Eficiencia en sistemas de aire comprimido

Transcripción

1 Eficiencia en sistemas de aire comprimido

2 POR QUE ES IMPORTANTE TENER UN SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO EFICIENTE??? Inversión inicial en equipos 15% Mantenimiento 15% ENERGÍA ELÉCTRICA 70%

3 Comisión/entrenamiento Tratamiento de condensados Instalación / sistema de control Inversión en la equipos de tratamiento Inversión en el compresor Mantenimiento de los equipos de tratamiento Mantenimiento del compresor Energía del equipo de tratamiento Energía del compresor Estructura de costos en un cuarto de compresores optimizado en un análisis a cinco años 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 1% 1% 7% 5% 13% 1% 3% 6% 63% Estructura de costos para una estación de aire comprimido calidad según ISO 1217

4 Como se especifica la eficiencia de cada compresor por separado? consume Kw-h Sale cfm Kw cfm

5 Cual es la estación mas eficiente? Energía $ Energía $$$ trabajo trabajo

6 Cual es la estación mas eficiente? consume Kw-h entrega cfm kw La que maneje la menor potencia especifica cfm calidad determinada para una presión y

7 Como tener la estación de aire comprimido mas eficiente posible? TODA APLICACION DE AIRE COMPRIMIDO DEBE TENER DEFINIDA SU CANTIDAD, CALIDAD Y PRESION DE TRABAJO

8 CONOCER EL COSTO DE LA GENERACION DE AIRE COMPRIMIDO DEFINIR LA CORRECTA APLICACIÓN DEL AIRE COMPRIMDO Y ELIMINAR USOS INADECUADOS DETERMINAR LA PRESION QUE REQUIERE EL PROCESO DETERMINAR LA CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO QUE REQUIERE EL PROCESO DEFINIR EL ADECUADO TIPO DE COMPRESOR EN APLICACIONES EXISTENTES DETERMINAR EL PERFIL DE DEMANDA DE AIRE DETERMINAR LOS SISTEMAS DE CONTROL BASADO EN UN ANALISIS DE LA DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO ADECUADO DE LA S REDES IDENTIFICACION FUGAS INSTALACION ADECUADA DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO MANTENIMIENTO ADECUADO DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO RECUPERACION DE CALOR

9 CONOCER EL COSTO DE LA GENERACION DEL AIRE COMPRIMIDO DEFINIR LA CORRECTA APLICACIÓN DEL AIRE COMPRIMDO Y ELIMINAR USOS INADECUADOS DETERMINAR LA PRESION QUE REQUIERE EL,PROCESO DETERMINAR LA CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO QUE REQUIERE EL PROCESO DEFINIR EL ADECUADO TIPO DE COMPRESOR EN APLICACIONES EXISTENTES DETERMINAR EL PERFIL DE DEMANDA DE AIRE DETERMINAR LOS SISTEMAS DE CONTROL BASADO EN UN ANALISIS DE LA DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO ADECUADO DE LA S REDES IDENTIFICACION FUGAS INSTALACION ADECUADA DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO MANTENIMIENTO ADECUADO DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO RECUPERACION DE CALOR

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12 EL AIRE COMPRIMIDO ES UNO DE LOS MAS COSTOSOS UTILITIES, CUANDO SON ELMINADAS ALGUNAS APLICACIONES INADECUADAS SE PUEDEN OBTENER GRANDES AHORROS DE ENERGIA Y DINERO ALGUNOS USOS INADECUADOS SON: POTENCIAL DE USOS INAPROPIADOS Limpieza, secado, procesos de refrigeracion Burbujeo o agitacion de tanques Aspiracion, atomizacion Generador de vacio Refrigeracion del personal Motores accionados por aire comprimido ALTERNATIVAS O ACCIONES SUGERIADAS Blowers de baja presion, ventiladores electricos, escobas. Blowers de baja presion. Blowers de baja presion bombas de vacio, sistemas centrales de vacio Ventiladores Motores electricos

