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Ahorro de energía en la industria
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IMPLEMENTACION DE MEDIDAS DE
AHORRO DE ENERGIA EN UNA
PLANTA INDUSTRIAL
Ing. Víctor D. Manríquez R.
XIV CONIMERA
Lima, 11 de octubre de 2001
CARACTERISTICAS
Potencia contratada 1,65 MW en 10 kV
Cliente libre: Tarifa MT1
Petróleo residual 6: 26 000 galones
Kerosén: 25 000 galones
MEDIDAS DE AHORRO
ENERGIA
ELECTRICA
ENERGIA
TERMICA
ENERGIA ELECTRICA
Disminución potencia contratada.
Reducción potencia contratada en
paradas de planta.
Instalación reductor stand by para
cilindro secador.
DISMINUCIÓN DE POTENCIA CONTRATADA
Instalación software de monitoreo de
energía eléctrica.
Registro de valores de potencia activa,
potencia aparente, potencia reactiva y
factor de potencia cada 15 minutos.
Datos en formato texto exportables a
hoja de cálculo.
DATOS OBTENIDOS
Fecha Hora Dia kW KVAr
98-12-01 00:15 Mar 2 560,00 3,20
98-12-01 00:30 Mar 2 859,20 0,00
98-12-01 00:45 Mar 2 572,80 0,00
98-12-01 01:00 Mar 2 620,80 0,00
98-12-01 01:15 Mar 2 915,20 0,00
98-12-01 01:30 Mar 2 488,00 0,00
98-12-01 01:45 Mar 2 310,40 0,00
98-12-01 02:00 Mar 2 316,80 0,00
98-12-01 02:15 Mar 2 329,60 0,00
98-12-01 02:30 Mar 2 387,20 0,00
98-12-01 02:45 Mar 2 630,40 0,00
GRÁFICOS DE POTENCIA
Potencia Noviembre 98
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
kW
Máx 1638
DIAGRAMA DE CARGA HORARIA
Diagrama de carga horaria Diciembre 98
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
1 800
00:00 06:00 12:00 18:00 00:00Hora
kW
POTENCIA MÁXIMA Y MÍNIMA POR DÍA
Potencia Máx./Mín. Dic.98
0
200
400
600
800
1 000
1 200
1 400
1 600
1 8001 3 5 7 9
11
13
15
17
19
21
23
25
27
29
31
Día
kW
Máx.
Mín.
AHORRO POR REDUCCIÓN POTENCIA CONTRATADA
Costo del kW S/. 44,4
Reducción de potencia contratada 50,0 kW
Ahorro mensual por reducción de potencia S/. 2 220,00
Ahorro anual por reducción de potencia S/. 26 640,00
REDUCCIÓN POTENCIA CONTRATADA EN PARADA DE
PLANTA
Parada de planta del 30/Junio
al 24/Julio.
Demanda de resto de la planta
< 300 kW.
Reducción del cargo por
potencia contratada a 500 kW.
AHORRO EN PARADAS DE PLANTA
Costo de kW en HPi S/. 50,41
Costo de kW en FP S/. 12,59
Potencia contratada en HP 1 700,00 kW
Potencia contratada en FP 44,00 kW
(1) Cargo Total por potencia contratada S/. 86 250,96
Costo de kW por parada de planta en HP S/. 75,50
Costo de kW por parada de planta en FP S/. 18,88
Potencia contratada en parada de planta en HP 500,00 kW
Potencia contratada en parada de planta en FP 1 240,00 kW
(2) Cargo Total por potencia en parada de planta S/. 61 161,20
(1) – (2) Ahorro S/. 25 089,76
Horarios de potencia contratada: HP, Hora Punta FP, Fuera de Punta
HP: Hora Punta / FP: Fuera de Punta
INSTALACIÓN REDUCTOR STAND BY
Instalación de “Sunday drive “ fabricado in
situ.
Procedimiento habitual: Giro de cilindro a
bajas revoluciones
Esto implicaba funcionamiento de otros
equipos: 25 kW.
Reductor stand by: 0,75 kW.
