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Eficiencia Energética :
Una Herramienta de Gestión Productiva
1
Puerto Montt - Noviembre 2012
Ricardo Cereceda O.
Gerente de Estudios
INGENIERIA PROQUILAB LTDA.
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 2
Desde 1993 entrega Soluciones Integrales
Ingeniería – Proyectos – Obras - Asesorías
EFICIENCIA ENERGÉTICA (EE)
ENERGÍAS RENOVABLES (ERNC)
OBRAS DE INGENIERÍA
ADMINISTRACION DE OBRAS
NGENIERÍA NUCLEAR Y RADIOLOGÍA
CONSULTOR REGISTRADO - AChEE
SOCIO FUNDADOR DE ANESCO
SISTEMAS DE GESTION
EIA Y DIA
PRODUCCIÓN LIMPIA (PL)
TRATAMIENTO DE AGUAS Y RILES
EMISIONES ATMOSFERICAS
GESTIÓN Y MANEJO DE RISES Y
RESPEL
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)
Empresas Aqua Chile S. A.
Aguas Claras S. A.
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)
INDUSTRIA HOTELERA Hotel Radisson Plaza (RM)
Hotel Radisson Huechuraba (RM)
PROCESO DE RESIDUOS Pesquera Pacific Star (X Región)
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Nuestros Clientes
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www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 5
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(US
$/b
arr
il)
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL PETRÓLEO CRUDO BRENT
Brent Promedio Serie Brent Promedio Brent - desv_estand Promedio Brent + desv_estand
promedio serie Brent y desviaciones estándar se determinan con datos desde enero de 2005
Fuente www.cne.cl
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 6
Fuente www.cne.cl
0
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ABRIL 2000 INDEX. A DIC-01 OCTUBRE 2003 MOD JUNIO 2005 INDEX. A SEPT-06 OCTUBRE 2007 INDEX A OCT-2008 INDEX A ABR-2009 INDEX A OCT-2009 INDEX A AGO-2010
OCTUBRE 2011
[$/k
W/m
es]
PRECIO DE NUDO MONÓMICO - SIC Stgo(Valores en pesos)
¿Por qué Eficiencia Energética?
• Aumento del costo de la energía
• Tecnología y Automatización de los procesos
• Exigencias de mayor productividad
• Percepción de imagen externa
• Mercados más exigentes
• Comunidad empoderada
• Mayor conciencia ambiental
7
8
No se confunda…
Eficiencia Energética no es
• Sólo una reducción de costos, sin efecto sobre
un uso racional de la energía.
• Ahorrar energía deteriorando las condiciones
ambientales o de operación
• Sólo el cambio a una tarifa o contrato más
conveniente
• Adquirir equipos más baratos
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
• Mejorar o al menos mantener las condiciones operacionales y ambientales de la actividad
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¿Qué pretende la Eficiencia Energética?
Medición, Verificación y
Seguimiento de Ahorros
PROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Pre-diagnóstico o Caracterización
Energética
Indicadores de Desempeño
Mediciones y perfiles de energía eléctrica y térmica
Análisis de los Procesos Productivos
Evaluación Económica de las
medidas
Ingeniería Básica y de Detalles para Medidas Duras
Contrato de Desempeño
Evaluación Técnico Económica de
Medidas Duras
Implementación de Medidas Duras
10
Levantamiento de Información Terreno
Definición de Medidas de Gestión y Tecnologías Blandas
Diseño de Plan de Implementación de Medidas Gestión y
Tecnologías Blandas
Definición de Medidas Duras
Análisis de Alternativas de Financiamiento
Medición y Seguimiento de
Medidas Gestión y Tecnologías Blandas
Usos de Energía
Aire Comprimido
Motores de Combustión
Sistemas de Calefacción
Agua caliente sanitaria
Aire acondicionado
Iluminación
Secadores
Motores eléctricos
Equipos de refrigeración
Calderas
Fundición
Cogeneración
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 11
Calidad de la Energía
Energía Eléctrica Tensión / Voltaje
Corrientes Activa/Reactiva
Frecuencia
Armónicas
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-1,50
-1,00
-0,50
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COMPOSICION DE ARMONICAS
1a Armónica
3a
5a
7a
Calidad de la Energía
Térmica (Combustibles) PCI
Humedad
Contenido de S
