Estudio Eficiencia Energética para Proyectos en Fase Diseño Nueva Fábrica cartón corrugado LPS S.A.

Transcripción

1 Estudio Eficiencia Energética para Proyectos en Fase Diseño Nueva Fábrica cartón corrugado LPS S.A. Eduardo Pérez S. Telesystems S.A. Fecha

2 Identificación de Proyecto: Antecedentes Generales Cliente : LPS S.A. Industria : Industria de producción del cartón corrugado Producción : 9 mil toneladas/año (ranking 10 de 20) Energía : 5% del costo de producción. Funcionamiento : 80 trabajadores / 16 horas al día en 2 turnos 8 hrs. Productos : Cajas de cartón corrugado (70%) y Monotapas de cartón corrugado (30%).

3 Identificación de Proyecto: Objetivo del Proyecto LPS tiene como objetivo aumentar su producción actual desde 9 toneladas a 16,5 toneladas de cartón corrugado al año, aumentado sólo la línea de corrugado dobletapa. Diseño => Garantizar el aumento de producción con el máximo EE Ubicación Actual San Bernardo Propiedad Arrendada Nueva Ubicación Peñaflor Propiedad del Cliente m m2, Techada Auditoría Energética Eficiencia Energética en el Diseño

4 Proceso Productivo Existente

5 Proceso Productivo Existente

6 Proceso Productivo Existente

7 Evaluación del Proceso Productivo Las variables técnicas principales que limitan la velocidad del proceso: Humedad del papel. Presión al papel en los rodillos. Temperatura (acondicionadores, cabezal, heater, mesa de secado). Tensión de la línea (porta bobinas, empalmadoras, portarrollos, mesa de secado). Características del Adhesivo (humedad, temperatura de gelatinización, viscosidad).

8 Consumo Energético en los procesos Índice Energético Actual = 0,45 kwh/kg 16% 84% Combustible (kwh_th) Electricidad (kwh_el)

9 Criterios de Diseño de Eficiencia Energética Buscar Minimizar el Uso de Energía (tiempo y potencia) Buscar Maximizar la Eficiencia Energética (reducir pérdidas)

10 Criterios de Eficiencia Energética que se deben incluir en el Diseño de la nueva planta. Layout Minimizar la distancia a recorrer por el flujo de materiales y energías requeridas. Distancias más cortas entre las siguientes áreas y estaciones de trabajo (indicados en orden de prioridad): Generación de Vapor (caldera) Preparación Colas Bodegas de Materias Primas (papel) Generación de Aire Comprimido Extracción de Desechos Máquinas Corrugadoras Máquinas Corrugadoras Máquinas Corrugadoras Máquinas Corrugadoras y estación de Conversoras. Máquinas Corrugadoras y Conversoras

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12 Criterios de Eficiencia Energética que se deben incluir en el Diseño de la nueva planta. Sistema de Generación y Distribución de Vapor.

13 Criterios de Eficiencia Energética que se deben incluir en el Diseño de la nueva planta. Generación y Distribución Aire Comprimido

14 Generación y Distribución Aire Comprimido

15 Criterios de Eficiencia Energética que se deben incluir en el Diseño de la nueva planta. Distribución Energía Eléctrica

16 Criterios de Eficiencia Energética que se deben incluir en el Diseño de la nueva planta. Los diseños de los sistemas que componen una planta industrial de cartón corrugado con aplicación de las BAT disponibles, deben considerar: Eficiencia Energética: los diseños deben considerar un máximo de pérdidas tolerables en la generación y distribución de la energía. Productividad: el layout definido es aquel que maximiza el proceso productivo y simultáneamente reduce el nivel de pérdida en los suministros energéticos y de materias primas. Tecnologías: tanto productivas como de generación de energía deben ser seleccionadas con los máximos rendimientos disponibles.

17 Índice Energético Proyectado Índice Energético Existente 0,45 kwh/kg Índice Energético Nueva Producción mismas condiciones 0,48 kwh/kg Índice Energético Nueva Producción con criterios de Diseño EE 0, kwh/kg

18 Factibilidad de un Proyecto de Cogeneración Definición Por cogeneración se entiende la producción de dos o más formas de energía útil a partir de una fuente primaria

19 Factibilidad de un Proyecto de Cogeneración Análisis de los siguientes tópicos Tipo de combustible disponible. Patrón de consumo de energía. Estrategia de Operación. Tipo de Aplicación de la Cogeneración. Tipo de Diseño de la Planta de Cogeneración. Dimensionamiento de la Máquina de Cogeneración. Tipo de Tecnología de Cogeneración a utilizar.

20 Factibilidad de un Proyecto de Cogeneración El patrón de consumo energético de la instalación corresponde a la relación que existe entre la demanda térmica y demanda eléctrica (T/E) en un determinado momento según el régimen de operación definido para la planta. La estrategia de operación que se le asigne al proyecto de cogeneración tiene directa relación con el objetivo del proyecto de cogeneración. El tipo de aplicación del proyecto de cogeneración depende del tamaño del equipo, el cual se determina en función de la capacidad de kw eléctricos que es capaz de producir. Los sistemas de cogeneración se clasifican por su diseño conceptual en la planta en dos tipos: Ciclos de Cabeza o Ciclos de Cola

21 Proyecto de Cogeneración para LPS. Las tecnologías de cogeneración que se analizaron fueron Motor de Combustión Interna (MCI), Turbina a Gas (TG) y Turbina de Vapor contrapresión (TVcp).

22 Proyecto de Cogeneración para LPS. En la siguiente tabla se determinó el nivel de consumo de combustible que tendría cada tecnología para proveer todo el vapor requerido por el proceso y los kwh eléctricos cogenerados que pueden ser utilizados por el proceso productivo de LPS. En el caso del MCI y la TG se generan excedentes de energía eléctrica a lo requerido por el proceso que pueden ser vendidos, por lo tanto, su costo de operación es menor si se considera ese ingreso.

23 Proyecto de Cogeneración para LPS. Al comparar los costos operacionales del caso base respecto los de las tecnologías de cogeneración se obtienen los siguientes ahorros económicos por año. Considerando el periodo de recuperación de la inversión respecto el ahorro económico que se tiene sobre el caso base, preliminarmente la tecnología seleccionada para realizar un análisis económico detallado es la Turbina de Vapor de contrapresión (TVcp).

24 Conclusiones y Recomendaciones Desarrollar un proyecto totalmente nuevo en una propiedad adquirida para este propósito, aplicando todos los criterios de diseño que consideran la eficiencia energética en los sistemas que se ven involucrados en la producción del corrugado utilizando equipos con tecnologías más eficientes que las actuales, lo cual representa mejora en la productividad y ahorro en el consumo de energía. El proyecto de la nueva planta de LPS, implica la especificación de una nueva caldera, lo que representa una oportunidad para considerar un sistema de cogeneración basado en una caldera de alta presión con una turbina de vapor de contrapresión, instalada entre la caldera y la red de distribución de vapor. A la luz de la nueva agenda de energía que existe en el país producto de la nueva Ley de EE en el sector industrial, es importante considerar la Eficiencia Energética desde la etapa de Diseño de una instalación.

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