RELATOR: JOSE MANUEL AVENDAÑO S. I.E. GRACETALES LTDA.

Transcripción

1 Teléfono: (57-5) Correo: Dirección: Vía 40 No Barranquilla - Colombia. USO EFICIENTE DEL AGUA Y DE LOS PORTADORES ENERGÉTICOS (GAS NATURAL, ENERGÍA ELECTRICA) EN EL CICLO AGUA VAPOR DE UNA CALDERA ACUATUBULAR DE PRODUCCCIÓN LB/HR RELATOR: JOSE MANUEL AVENDAÑO S. I.E. GRACETALES LTDA jhomas25@yahoo.es javendano@gracetales.com SANTA FE DE BOGOTA D. C. 13 de Mayo de 2016

2 PANORAMA CLIMÁTICO MUNDIAL 1) Calentamiento Global Desde 1880 la temperatura media de la superficie terrestre ha subido cerca de 1,4 grados Fahrenheit (0,8 grados Celsius), una tendencia que está impulsada en gran medida por el aumento del dióxido de carbono y otras emisiones producidas de la mano del hombre en la atmósfera del planeta. Fuente: NASA En la cumbre de Paris del año 2015, todos los países del mundo han aprobado el mismo horizonte: evitar que suba la temperatura más de 2 C y buscando que no suba más de 1,5 C.

3 Fuente: Wikipedia Aumento de la Temperatura Global vs. Emisiones de CO 2

4 QUÉ CONCENTRACIÓN DE CO 2 PRODUCIRÁ UN AUMENTO DE 2ºC EN LA TEMPERATURA MEDIA GLOBAL? Si la estabilización de gases de efecto invernadero se hace a 550 ppm CO 2 e (475 ppm CO 2 ) el riesgo de superar los 2ºC se cuantifica entre el 68% y el 99%. Se reduce notablemente, de 26% a 78%, si la estabilización es a 450 ppm CO 2 e (400 ppm CO 2 ). Pero hay que reducir la concentración a un nivel de 400 ppm CO 2 e para alcanzar cierta seguridad de no exceder el límite. En ese caso la probabilidad se sitúa en el intervalo de 2% a 57%, con un valor medio de 27%. El riesgo bajaría mucho, al 8% de media (entre 0 y 31% máximo), si los gases se estabilizaran a 350 ppm CO 2 e. Fuente: IPCC Todos los países, todas las organizaciones y todas las personas tenemos que realizar las acciones coherentes con el gran objetivo global que señala el acuerdo: lograr que la temperatura del planeta no suba más de 1,5 C.

5 REALIDAD Picos de 406 ppm y promedios por encima de 400 ppm de CO 2

6 QUÉ PODEMOS HACER?

7 La Eficiencia Energética, es una respuesta al cambio climático que no podemos eludir Las mayores esperanzas de la reducción de emisiones de CO2 están puestas en: La eficiencia energética y la introducción de fuentes de bajo carbono. Fuente: IEA/UNIDO 2008

8 A nivel mundial, la energía de la industria representa: 40% del uso de electricidad 77% del uso del carbón y sus derivados 37% del uso de gas natural y 1/3 de las emisiones de CO 2 La Industria tiene el potencial de reducir entre el 26 y 32 % de su intensidad de energía y emisiones, resultando en una reducción entre el 8 y 12% de la energía total usada y de sus emisiones de CO 2 Fuente: IEA, 2006 and 2007

9 La eficiencia energética es el modo más rápido, económico y limpio de reducir nuestro consumo energético y reducir así las emisiones de gases de efecto invernadero para cumplir los objetivos de la cumbre de Paris.

10 2) Agotamiento del agua Dulce Causas: El cambio climático. La contaminación en aguas residuales, pesticidas agrícolas y desecho industriales desembocan en ríos y napas subterráneas. El uso inadecuado.

11 De acuerdo con el borrador del reglamento Técnico de calderas de Colombia, hay instaladas en el país mas de calderas, a las cuales se les podrá aplicar técnicas de eficiencia para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero y una modernización al sistema de tratamiento del agua con el fin de hacer un mejor uso de este recurso.

