junio 13, 2013 - colegio de ingenieros – comunidad ... · 03 e-04 e-05 e-06 e-07 e-08 e-09 e-10...
TRANSCRIPT
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 5
Fuente www.cne.cl
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
en
e-0
2
en
e-0
3
en
e-0
4
en
e-0
5
en
e-0
6
en
e-0
7
en
e-0
8
en
e-0
9
en
e-1
0
en
e-1
1
en
e-1
2
en
e-1
3
(US
$/b
arr
il)
EVOLUCIÓN DEL PRECIO DEL PETRÓLEO CRUDO BRENT
Brent Promedio Serie Brent Promedio Brent - desv_estand Promedio Brent + desv_estand
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 6
Fuente www.cne.cl
10
30
50
70
90
110
130
150
[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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 10
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 11
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 12
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
0
50
100
150
200
250
300
0
10.000
20.000
30.000
40.000
50.000
60.000
70.000
80.000
ene feb mar abr may jun jul ago sep oct nov dic
Pro
du
cció
n (
Ton
)
Co
nsu
mo
de
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 17
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 18
19
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 20
Compresores de Aire– Condiciones de Operación
• Presión
• Caudal
– Capacidad del Estanque de acumulación
– Circuitos – Anillos
– Fugas
– Válvulas
– Recuperación de calor
• Aire
• Aceite
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 21
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 22
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 23
Grupo Electrógeno
– Condiciones de Operación
• Potencia
• Régimen de funcionamiento
• Factor de carga
– Requerimientos de energía térmica (cogeneración)
• ACS – Calefacción – Proceso
• Temperaturas (calidad/nivel térmico)
• Caudales
• Ciclos de Operación
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 24
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
www.proquilab.cl INGENIERIA PROQUILAB 25
Definición de
Indicadores
Energéticos
y = 2836,8x-0,491
R² = 0,9396
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
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
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
Caseta Nº 3 172.442
Caseta Nº 4 359.134
Total 954.988
CGE
Caseta Nº 5 551.193
Caseta Nº 6 299.589
Total 850.782
Emelectric
Caseta Nº 7 1.099.159
Caseta Nº 8 177.917
Caseta Nº 9 1.740.105
Caseta Nº 10 13.421
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%