DMDR,, Trina Salazar 2015

Transcripción

1 DMDR,, Trina Salazar 2015 Discrete Automation and Motion Uso eficiente de la energía a través de la plataforma integrada de accionamientos de frecuencia variable ABB Slide 1

2 Un lider global en energía y tecnologías de automatización Posición de liderazgo en las principales industrias ~150,000 empleados $ 42 billones En ingresos (2013) Presente en +100 países Formado en 1988 Fusión de las compañias: Suiza (BBC, 1891) y Sueca (ASEA, 1883) Slide 4

3 División Discrete Automation and Motion Unidades de Negocios PLC Drives Robots Drives and Controls Power Conversion Motors and Generators Robotics Low voltage AC drives from 0.18 to 5600 kw Servo drives and motion control offering Medium voltage drives from 250 kw to 100 MW DC drives from 9 kw to 36 MW Scalable PLCs, HMI control panels Software tools Product packages based on drives and PLC offerings Global services for the complete life cycle Wind turbine converters Advanced power electronics Converter products Excitation and synchronizing systems High power rectifiers Power quality and power protection products, incl. UPS Traction converters Solar inverters Charging infrastructure for electric vehicles Service Low voltage motors from 0.25 to 1000 kw High voltage motors and generators up to 70 MW High speed motors Traction motors Wind power generators Diesel generators Gas and steam turbine generators Hydro generators, tidal waves, etc Service Industrial robots Robot controllers and software Industrial software products Application equipment and accessories Robot applications and automation systems for automotive, foundry, packaging, metal, solar, wood, plastics, etc. industries Service Slide 6

4 BU Drives and Controls Eficiencia Energética Slide 12

5 El desafio energético de hoy Incremento en la demanda Europa y Norte America 5.4% 26% China 94% 177% IEA forecast Crecimiento en la demanda de energía primaria Crecimiento en la demanda de electricidad M. Oriente y Africa 89% 140% India 116% 261% Slide 13

6 17,200 12,500 34,350 Desafío energético de hoy Incremento en el consumo eléctrico El consumo mundial de electricidad por sector Fuente: International Energy Agency, Key World Energy Statistics 2011 Residencial, comercial, servicios públicos, y la agricultura 58.2% Industria 40.2% Incremento de la demanda de electricidad para 2035 ( Bajos las políticas actuales) Fuente: IEA, World Energy Outlook 2011 Terawatthoras(TWh) 30, % 20,000 10,000 Transporte1.6% La demanda de electricidad se calcula como la electricidad bruta generada usada menos las pérdidas de distribución y transmisión de electricidad Slide 15

7 El desafío energético Cortar el vínculo entre crecimiento, consumo energético y emisiones Para alcanzar este desafío debemos: Reducir la correlación entre crecimiento económico y consumo energético Reducir la correlación entre consumo energético y emisiones Eficiencia energética Fuentes de energía renovable Slide 16

8 Importancia de la eficiencia energética Ayudando a nuestros clientes a hacer más con menos Slide 17 Aproximadamente un 40% de la energía eléctrica generada es consumida por las industrias y 2/3 de esta energía es usada en motores eléctricos. Los accionamientos de velocidad variable (VSD) pueden regular la velocidad de un motor produciendo una disminución del consumo energético desde un 30% hasta un 50% en muchas aplicaciones. Aún así, menos del 10% de los motores están alimentados usando un VSD. Comúnmente se deja el motor operando a máxima velocidad y se estrangula la salida. Lo que es como frenar y acelerar al mismo tiempo en un automóvil

9 Eficiencia energética en la cadena Desde la central de energía al vaso de agua Sistema de control por estrangulamiento: Grandes pérdidas de energía Sistema de control con accionamiento de BT ABB: Minímiza las pérdidas de energía Slide 18

10 Eficiencia energética con accionamientos Costos del ciclo de vida Elementos principales del costo de ciclo de vida de un motor y un accionamiento* Compra del equipamiento:5% Consumo energético: 92% Mantenimiento:3% * Costo típico de reemplazar un motor e incluir un convertidor en un sistema existente El período de recuperación de la inversión utilizando accionamientos de velocidad variable es muy corto considerando sólo el ahorro energético. A pesar de eso, muchas compañías sólo evalúan el precio de compra para decidir una inversión. Las empresas se beneficiarían más de mediante el examen de los costos del ciclo de vida de los equipos. Por ejemplo, el precio de compra de un motor eléctrico es sólo un % del coste total del ciclo de vida de ese motor. Group July 14 de 14, julio 2015 de 2015 Slide 20 20

11 Eficiencia energética con accionamientos Aplicaciones potenciales para ahorro de energía Ejemplos de aplicaciones industriales para promover el ahorro energético: Plantas de energía Bombas alimentadoras, bombas de enfriamiento, bombas de circulación, bombas de combustible, ventiladores, etc. Tratamiento de aguas Bombas de circulación, compresores, sopladores, bombas de desagüe, etc. Industrias lácteas, molinos de azúcar y otras fábricas de fabricación de alimentos Bombas de leche y otros líquidos, refrigeración y calefacción ventiladores, compresores, centrífugas, etc Fundiciones Ventiladores para torres de enfriamiento, ventilación para hornos, etc. July 14, Group 2015 July 14, Slide Slide 22

