Optimización de molinos en las fábricas de cemento Disminución del consumo energético e incremento en la producción
1. Introducción Este trabajo se fundamenta en utilizar lo que las plantas cementeras tienen en tecnología y a partir de dichas instalaciones con pequeñas modificaciones en el diseño de las mismas, producir un importante incremento en la producción acompañado con la correspondiente disminución del consumo energético y como consecuencia indirecta una mitigación de las emisiones que producen el efecto invernadero en la tierra. Dichas modificaciones están basadas en el concepto de que estamos en condiciones de compartir un Know-How con las cementeras que tengan interés de hacer más productivas sus fábricas. Hasta hoy hemos realizados trabajos de optimización en varias cementeras de Argentina, Uruguay, México, Brasil, Qatar y Colombia.
Nuestro trabajo es inédito y los resultados son muy importantes por la cuantía y por la rapidez en realizarse. El mensaje es Crecer con la tecnología que tiene vuestra planta. Normalmente nos suele suceder en el momento de tomar una decisión para equilibrar un mayor despacho de cemento que pensamos en invertir en un nuevo molino o por lo menos en un nuevo separador, en ese marco eso significa tiempo y dinero a invertir. Lo que quiero compartir con Uds. es que es posible hacer frente a una mayor demanda de cemento muy rápidamente en 15 días, a través con pequeñas modificaciones en el diseño de las máquinas que tiene la planta y se paga prácticamente con la ganancia que provoca el ahorro de energía o más rápidamente con las mayores ventas resultado del proyecto.
2.Trabajos realizados y resultados obtenidos Los trabajos fueron realizados en molinos de bolas y molinos verticales, con separadores de 1 Generación, 2 Generación y 3 Generación. Se han optimizado los siguientes molinos: 12 Molinos de crudo: Incrementos de producción: 20-40 % Disminución consumo de energía: 20-40 % Disminución de emisión de CO2 por ahorro de energía eléctrica: 20-40 % 41 Molinos de cemento: Incrementos de producción: 15-30 % Disminución consumo de energía: 15-30 % Disminución de emisión de CO2 por ahorro de energía eléctrica: 15-30 %
5 Molinos de carbón: Incrementos de producción: 10-20 % Disminución consumo de energía: 10-20 % Disminución de emisión de CO2 por ahorro de energía eléctrica: 10-20 %. 3. Calidad de los productos obtenidos La calidad de los productos obtenidos se mantiene a los valores que normalmente tiene la fábrica. 4. Detalles de los trabajos de optimización La optimización se fundamenta en pequeñas modificaciones en el diseño La optimización se fundamenta en pequeñas modificaciones en el diseño de separadores, ventiladores, molinos y otros accesorios, dichas modificaciones producen un gran impacto en los valores de producción de los molinos. Separadores. Aumento su eficiencia de separación. Ventiladores. Aumento su eficiencia de transporte de gases. Molinos. Aumento su capacidad de molienda. Elevadores, aerodeslizadores y o balanzas incrementamos su capacidad en caso de ser limitantes.
5. Tiempo en el que se realiza la optimización La optimización la realizamos en los siguientes tiempos: Molinos de crudo: 15-21 días. Molinos de cemento: 30-35 días. Para comprobar los resultados de resistencia. Molinos de carbón: 15-21 días. 6. Equipo de trabajo El equipo de trabajo cuenta con 5 ingenieros para realizar la optimización: Ings. Químicos, Ings. Mecánicos e Ing. Industrial. 7. Rentabilidad del proyecto 7.1 Molino de cemento Supongamos un molino de cemento que produce 100 tn/hr. Consumo de energía eléctrica: 40 kw/tn. Luego de la optimización los resultados son: Producción: 120 tn/hr Consumo de energía eléctrica: 32 kw/tn.