13 USO INADECUADO. REFRIGERACIO DE COJINETES CON AIRE COMPRIMIDON

14 USO INADECUADO. REFRIGERACIO DE COJINETES CON AIRE COMPRIMIDON

15 COSTO USO DE 20 SCFM A 90 PSIG

16 EJEMPLO : USO INADECUADO GENERACION DE VACIO CON VENTURI A PARTIR DE AIRE COMPRIMIDO

17 EJEMPLO : USO INADECUADO GENERACION DE VACIO CON VENTURI A PARTIR DE AIRE COMPRIMIDO

18 EJEMPLO : USO INADECUADO AGITACION DE TANQUES QUE REQUIEREN BAJA PRESION 8-13 PSIG CON AIRE A PSIG

20 ELIMINE DEMANADAS ARTIFICIALES AJUSTANDO LA PRESION DE TRABAJO

21 CONOCER EL COSTO DE LA GENERACION DE AIRE COMPRIMIDO DEFINIR LA CORRECTA APLICACIÓN DEL AIRE COMPRIMDO Y ELIMINAR USOS INADECUADOS DETERMINAR LA PRESION QUE REQUIERE EL PROCESO DETERMINAR LA CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO QUE REQUIERE EL PROCESO DEFINIR EL ADECUADO TIPO DE COMPRESOR EN APLICACIONES EXISTENTES DETERMINAR EL PERRFIL DE DEMANDA DE AIRE DETERMINAR LOS SISTEMAS DE CONTROL BASADO EN UN ANALISIS DE LA DEMANDA DE AIRE COMPRIMIDO DIMENSIONAMIENTO Y DISEÑO ADECUADO DE LAS REDES IDENTIFICACION FUGAS INSTALACION ADECUADA DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO MANTENIMIENTO ADECUADO DE LOS EQUIPOS DE GENERACION Y TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO RECUPERACION DE CALOR

22 Tratamiento de aire LOS USUARIOS DEL AIRE DETERMINAN LA CALIDAD DEL AIRE COMPRIMIDO

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25 UTILICE SECADOR REGENERATIVO SOLO CUANDO REALMENTE ES NECESARIO ALTERNATIVA DE TRATAMIENTO CON SECADORES DESECANTES SE REQUIEREN 4 SECADORES MODELO KAD930 PARA CADA UNO DE LOS 4 COMPRESORES DSD150 SE REQUIEREN 2 SECADORES KAD 1130 PARA COMPRESORES DS200 Y DSD250 SE REQUIEREN 2 SECADORES KAD1350 PARA DOS COMPRESORES ESD250 SECADOR KAD 930 FLUJO MÁXIMO ENTRADA = 930 scfm PURGA PROMEDIO = 134 scfm SECADOR KAD 1130 FLUJO MÁXIMO ENTRADA = 1130 scfm PURGA PROMEDIO = 163 scfm SECADOR KAD 1350 FLUJO MÁXIMO ENTRADA = 1350 scfm PURGA PROMEDIO = 194 scfm

26 UTILICE SECADOR REGENERATIVO SOLO CUANDO REALMENTE ES NECESARIO CON SECADORES DESECANTES KAD EL AIRE DE PURGA ESTARÁ ALREDEDOR DE 1250 cfm QUE EQUIVALEN AL 15 % ESTO SE TRADUCE EN TENER QUE EMPLEAR UN COMPRESOR ESD250 PARA LAS PURGAS UTILIZAR ESTE COMPRESOR DE 250 HP PARA LAS PURGAS REPRESENTA CON UNA TARIFA DE $ 138/kwh $ ADICIONAL EN ENERGÍA ELÉCTRICA MENSUAL ALTERNATIVA NO VIABLE DESDE EL PUNTO DE VISTA DE AHORRO ENERGÉTICO

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31 Se debe conocer el perfil de demanda de aire comprimido de la planta

32 1. Se debe conocer el perfil de demanda de aire comprimido de la planta

33 Se debe conocer el perfil de operación de los equipos

35 SELECCIÓN DE EQUIPOS PARA UN PERFIL ESTABLE

36 SELECCIÓN DE EQUIPOS PARA UN PERFIL VARIABLE

37 SELECCIÓN INADECUADA DE EQUIPOS

38 CONTROLES INADECUADOS EQUIPOS SIEMPRE ENCENDIDOS COMPRESOR 1 COMPRESOR 2 COMPRESOR 3

39 Cada aplicación debe ser revisada y calculada. Soluciones sin mediciones no son recomendadas. Métodos de control incorrecto pueden ser costosos considerarse un desperdicio y Los equipos con variador de velocidad siempre son los mas efectivos siempre que se utilicen y se seleccionen de manera adecuada

40 USO DE CONTROL MAESTRO PARA MEJORAR EFICIENCIA DE LA ESTACION

41 USO DE CONTROL MAESTRO PARA MEJORAR EFICIENCIA DE LA ESTACION ESTACIÓN SIN SAM ESTACIÓN CON SAM SET POINT 83 PSI ESTACIÓN CON SAM SET POINT 81.5 PSI

43 Diseño de tuberías dentro del cuarto 1. Diámetros adecuados EL TENER DIÁMETROS MAL DIMENSIONADOS DENTRO DEL CUARTO DE COMPRESORES GENERA ALTAS CAÍDAS DE PRESIÓN. 1 psi (g) = 0.5% Energía eléctrica