12 Aplicaciones accionadas por motores Importancia de la eficiencia energética y el ahorro potencial Oportunidades para accionamientos de BT/MT Potencial de ahorro energético en níveles de 30-70% En aplicaciones donde los equipamientos (ejemplo: ventiladores ó bombas) son actualizados con mejoras en la eficiencia Potencial de ahorro energético en níveles de 5-12% Donde el motor debe de ser redimensionado por desajuste de la carga Potencial de ahorro energético en níveles de 5-8% En los casos en que la eficiencia del motor existente es al menos 2% menor que la de uno nuevo de ABB Potencial de ahorro energético en níveles de +2% En los casos en que los motores han estado operando durante 15 a 20 años, así, con el uso de un nuevo motor más eficiente Potencial de ahorro energéticos Slide 23

13 Aplicaciones con convertidores Bombas Leyes de afinidad Ahorro de energía del 0-80% Consejos Vigile la altura de elevación Método de control PI de la presión, nivel o caudal Slide 27

14 Comparación de los diferentes métodos Recirculación Estrangulamiento Marcha/parada Convertidor Bomba Ahorro posible Slide 28

15 Aplicaciones con convertidores Compresores Compresores sumergidos en aceite Consejo: velocidad mínima no inferior al 66%. El ahorro de energía puede ser superior al 30%. Método de control PI de la presión Compresores sin aceite Utilizados en Alimentación y bebidas Consejo: busque un socio El ahorro de energía puede ser superior al 30%. Slide 32

16 Accionamientos de velocidad Funciones de eficiencia energética Los accionamientos pueden calcular varios valores para la eficiencia energética Energía electrica ahorra Reducción de CO 2 Dinero ahorrado Funciones de análisis de carga Optimizador de energía reduce el consumo de energía cuando la unidad funciona por debajo de la carga nominal Eficiencia energética en el mismo accionamiento El ventilador de refrigeración se detendrá cuando la refrigeración no es necesaria Slide 36

17 Porcentaje de tiempo de funcionamiento Percentage of operating time Accionamientos de velocidad Funciones de eficiencia energética 20 el 20% del tiempo el convertidor había estado funcionando entre un 60 70% de la carga... Es una herramienta para analizar un proceso y el dimensionado del sistema de accionamiento. Hay dos (2) tipos de registradores disponibles: Registradores de amplitud (AL) Registrador de amplitud fijo (AL 1) Señal monitorizada cada día por la tarde un comportamiento anómalo de la presión de la tubería... Valor pico anterior Rango Amplitude del registrador logger range de amplitud > 90 Nuevo valor pico Registrador de amplitud restaurable (AL 2) 2. El registrador de valores pico (PVL) registra valores pico de una señal seleccionada con indicación de la hora intensidad del motor tensión de CC Vel actual Tensión de CC Intensidad del motor velocidad del motor Slide 38 Tiem p o

18 Evaluaciones energética centrada en los beneficios del cliente Buscando los objetivos Una Evaluaciones energética ayuda al cliente a encontrar la solución óptima para aumentar la productividad y el ahorro Aplicaciones potenciales para el control de velocidad (convertidores BT/MT): Bombas Ventiladores Compresores Aplicaciones potenciales para motores Todas las aplicaciones que funcionen continuamente Los motores viejos y de baja eficiencia son los más fáciles de actualizar A partir de la Evaluaciones energética se genera un plan de inversión que se entrega al cliente Slide 41

19 Evaluaciones energética centrada en los beneficios del cliente Beneficios primarios Ahorro de energía Convertidores: 20-50% Motores de alta eficiencia: 3%, con un tiempo de retorno de la inversión de 1-2 años Motores: 1-5% de aumento de la eficiencia; mayor fiabilidad Slide 43

20 Evaluaciones energética centrada en los beneficios del cliente Beneficios secundarios El ahorro de energía conlleva beneficios adicionales como: Temperaturas más bajas Menos ruido Menos pérdidas de materias primas Menos vibraciones Intervalos de mantenimiento más largos Mayor fiabilidad Slide 44

21 Referencias Fábrica de cemento Una planta de cemento mexicana reemplazó el control de apagado de 2 ventiladores de 735 kw usando accionamientos de ABB Esto provocó un aumento en las utilidades cercano a los 900,000 USD. Las mantenciones fueron reducidas en un 97%. Ahorro energético Reducción de CO 2 Segmento y aplicación Alrededor 5,300 MWh/year 2,650 ton/año Cemento, ventiladores July 14, Group 2015 July 14, Slide Slide 46

22 Referencias Sector lácteo Un productor de productos lácteos de EE. UU. mejoró sus procesos de calefacción y refrigeración utilizando la tecnología pinch. Dos convertidores ABB de CA sustituyeron las válvulas de descarga de dos compresores de refrigeración de 200 y 250 kw, respectivamente. Ahorro de energía Reducción de CO 2 Sector y aplicación 202 MWh/año 101 t/año Alimentación y bebidas; compresores Slide 47

23 BU Drives and Controls Herramientas para nuestros usuarios Slide 49

24 Herramientas Optimizer Ayuda al usuario seleccionar motores y encontrar los documentos que cumplan los MEPS vigentes en un país o región específica. ABB M-Save Permite calcular el ahorro que un cliente va a conseguir si reemplaza sus motores con nuevos motores ABB. También da una indicación del tiempo de recuperación de la inversión y genera un informe automático para ser enviado al cliente PumpSave y FanSave Para comparar el control de accionamiento de velocidad contra estrangulación, encendido / apagado y control de acoplamiento hidráulico con bombas Para comparar el control de accionamientos con los métodos tradicionales de control de flujo. Calcule el ahorro que puede alcanzar mediante la sustitución de regulador de salida, de paletas o métodos de control de paso de entrada con control electrónico de velocidad de un accionamiento ABB Group July 14, 14, 2015 Slide 51 Slide 51

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