a) Ganancia por consumo energético Ahorro de energía eléctrica: 8 kw/tn. Producción anual de cemento: 120 tn/hr*20 hr/día*360 día/año= 864.000 tn/año Ahorro anual: 864.000 tn/año*8 kw/tn*0,13 U$S/kW= 898.560 U$S/año b) Ganancia por disminución del costo fijo unitario Precio venta: 120 U$S/tn cemento Costo fijo unitario: 30 U$S/tn cemento Costo fijo anual: 720.000 tn cemento * 30 U$S/tn cemento= 21.600.000 U$S Nuevo costo fijo unitario: 21.600.000 U$S/864.000 tn cemento= 25 U$S/tn cemento Ganancia anual por disminución costo fijo anual: 5 U$S/tn cemento * 864.000 tn Cemento/año= 4.320.000 U$S/año c) Ganancia por aumento del despacho Si la ganancia es de 30 U$S/tn cemento La ganancia por un mayor despacho es: 144.000 tn cemento incrementado/año* 30 U$S/tn cemento= 4.320.000 U$S/año
d) Mitigación de la emisión de CO2 864.000 tn/año*8 kw/tn*0,000527 tnco2/kw=3642 tnco2/año Hasta el año 2050: 3642 tnco2/año*35años= 127.470 tnco2 Si consideramos que en América se producen 450.000.000 tn de cemento año esto implica que se emitirán 6.047.325 tn de CO2/año menos a la atmósfera. De igual manera si la proyectamos al año 2050 esto va a significar una disminución de emisión de CO2 de 317.484.563 tn. Costo de proyecto: Honorarios: 40000 U$S/tn * 20 tn/hr = 800.000 U$S Viajes: 3000 U$S *5 personas = 15.000 U$S Estadía: 200 U$S *40 días* 5 personas = 40.000 U$S Total = 855.000 U$S De lo anterior surge que sólo con el ahorro energético se logra pagar el proyecto en un año, para el caso de que sea aplicable un incremento de despacho de cemento en igual orden al aumento de producción el proyecto se paga en 1 mes.
7.2 Fábricas de cemento completa En la actualidad el consumo de energía por tonelada de cemento es entre 90 a 110 kw/tn dependiendo de la tecnología con que cuente molinos de bolas y o molinos verticales. Consumo de EE Molino de crudo: 20-25 kw/tn Crudo Consumo de EE Molino de cemento: 25-45 kw/tn Cto Ahorro Molino de crudo Molino vertical: 20*0,3*1,65*0,7= 6,93 kw/tn Cto Molino de bolas: 25*0,3*1,65*0,7= 8,66 kw/tn Cto Ahorro Molino de cemento Molino vertical: 25*0,2= 5 kw/tn Cto Molino de bolas: 45*0,2= 9 kw/tn Cto
Ahorro de la fábrica Molinos verticales: 6,93+5=11,93 kw/tn Cto. Molinos de bolas: 8,66+9=17,66 kw/tn Cto. Nuevo consumo de Energía Eléctrica Molinos verticales: 90-11,66= 78,34 kw/tn Cto Molinos de bolas: 110-17,66= 92,34 kw/tn Cto. Ahorro anual Fabrica Despacho diario: 5000 tn/día Molinos verticales: 5000 tn/día*25 días/mes*12 mes/año*11,66 kw/tn* 0,13 U$S/kW= 2.273.700 U$S Fabrica Despacho diario: 3000 tn/día Molinos de bolas: 3000 tn/día*25 Días/mes*12 mes/año*17,66 kw/tn* 0,13 U$S/kW= 2.066.220 U$S
Por solo el ahorro de energía eléctrica el proyecto se paga con aproximadamente 6 meses, de igual manera si va acompañado por mayores ventas el proyecto se paga en 1 mes. 8. Costo de la optimización El cliente asume los gastos de viaje y estadías a los lugares de trabajo desde Argentina, más los honorarios los cuales se calculan en función de las toneladas por hora incrementadas: Por ejemplo si fuese un molino de cemento el costo es de 40.000 U$S por tonelada por hora incrementada. Se garantiza un incremento mínimo de 5%, por debajo del cual el cliente no le paga ningún valor y simplemente se hace cargo del costo del viaje, estadía y los viáticos.
Conclusión Este proyecto nos da la posibilidad de un incremento importante en la producción y disminución del consumo de la energía eléctrica en pocos días a un costo mucho menor que cualquier alternativa actual. Por sobre cualquier proyecto de similares característica es muy rápido de realizarlo, de bajo costo y de alta rentabilidad. Al día de hoy ya hay varias cementeras que han utilizados nuestros servicios y quizás puede ser una referencia para las empresas interesadas en poder avanzar en la concreción del proyecto de optimización sobre sus plantas. Además estamos haciendo una contribución muy importante a la estabilidad del mundo y el aumento de la calidad de vida para las futuras generaciones al producir la Mitigación del efecto invernadero en la tierra.