AHORRO POR REDUCTOR STAND BY
Horario Horas Días
Horas Punta 5 12 24,68 1 481 0,1211 179,32
Horas F. Punta 19 12 24,68 5 627 0,0677 380,95
Ahorro
(S/.)
Paradas Potencia
(kW)
Ahorro En.
(kWh)
Costo kWh
(S/.)
RECUPERACIÓN INVERSIÓN
Ahorro en diciembre de 1998 S/. 560,27
Ahorro mensual a partir de enero de 1999 S/. 179,08
Ahorro anual S/. 2 148,96
Inversión S/. 761,50
Payback (en meses) 2,12
ENERGIA TERMICA
Reemplazo de trampas de vapor
defectuosas.
Ajuste de combustión de
caldera.
PÉRDIDAS DE VAPOR
Pérdida de trampa condición critica 15 kg/h
Pérdida de trampa condición irregular 8 kg/h
Total 23 kg/h
REEMPLAZO DE TRAMPAS DE VAPOR
DEFECTUOSAS
Gastos necesarios para el reemplazo de las trampas de
vapor: US$ 374,00.
Horas de operación anuales: 7 200 horas.
Costo TM vapor generada con Residual 6: US$ 22,00.
Vapor recuperado anual : 165 600 kg.
Ahorro anual: U$ 3 643,20.
Payback: 37 días.
AJUSTE DE COMBUSTIÓN DE CALDERA
Caldera pirotubular, 3 pasos, 280 BHP.
Consumo mensual de petróleo
industrial N° 6: 26 000 galones.
Mayo 1999: Se efectúa análisis de
gases de combustión.
ANÁLISIS DE EMISIONES DE CALDERA
Parámetro Llama baja
Llama media
Llama alta
Valor recomendado
O2 (%) 11,6 11 10,3 3,5 – 4
CO2 (%) 7,1 7,6 8,1
NOX (ppm) 107 124 119
SO2 (ppm) 196 236 239
CO (ppm) 28 27 25 Max 400
Temperatura Gases (°C) 346,5 347,5 363,9 Max 220
Indice de Bacharach 3 4 5 Max 3
Exceso de aire (%) 122 110 96 Max 20 – 25
Eficiencia Térmica Base PCS (%) 65,7 67,5 67,6 80 – 83
PRIMER AJUSTE COMBUSTIÓNParámetro Llama
baja Llama media
Llama alta
Valor recomendado
O2 (%) 1,8 4,1 3,4 3,5 – 4
CO2 (%) 14,5 12,8 13,3
NOX (ppm) 236 236 289
SO2 (ppm) 647 536 580
CO (ppm) 60 40 60 Max 400
Temperatura Gases (°C) 285,2 273,0 230,2 Max 220
Indice de Bacharach 4 4 4 Max 3
Exceso de aire (%) 8 24 19 Max 20 – 25
Eficiencia Térmica Base PCS (%) 80,9 79,9 81,3 80 – 83
AJUSTE FINAL COMBUSTIÓN
Parámetro Llama baja
Llama alta
Llama operación
Valor recomenda
do
O2 (%) 2 3 4 3,5 – 4
Temperatura Gases (°C) 190 260 255 Max 220
Indice de Bacharach 4 3 3 Max 3
Exceso de aire (%) 10 17 23 Max 20 – 25 Eficiencia Térmica Base PCS (%) 84,2 81,6 81,7 80 – 83
AHORRO POR MEJORA DE EFICIENCIA
100*1(%)
mejoradaEficiencia
inicialEficienciaAhorro
%1,18100*7,81
9,661
Ahorro
RECUPERACIÓN DE INVERSIÓN
Ahorro de Residual Nº 6 56 472 gal/año
Valor del ahorro anual S/. 154 168,56
Inversión S/. 4 375,00
Payback 11 días
CONCLUSIONES
Inversión en medidas de ahorro
energético tienen saldo favorable.
Existen medidas sin inversión.
Relativa pronta recuperación.
Repercusión favorable en el medio
ambiente.
Víctor D. Manríquez 26