Optimización de costos energéticos y reducción de impacto ambiental a través del uso de medidores de flujo másico.

Transcripción

1 Optimización de costos energéticos y reducción de impacto ambiental a través del uso de medidores de flujo másico. Por: Juan Carlos Villa Stand 7 y 8

2 Sabias que.? Mediante mediciones mas precisas puede reducirse de un 5% a un 15% el consumo energético de una planta. Optimizar un proceso de combustión puede mejorar la eficiencia de la caldera. Que la electricidad representa un 80% del costo total de un sistema de aire comprimido. Que los costos energéticos suben de un 6% a 10% por 1 bar de presión generado. Que en muchos países existen alicientes fiscales para la implementación de un sistema de gestión energético.

3 Medición gases de combustión Procesos de combustión alteran significativamente los niveles de gases de emisiones ambientales. Causando el smog fotoquímico, lluvia acida, efecto invernadero y adelgazamiento de la capa de ozono.

4 Medición gases de combustión Una combustión incompleta altera considerablemente los niveles de CO. Producido en todos los procesos de combustión, el CO 2 contiene un potencial alto de calentamiento global. Altas temperaturas en procesos de combustión generan grandes cantidades de NO X. Formado a partir de la oxidación del azufre presente en el combustible. EMISION DE GASES AMBIENTALES

5 Medición gases de combustión Medición con alta precisión para determinar los niveles de emisión de CO 2 e. Deben eliminarse o reducirse a su mínima proporción. Compromiso vinculante con la protección del medio ambiente.

6 Calderas y Quemadores Transformación de agua en vapor a temperatura y presión elevada partiendo de la energía del combustible. Responsables del mayor consumo de combustible en la industria. Generar una máxima entrega de vapor para un mínimo de combustible utilizado.

7 Combustibles mas representativos Gas natural 70% metano CH 4, 20% Nitrógeno N 2, 10% otros gases Gas licuado de petróleo (GLP) Predominan el propano C 3 H 8 y el butano C 4 H 10 Carbón Altos contenidos de azufre. Biocombustibles Mínimo efecto ambiental

8 Relación estequiometrica Proporción de combustible y comburente necesaria para lograr una combustión completa. Debe realizarse en proporciones adecuadas para aprovechar el mayor rendimiento posible. Suministrar exceso de aire controlado para garantizar una combustión completa.

9 Eficiencia de la caldera El aire estequiométrico mas un exceso de aire determinan la eficiencia de la combustión. Realizar el control de aire y combustible es importante, hacerlo basado en la masa es fundamental.

10 Índices de exceso de aire Excesos de aire recomendados según tipo de combustible

11 Optimizar el proceso de combustión PLAN DE ACCION Determinar el combustible optimo para alimentar el sistema. Generar una máxima entrega de vapor para un mínimo de combustible utilizado. Determinar el sistema de aislamiento de la caldera. Control de emisiones ambientales por la chimenea

12 Optimizar el proceso de combustión RESULTADOS ESPERADOS Reducción significativa en el consumo de combustible. Reducción en el costo del proceso de combustión. Disminución de las perdidas de calor. Minimización considerable de las cargas contaminantes. Aumento en la calidad del vapor, productividad y competitividad.

13 Optimizar el proceso de combustión Optimizar un proceso de combustión puede dar como resultado un ahorro energético de hasta un 10% en el consumo de combustible. Reducción en los tiempos de proceso. Fabrica ejemplo Tenemos m 3 de gas natural promedio $ 112 Consumo 200 m 3 /h gasto en una hora $ AHORRO ESPERADO $ 2240 EN UNA HORA

15 Optimizar el proceso de combustión Reducción en el costo total del proceso de combustión aproximadamente de $ al año. Gastos por mantenimiento Consumo de agua Ventiladores aire de combustión Bombas de agua Entre otras

17 Optimizar el proceso de combustión Aumentamos la posibilidad de que las mezcla de las moléculas del gas reaccionen rápida y totalmente en el interior de la cámara antes de que esta alcance zonas mas frías donde no se completaría el proceso de combustión

19 Análisis de redes de aire comprimido Fuente de energía para diferentes procesos en la industria. Responsables del mayor consumo de electricidad en el sector industrial. Evaluar la calidad y cantidad de aire comprimido generado. Generado directamente en la industria. sensibilidad a bajo flujo. > velocidad de respuesta. < frecuencia de operación. < costo de mantenimiento. > eficiencia energetica. < costo de electricidad.

20 Costos en redes de aire comprimido Demanda promedio de los costos de un sistema de aire comprimido. Causas de mayores ineficiencias en redes de aire comprimido.

21 Eficiencia en sistemas de aire comprimido Relaciona un volumen de aire Industria desperdicia entre el producido con la potencia 20% y el 50% del aire consumida para realizar ese comprimido que genera. trabajo. Bajas potencias nominales para generar grandes volúmenes de aire.

22 Detección de fugas en aire comprimido Con frecuencia considerado erróneamente una fuente de energía barata, o incluso gratis NO LO ES! Potencia necesaria para generar la capacidad de aire comprimido requerido. FUGAS EN EL SISTEMA. Trabajo ineficiente Mayor frecuencia de operación Mayor costo de mantenimiento Menor rendimiento

23 Midiendo las fugas en el sistema Medición precisa del flujo de aire comprimido en la alimentación principal. Medición el flujo desde el compresor cuando el sistema no esta en funcionamiento, incluso en las líneas ramificadoras de distribución para identificar problemas.

