EFICIENCIA ENERGETICA EXPERIENCIAS EN LA INDUSTRIA MINERO-METALURGICA

Transcripción

1 EFICIENCIA ENERGETICA EXPERIENCIAS EN LA INDUSTRIA MINERO-METALURGICA José Casareggio Martin Ingeniero Mantención Planta A SUMINISTROS FUNDICION HERNAN VIDELA LIRA Copiapo, 13 de Noviembre de 2012

2 INTRODUCCCION La Empresa Nacional de Minería, ENAMI, fue creada el 5 de abril de 1960 mediante la fusión de la Caja de Crédito y Fomento Minero, Cacremi, con su filial, la Empresa Nacional de Fundiciones, ENAF, alcanzando vida legal a través del DFL N 153 del mismo año.

3 INTRODUCCCION ENAMI tiene por objeto «fomentar el desarrollo de la minería de pequeña y mediana escala, brindando los servicios requeridos para acceder al mercado de metales refinados, en condiciones de competitividad». Para cumplir con su objeto, ENAMI concentra su accionar en la gestión prioritaria de tres instrumentos, que son el Desarrollo Minero, el Beneficio de Minerales y el instrumento de Fundiciones y Refinería.

4 INTRODUCCCION La Fundición Hernan Videla Lira, basa su operación bajo el principio de reacción exotermica, aprovechando el azufre contenido en los concentrados ( 28 a 32 % S ), elemento que reacciona con un el soplado de un aire enriquecido con oxigeno (36 a 38% O2).

5 F U N D I C I O N H E R N A N V I D E L A L I R A Planta Tratamiento Efluentes Agua Clara a Planta Matta Yesos a Depósito de Seguridad

6 TEMAS A EXPONER TEMA # 1 REDUCCION CONSUMO ENERGIA COMPRESOR PRINCIPAL PLANTA OXIGENO TEMA # 2 REGENERACION DEL ADSORVEDOR DE PROTECCION PLANTA OXIGENO

7 INTRODUCCIÓN A TEMAS El objetivo principal de la planta de oxígeno en la FHVL, es proveer de oxígeno a los procesos de fusión del concentrado y al proceso de conversión, para obtener al producto final, siendo éste el ánodo de cobre, alcanzando un grado de pureza de 99.7% de Cu.

8 INTRODUCCIÓN A TEMAS La planta de oxígeno usa el aire como fuente primaria para obtener oxígeno gaseoso al 95 % de pureza. A través del aumento de presión, la limpieza y el enfriamiento del aire, se logra separar el oxígeno del nitrógeno que contiene el aire, siendo las etapas principales las siguientes: Compresión. Limpieza. Moleculares. Enfriamiento. Licuación. Destilación fracc. Compresor Aire Principal. Torre de lavado y Tamices Turbinas de Expansión. Comp. Aire Booster / Interc. de Calor Columnas de Alta y Baja Presión.

9 INTRODUCCIÓN A TEMAS Capacidad de producción de la planta oxígeno: Capacidad de producción modo GOX (oxígeno gaseoso): Oxígeno gas media presión 290 ton/día a 320 Kpa. Oxígeno líquido 10 ton/día. Oxígeno gas alta presión 0.5 ton/día a 800 Kpa. Nitrógeno gas alta presión 55 ton/día a 700 Kpa.

10 INTRODUCCIÓN A TEMAS Capacidad de producción de la planta oxígeno: Capacidad de producción modo LOX (oxígeno líquido): Oxígeno gas media presión 220 ton/día a 320 Kpa. Oxígeno líquido 25 ton/día. Oxígeno gas alta presión 0.5 ton/día a 800 Kpa. Nitrógeno gas alta presión 55 ton/día a 700 Kpa.

11 DIAGRAMA ESQUEMATICO OPERACIÓN PLANTA DE OXIGENO

12 TEMA # 1 : REDUCCION CONSUMO ENERGIA COMPRESOR PRINCIPAL PLANTA OXIGENO En el año 2009 se procedió al cambio del motor del compresor principal de la Planta de Oxigeno (MAC), por pérdidas de aislación del motor original. El motor de recambio tiene las siguientes características: Motor Sincrónico Potencia 5000 HP (4200 KW) Voltaje de alimentación 6000 V Factor de potencia 0.91 Unidad de control de excitatriz

13 TEMA # 1 : CONDICION ORIGINAL

14 TEMA # 1 : CONDICION ORIGINAL

15 TEMA # 1 : Producto de las facilidades de modificación de algunos parámetros, mediante teclado en panel de operación de la excitatriz ( HMI ), se analizó, revisó y concretó el cambio del parámetro que tiene relación con el Factor de Corriente Reactiva ( FCR ), variación que nos permite operar en etapa de funcionamiento normal, con menor consumo de energía, sin alterar mayormente las otras variables eléctricas del motor.