12 DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA GRACETALES LTDA es un organización dedicada a la fabricación y comercialización de aceites y grasas vegetales comestibles, ubicada en la ciudad de Barranquilla. Se encuentra dividida en dos secciones productivas: Refinería y Empaques. La primera tiene como función la refinación de la palma cruda y la soya cruda, la segunda se encarga del llenado de los mismos con los productos procesados en la refinería. GRACETALES LTDA es una compañía que soporta su actividad productiva con energéticos primarios provenientes de fuentes fósiles como el gas natural y la energía eléctrica, éstas son transformadas a través del proceso productivo según conveniencia, en otros tipos de energía como mecánica (accionamiento de motores y dispositivos) y térmica (vapor, agua caliente, agua fría).

13 DIAGRAMA ENERGÉTICO PRODUCTIVO

14 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DE VAPOR

15 CALDERA: Marca: NEBRASKA BOILER COMPANY Fecha de construcción: Capacidad: Lbs/Hora. Presión de Diseño: 300 PSI Presión de operación inicial: 250 PSI Presión de operación Actual: 205 PSI Presión de operación Meta: 180 PSI Exceso de aire recomendado: 10% Marca del Quemador: TODD COMBUSTION INC

16 II ENCUENTRO DE USUARIOS DE CALDERAS: RESUMEN DE LAS MEDIDAS APLICADAS HASTA EL AÑO 2013 AL SISTEMA DE VAPOR Y GAS NATURAL Recuperación de Pérdidas de calor por aislamiento en tuberías y tanques Recuperación de Pérdidas por fugas de vapor Survey de Trampas de Vapor Disminución de la Presión de generación de Vapor Control Automático de Combustión Calderas Uso de Variador de Velocidad en Blower Calderas. Uso de Variador de Velocidad en la Bomba de agua de alimentación de la Caldera. Recuperación de Condensados. Aumento de la temperatura del Agua de Alimentación de la Caldera.

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18 Ene-08 Feb-08 Mar-08 Abr-08 May-08 Jun-08 Jul-08 Ago-08 Sep-08 Oct-08 Nov-08 Dic-08 Ene-09 Feb-09 Mar-09 Abr-09 May-09 Jun-09 Jul-09 Ago-09 Sep-09 Oct-09 Nov-09 Dic-09 Ene-10 Feb-10 Mar-10 Abr-10 May-10 Jun-10 Jul-10 Ago-10 Sep-10 Oct-10 Nov-10 Dic-10 Ene-11 Feb-11 Mar-11 Abr-11 May-11 Jun-11 Jul-11 Ago-11 Sep-11 Oct-11 Nov-11 Dic-11 Ene-12 Feb-12 Mar-12 Abr-12 May-12 Jun-12 Jul-12 Ago-12 Sep-12 Oct-12 Nov-12 Dic-12 Ene-13 Feb-13 Mar-13 Gráfico de Tendencias de Consumo Gas Natural Mensual 1,000, ,000,000-2,000,000 Energia (m3) -3,000,000-4,000,000-5,000,000-6,000,000-7,000, m3 GN ahorrados $ ( ) millones de pesos ahorrados millones de kg de CO 2 dejados de emitir a la atmosfera -8,000,000 Fecha Consumo acumulado m3

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21 UN RETO "INALCANZABLE": REDUCCIÓN DE LAS PURGAS

22 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Calidad agua de reposición (agua acueducto): dureza, sales disueltas, parámetros variables. Pretratamiento existente en planta: Suavizador. Tratamiento Químico Convencional: 3 productos. Incompatibilidad y toxicidad. Alta conductividad en agua de caldera, formación de lodos. Alta Variabilidad operacional. Como consecuencia de todo lo anterior, Promedio de Purgas cercano al 17%.

23 METODOLOGÍA UTILIZADA Guía con base en la norma ISO 50001

24 CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DE VAPOR Gestión Energética en Gracetales. Sistema de Gestión Energética optimización en el uso eficiente de la energía rentabilidad en la reducción de los costos energéticos. Potenciales de ahorro por Reducción del Consumo Agua en el Consumo de Gas Natural y Energía Eléctrica. Gráficos de Dispersión. Análisis de Regresión Lineal

25 Consumo de Agua en Toneladas GRÁFICO DE DISPERSIÓN, ELABORADO CON LOS DATOS DEL CONSUMO DE AGUA VERSUS GENERACIÓN DE VAPOR DEL AÑO Vapor vs Consumo de Agua y = x R² = Generacion de Vapor en Toneladas