24 Principios de funcionamiento medición de flujo másico Medidores Medida Térmicos ( T) temperatura de referencia Másicos Directa Vórtex frecuencia de vortices Coriolis ( f) fase de oscilación en el tiempo.

25 Medidor de flujo másico FT3

26 Principio de funcionamiento DISPERSIÓN TÉRMICA

27 Alto desempeño a bajas velocidades

28 Validación de la calibración del medidor Prueba de validación de la calibración en fabrica del medidor, iniciada por el operador en planta. Funciones CAL-V TM y Zero CAL-CHECK TM Disminuye significativamente la frecuencia de calibración del medidor en fabrica. Determina los niveles de precisión del instrumento en línea.

29 Prueba Zero CAL-CHECK TM Validación de la estabilidad del sensor a condiciones de cero flujo. Comprueba existencia de partículas externas en el sensor. Iniciada desde panel, USB, HART, MODBUS o Software FT3 View TM. Tiempo máximo de la prueba 5 minutos. Generar informe de validación de calibración del medidor. Mensaje PASA/NO PASA

30 EN PROCESO Condiciones de flujo cero Válvula de bypass cerrada. Deslice el medidor hacia arriba FUERA DE PROCESO Usar cubierta protectora en PVC para el sensor. Usar una botella plástica.

31 Validación completa de la calibración en fabrica. En línea, sin necesidad de parar el proceso. Iniciada desde panel, USB, HART, MODBUS o Software FT3 View TM. Tiempo máximo de la prueba 5 minutos. Generar informe de validación de calibración del medidor. Mensaje PASA/NO PASA Prueba CAL-V TM

32 Condiciones de flujo normales de operación EN PROCESO Bajo condiciones normales de operación o de flujo cero, seleccionable en campo.

33 CAL-V TM desde panel frontal

34 CAL-V TM desde software FT3 View TM

35 Excelente precisión de medida Precisión en medida de flujo 0,2 % de la escala completa y 1 % de la lectura. Precisión en medida de temperatura ± 1 C (-40 C a 121 C); ± 2 C ( 121 C a 343 C) Repetibilidad de medida 0,2 % de la escala completa Rangeabilidad de medida (turndown) 100:1 Tiempo de respuesta de 0,9 s

36 Altos rangos en medida de flujo Rangos de velocidades de flujo máximo hasta SFPM, (0,07 a 280 NMPS), condiciones 20 C, 1 ATM. Amplia variedad en unidades de medida volumétricas y másicas (SCFM, NM3/H, NLPM, LB/H, KG/H entre otras, seleccionables en campo En línea desde ¼ hasta 6 ; Inserción en longitudes desde 4 hasta 72

37 Capacidad optima a condiciones dinámicas Presiones máximas de operación: Inserción NPT 500 psig (34,5 barg) En línea NPT 500 psig (34,5 barg), FLANGE 150# 230 psig. Temperaturas máximas de operación: ST (-40 C a 121 C) HT (0 C a 343 C) Humedad relativa máxima de operación 90% RH, no condensada

38 Ágil manejo en panel de operación Display retro iluminado de 2 líneas x 16 caracteres. 4 pulsadores mecánicos e infrarrojos. Temperatura ambiente en rangos desde -40 C a 70 C. Carcaza en aluminio, con protección NEMA 4X (IP 68) Aprobaciones CE, FM/FMc, ATEX, IECEx. Entradas eléctricas de ¾ NPT, opcional M20 x 1,5 mm

39 Amplio monitoreo y control en la medida Salidas independientes de 4 20 ma para medida de flujo y temperatura. Salida de pulsos de 0 a 100 Hz, 10 V p/p para totalizador ó programada para alarma. Comunicación standard USB, opcional HART, RS485 MODBUS, FT3 View TM Configuración compacta o remota Alimentación 24 VDC, opcional VAC

40 Alta rigidez en el sensor de temperatura Sensores de temperatura, tipo RTD de platino. Material de los sensores, acero inoxidable SS 316, opcional Hastelloy C 276.

41 Facilidad en condiciones de montaje Condiciones de montaje, tubería sin obstrucciones Inserción, 15 Ø aguas arriba, 10 Ø aguas abajo. Conexión a través de racor anillo de ¾ NPT, suministrado por fabrica. En línea, 8 Ø aguas arriba, 4 Ø aguas abajo.

42 Grandes ventajas de la tecnología Opera con un nivel superior que nuestros competidores. Medición directa de flujo másico sin compensación por T y p. Excepcional sensibilidad a bajos flujos. Diseño robusto y sin partes móviles

43 Grandes ventajas de la tecnología Alta precisión y repetibilidad de la medida Rápida respuesta en cambios de perfil de flujo Bajos requerimiento en mantenimiento Inmunidad mejorada EMI

44 Gas natural Aire Aire comprimido Argón Dióxido de carbono Monóxido de carbono Helio Hidrogeno Nitrógeno Oxigeno Gas metano Amoniaco Biogás Butano Gas de cloro Etano Aplicación en gases Propano Metano Gas digestor Gas de ventilación Gas de combustión Gas de bengala Gases mixtos

45 GRACIAS