16 TEMA # 1 : CONDICION CON AJUSTE DEL FACTOR FCR

17 TEMA # 1 : CONDICION CON AJUSTE DEL FACTOR FCR

18 TEMA # 1 : CUADRO COMPARATIVO CONDICION ORIGINAL FCR VOLTAJE CORRIENTE FACTOR POTENCIA KVac Amp. POTENCIA KW Valor Max. 4,3 6, , Valor Min. 4,1 6, , Valor Prom. 4,2 6, , CUADRO COMPARATIVO CONDICION MEJORADA FCR VOLTAJE CORRIENTE FACTOR POTENCIA KVac Amp. POTENCIA KW Valor Max. 4,0 6, , Valor Min. 4,0 6, , Valor Prom. 4,0 6, , AHORRO ENERGIA PROMEDIO ANUAL KWH AHORRO ECONOMICO PROMEDIO ANUAL US$ (SE CONSIDERAN 330 DIAS OPERACIÓN LAS 24 HORAS)

19 TEMA # 1 : FECHA ENERGIA PR. OXIGENO INDICES COSTO E.E. DIFERENCIAS AHORROS ESTIMADOS MWH TON KWH/TON MWH/DIA US$/KWH KWH/TON MW/DIA US$/TON US$/DIA MWH/MES US$ MES ene ,20 ene ,59 0,12 13,27 3,61 1, feb ,00 feb ,50 0,12 10,00 1,49 1, sep ,72 sep ,27 0,12 5,55 1,45 0, EJEMPLOS PRACTICOS EN OPERACIÓN EN PLANTA DE OXIGENO

20 TEMA # 2 : REGENERACION DEL ADSORVEDOR DE PROTECCION PLANTA OXIGENO El objetivo del Adsorvedor de Protección es remover continuamente los hidrocarburos del Oxigeno Liquido producido en la columna de baja presión. El Adsorvedor de Protección debe reactivarse cada 15 días para eliminar los hidrocarburos acumulados, lo que se realiza con un determinado flujo de nitrógeno caliente

21 TEMA # 2 : Problemática a resolver: En el esquema original de operación, una disminución de flujo de nitrógeno gaseoso por el adsorvedor, implicaba detener el calefactor o aumentar el flujo de aire por el compresor principal, estos ciclos significaban un periodo de tiempo de 8 horas como mínimo y de 25 horas en el peor de los casos ( Como promedio se tenían tiempos de 12 horas, mismas cantidad de horas ocupadas por el calefactor ).

22 TEMA # 2 : Nitrógeno de proceso Calentado Oxigeno Liquido Calefactor Nitrógeno de proceso Oxigeno Liquido Nitrógeno a venteo ESQUEMA ORIGINAL

23 TEMA # 2 : Mejora Implementada: Producto de que gran parte de nuestra generación de nitrógeno gaseoso se va a la atmosfera, se opto por confeccionar un By-Pass entre la cañería de N2 a la salida del compresor de Nitrógeno y unirla con la cañería del N2 a la entrada del calefactor, cosa de disponer en todo instante, del flujo suficiente de N2 gaseoso que permita regenerar el Adsorvedor en tiempos mas acotados ( Hoy se tienen tiempos promedios de 4 horas de duración y 1,5 horas de activación con el calefactor ).

24 TEMA # 2 : Compresor Nitrógeno Nitrógeno de proceso Calentado Calefactor Oxigeno Liquido Nitrógeno de proceso Nitrógeno a Fundición Oxigeno Liquido Nitrógeno a venteo ESQUEMA MEJORADO

25 TEMA # 2 : Resultados: Con las mejoras implementadas se logro reducir los tiempos de regeneración a máximo 4 horas, y no fue necesario en ningún evento mas adelante, aumentar el flujo del compresor principal, produciendo ahorros de energía del orden de los indicados en tabla siguiente:

26 TEMA # 2 : DATOS SIN MODIFICACION EN EL PROCESO DATOS FECHA ENERGIA FLUJO AIRE KWH NM3/H 1 ene feb mar Promedio DATOS CON MODIFICACION EN EL PROCESO DATOS FECHA ENERGIA FLUJO AIRE COSTO E.E. DIFERENCIAS AHORROS ESTIMADOS KWH/TUR. NM3/H US$/KWH KWH NM3/H KWH/MES US$/MES 4 ene feb Promedio CALCULOS CON LOS PROMEDIOS 0,

27 FIN DE LA PRESENTACION