44 Diseño de tuberías de distribución Caída de presión a través de la red????? 1.5% de la presión nominal Independiente de la longitud, de la presión o del caudal Sólo depende del diámetro adecuado y de tener las mínimas perdidas

46 Fugas Uniones Bridas Mangueras Acoples Unidades de mantenimiento Válvulas Empaques Redes eficientes de aire comprimido utilizan entre el 5-8 % de su capacidad pata suplir fugas. Normalmente las redes pueden emplear entre el 25 % y 30 % de su capacidad para abastecer fugas

48 Ventilación y manejo del aire caliente Entre más fresco opere un compresor más aire entrega. Cómo??? Cuarto bien ventilado Compresor de 100 HP Entrega en condiciones ideales 497 cfm 110 psi Cuarto mal ventilado Compresor de 100 HP Entrega en condiciones ideales 497 cfm 110 psi Temperatura del cuarto 30 C Entrega real del compresor : 421 scfm Temperatura del cuarto 40 C Entrega real del compresor : 402 scfm Condiciones normales de Cali 30 C 80% HR 13 psi(a)

49 Ventilación y manejo del aire caliente Entre más fresco opere un compresor más aire entrega. Cómo??? Con solo incrementar la temperatura interna del cuarto en 10 C, el compresor pierde 5% de entrega.

50 Ventilación y manejo del aire caliente 1. Ductos para compresores y secadores Ductos de salida del aire caliente para compresores Campana de extracción para los secadores Ingreso de aire fresco

51 Ventilación y manejo del aire caliente 2. Ventiladores que evacuen el aire caliente del cuarto Salida de aire caliente de los compresores Salida de aire caliente de los secadores Ingreso de aire fresco

52 Ventilación y manejo del aire caliente 3. Ubicación de equipos en el cuarto El radiador de un equipo NUNCA debe arrojar el aire caliente a otro Compresor Secador

53 Ventilación y manejo del aire caliente 4. Espacio para ingreso de aire fresco y evacuación del aire caliente????

55 Efectos del mantenimiento en el consumo de energía 1. Limpieza del cuarto de compresores La suciedad y humedad generan: Desgastes innecesarios en los componentes mecánicos Mayor temperatura del aceite y del compresor Mayor consumo de energía Menor entrega de aire Mayor costo de mantenimiento Menor confiabilidad del sistema

56 Efectos del mantenimiento en el consumo de energía Aspectos a tener en cuenta en un mantenimiento eficiente Mantener el cuarto de compresores limpio Limpiar y/o cambiar los paneles filtrantes del cuarto Limpiar periódicamente los intercambiadores (radiadores) Cambio de filtro de aire DESARROLLAR ESTAS ACTIVIDADES LE AHORRAN DINERO Y MANTIENEN LA EFICIENCIA DEL COMPRESOR Cambio de filtro de aceite Cambio de filtro separador Mantener el nivel de aceite Cambio de aceite

58 Recuperación de calor en compresores de tornillo Consumo total de energía eléctrica 100 % Calor irradiado de la transmisión del motor (disipado en el aire de enfriamiento) 9 % Calor recuperable del enfriador de aceite 72 % Calor irradiado del compresor a los alrededores 2 % Calor recuperable del post-enfriador de aire comprimido 13 % Calor sobrante en el aire comprimido 4 % Calor total disponible para recuperación 94 % Fig. 7-2: Diagrama de flujo de calor

59 AUMENTO DE LA EFICICENCIA DEL SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO por Recuperación de calor en compresores de tornillo

60 Recuperación de calor en calentamiento de agua Ejemplo de instalación Conductor Agua Termostato Salida caliente Agua fría Baño1 del cuarto Aire comprimido Baño 2 Salida Bomba Entrada Compresor KAESER Entrada enfriado por aire

61 Recuperación de calor en calentamiento de agua Ejemplo de instalación Salida de aire en verano Salida Termostato del cuarto Línea de agua caliente aislada Agua fría Entrada de aire de Agua enfriamiento caliente Rejilla Ventilador Enfriador Salida en invierno Silenciador de agua Fábrica Línea de agua caliente aislada Compresor KAESER enfriado por aire Salida Entrada

62 Recuperación de calor en compresores de tornillo EN un compresor de 100HP KAESER es posible recuperar hasta 241 MJ/h = btu/h

63 Capacidad de energía por recuperación de calor en el compresor 100HP BTU/h x 24 H x 250 días al año = 1368 MBTU/h Beneficios en recuperación de energía 1368 MBTU/ h x $/MBTU = $ 30,998,304 Año Calentando caudal de agua: 10,01 Gl/min de 45 C a 70 C 6.6 Gl/min de 15 C a 70 C

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65 MUCHAS GRACIAS