26 Metros cubicos de agua FILTRADO DE LOS DATOS DESVIACIÓN ESTANDAR: 28 FILTRO: 1,5 DESVIACIONES ESTANDAR y = x R² = Vapor Vs Consumo de agua Generacion de vapor en Toneladas

27 Linea Base diaria del consumo de agua en M³ Número de datos:360 Fiabilidad: 88% Indice de correlación: Linea base Filtrada Generacion de Vapor Vs Consumo de agua 450 C o n s u m o d e a g u a e n c u b i c o s y = x R² = m e t r o s Generacion de vapor en Toneladas

28 Y = consumo teórico de agua para una generación dada de vapor en Metros Cúbicos. X = generación de vapor en Toneladas = pendiente de la ecuación, característica tecnológica de la caldera asociada al consumo de agua = Metros cúbicos de agua no asociadas a la generación de vapor, que se pierden en formas de purgas. Este es el parámetro sensible de ser mejorado. La línea base (LB) calculada es una referencia cuantitativa que proporciona la base de comparación del desempeño energético.

29 LINEA META

30 Potencial de ahorro Estadístico, por variabilidad operacional Potencial de ahorro diario 6%-19.3 M³ de agua/ día Potencial de ahorro Mensual 6%- 579 M³ de agua/ Mes

31 DESCRIPCIÓN DE LA MEJORA 1. Instalación de un sistema de Purga Automática Continua y de Fondo. 2. Optimización del sistema de tratamiento del agua mediante la aplicación de una Tecnología De Aminas Microfílmicas Termo-Resistentes, para la protección del todo el ciclo agua vapor.

32 CALCULO DE LA EXERGÍA Capacidad de producir trabajo útil de la corriente de calor de las purgas. Aplicación del Segundo Principio de la Termodinámica: todo proceso real provoca la creación de entropía.

33 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS

34 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS

35 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS

36 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS FEB 2014

37 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS MARZO 2014

38 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS ABRIL 2014

39 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS MAYO 2014

40 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS JUNIO 2014

41 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS JULIO 2014

42 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS AGOSTO 2014

43 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS SEPTIEMBRE 2014

44 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS OCTUBRE 2014

45 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS NOVIEMBRE 2014

46 EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS OBTENIDOS DICIEMBRE 2014

47 EVALUACIÓN ANUAL Y AHORROS OBTENIDOS DESCRIPCIÓN DEL AHORRO VALOR (COP) Agua de purgas año 2014 $ ,30 Energía Eléctrica por menos trabajo del motor de la bomba de agua de alimentación de la caldera, año 2014 Gas Natural, por menor cantidad de purgas de la caldera, año 2014 $ $ Cantidad de purgas ahorrada 4180 M³

48 EVALUACIÓN ANUAL Y AHORROS OBTENIDOS DESCRIPCIÓN DEL AHORRO VALOR (COP) Agua de purgas año 2015 $ Energía Eléctrica por menor trabajo del motor de la bomba de agua de alimentación de la caldera, año 2015 Gas Natural, por menor cantidad de purgas de la caldera, año 2015 $ $ Cantidad de purgas ahorrada 7930 M³

49 CONCLUSIONES Se obtuvo una reducción efectiva de las purgas del 4% durante el primer año, (2014) Se obtuvieron ahorros en agua potable de $ El ahorro en gas natural fue de $ El ahorro en energía eléctrica fue de $ El ahorro total en los portadores energéticos fue de $ Para el año 2015, los ahorros se duplicaron gracias al afinamiento de los equipos de control: Se obtuvieron ahorros en agua potable de $ El ahorro en gas natural fue de $ El ahorro en energía eléctrica fue de $ El ahorro total en los portadores energéticos fue de $ Estos ahorros no es posible obtenerlos con los productos aplicados anteriormente, debido a la naturaleza misma del producto, la cual obliga a aumentar los niveles de purga.

50 SISTEMA DE VÁLVULAS AUTOMÁTICAS PARA LA PURGA DE FONDO

51 SISTEMA AUTOMÁTICO PARA LA PURGA CONTINUA

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55 GRACIAS POR SU ATENCIÓN