Granulometría
Temperatura de Gasificación
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Perfiles de Costos y Consumos Energéticos
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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)
16 INGENIERIA PROQUILAB www.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
17 INGENIERIA PROQUILAB
Estacionalidad de la Actividad
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(kW
h)
Consumo Energía Eléctrica 2011
Energía kWh Producción
ASPECTOS ELÉCTRICOS ASPECTOS TÉRMICOS
+
=
OPORTUNIDADES DE AHORRO ENERGÉTICO
ÁREAS DE OPORTUNIDAD EN UNA PLANTA TÍPICA
18 INGENIERIA PROQUILAB www.proquilab.cl
Calderas
– Condiciones de Operación
• Aire 1rio y 2rio - Exceso de aire
• Presión y Temperatura de Operación
• Factor de Carga
• Corrientes de Aire
– 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
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Compresores de Aire
– Condiciones de Operación
• Presión
• Caudal
– Tk acumulación
– Circuitos – Anillos
– Fugas
– Válvulas
– Recuperación de calor
• Aire
• Aceite www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 23
Unidades de Frío
– Condiciones de Operación
• Refrigerante
• Presión succión y descarga
• Temperatura de evaporación y condensación
• Ciclos de deshielo
• Apertura de puertas
– Características de la Cámaras
• Flujo de Aire en Cámaras
• Ubicación de evaporador
• Fuentes de calor
• Iluminación
• Motores
• Grúas
– Recuperación de calor en Condensadores
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Hornos
– Condiciones de Operación
• Precalentamiento
• Ciclos de Operación
• Temperatura de Operación
• Circulación de Aire
• Remoción de Humedad
• Apertura de puertas
– Recuperación de calor de Gases /Aire Caliente
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 27
Grupo Electrógeno
– Condiciones de Operación
• Potencia
• Régimen de funcionamiento
• Factor de carga
– Requerimientos de energía térmica
• ACS – Calefacción – Proceso
• Temperaturas (calidad/nivel térmico)
• Caudales
• Ciclos de Operación
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Procesos Industriales
– Condiciones de Operación
– Flujos Residuales
• Temperaturas (calidad/nivel térmico)
• Caudales
• Ciclos de Operación
• Características Físicas de Fluidos
– Necesidades de Calor (Temperatura)del proceso
– Requerimiento Frío-Calor
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MEDICIONES TÉRMICAS
ETAPA A ETAPA C ETAPA B
Carga Nº 8 – Túnel Nº 1
(gráfica más representativa de la situación actual)
ETAPA A:
- Pre-enfriamiento y
Gestión de Túneles
ETAPA C:
- Gestión en Post-
Congelados
Definición de
Indicadores
Energéticos
y = 2836,8x-0,491
R² = 0,9396
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0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000
[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
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
- 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
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…y que beneficios trae la EE a la empresa?
• 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 y de inversión.
34
VAN Retorno
10 años; 10% Inversión
(MM$) (MM$) (MM$) % (años)
Recuperación de Calor de Grupos
Electrógenos34.360 19.650 61.660 47,4 2,1
Inversión TIRAhorro
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ESQUEMA PROPUESTO
Intercambiador de Calor
Refrigerante (Amoníaco) a 70 - 90 °C
Estanque de agua de
procesos
Agua Potable
Condensador Evaporativo
Estanque de Refrigerante a 20°C
Agua con Antiincrustante
Agua Evaporada
Agua Descargada a los riles
Caldera 1 45°C
Caldera 2 65°C
Caldera 3 90°C
Proceso1 Proceso2 Proceso 3
Recuperación de Calor de los Condensadores Evaporativos
Van (a 10 años) Retorno
9% Inversión
(M$) (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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Muchas Gracias
por su atención
www.proquilab.cl
Ricardo Cereceda O.
Gerente de Estudios
02-7164774 065- 278595 09-9197132.