixido de Carbono en la caldera, disminuye el ataque corrosivo. El nivel ptimo de Oxgeno es alrededor de 1 ppm y de Dioxido de Carbono 0 ppm.
Otro beneficio de los desaereadores es la reduccion del shock termico en la caldera cuando la temperatura de alimentacin es de 85 C o superiores
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Racionalidad: Minimizar las purgas en calderas
Control de SDT
Purga Automticade fondo
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Recuperar: Aprovechamiento del Revaporizado
Con el mismo ejemplo anteriorsi se recupera como vapor flashel 9% de los 1500 kg/h de conden-sado se tienen 135 kg/h de vaporextra disponibles para cualquieraplicacin que use vapor de bajapresion.
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Instalaciones: Valvulas reductoras de presin
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Regulacin de la Combustin: Performance: r a/c, O2,
Eficiencia del combustin
Relacin aire combustible
Poder calorfico del combustible
Temperatura de combustin
Aprovechamiento de gases.
Condiciones de Atomizacin
Temperatura del combustible
Calidad: CO2,CO,NOx,SOx vapor seco en la cantidad
demandada a la presin correcta a la temperatura
correcta
CalderoAgua
Combustible:Eficiencia de combustin
Vapor
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GRACIAS POR SU ATENCIONIng. Jaime Segura CerronJsegura@termodinamica,com.pe