SANTA FE DE BOGOTA D. C. 13 de Mayo de 2016 Teléfono: (57 - 5) 3600066 Correo: [email protected] Dirección: Vía 40 No 54-299. 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 75000
LB/HR
RELATOR: JOSE MANUEL AVENDAÑO S. I.E. GRACETALES LTDA
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.
Aumento de la Temperatura Global vs. Emisiones de CO2
¿QUÉ CONCENTRACIÓN DE CO
2PRODUCIRÁ UN
AUMENTO DE 2ºC EN LA TEMPERATURA MEDIA
GLOBAL?
• Si la estabilización de gases de efecto invernadero se hace a 550 ppm CO2e (475 ppm CO2) 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 CO2e (400 ppm CO2).
• Pero hay que reducir la concentración a un nivel de 400 ppm CO2e 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 CO2e.
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.
REALIDAD
¿QUÉ PODEMOS HACER?
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
“La Eficiencia Energética, es una respuesta al cambio climático que no podemos eludir”
• 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• 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
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.
• De acuerdo con el borrador del reglamento
Técnico de calderas de Colombia, hay
instaladas en el país mas de 15.000
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.
• 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.
•
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
• 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).
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GENERACIÓN DE
VAPOR
• CALDERA:
• Marca: NEBRASKA BOILER COMPANY • Fecha de construcción: 11-05-1993
• Capacidad: 75.000 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%
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.
-8,000,000 -7,000,000 -6,000,000 -5,000,000 -4,000,000 -3,000,000 -2,000,000 -1,000,000 0 1,000,000 E n e -0 8 Feb -0 8 Mar -0 8 A b r-08 May -0 8 J u n -0 8 J u l-0 8 A g o -0 8 S e p -0 8 Oc t-08 N o v -0 8 D ic -0 8 E n e -0 9 Feb -0 9 Mar -0 9 A b r-09 May -0 9 J u n -0 9 J u l-0 9 A g o -0 9 S e p -0 9 Oc t-09 N o v -0 9 D ic -0 9 E n e -1 0 Feb -1 0 Mar -1 0 A b r-10 May -1 0 J u n -1 0 J u l-1 0 A g o -1 0 S e p -1 0 Oc t-10 N o v -1 0 D ic -1 0 E n e -1 1 Feb -1 1 Mar -1 1 A b r-11 May -1 1 J u n -1 1 J u l-1 1 A g o -1 1 S e p -1 1 Oc t-11 N o v -1 1 D ic -1 1 E n e -1 2 Feb -1 2 Mar -1 2 A b r-12 May -1 2 J u n -1 2 J u l-1 2 A g o -1 2 S e p -1 2 Oc t-12 N o v -1 2 D ic -1 2 E n e -1 3 Feb -1 3 Mar -1 3 E n er g ia (m3 ) Fecha
Gráfico de Tendencias de Consumo
Gas Natural Mensual
Consumo acumulado m3
10.455.710 m3 GN ahorrados
$ (4.334.731.392) millones de pesos ahorrados
19.677.018 millones de kg de CO2 dejados de emitir a la atmosfera
UN RETO "INALCANZABLE":
REDUCCIÓN DE LAS PURGAS
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%.
METODOLOGÍA UTILIZADA
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
CARACTERIZACIÓN ENERGÉTICA DEL SISTEMA
DE GENERACIÓN DE VAPOR
GRÁFICO DE DISPERSIÓN, ELABORADO CON LOS DATOS DEL CONSUMO DE AGUA VERSUS GENERACIÓN DE VAPOR DEL
AÑO 2013. y = 0.7111x + 130.59 R² = 0.6389 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 Co ns umo de A gua e n Tone lad a s
Generacion de Vapor en Toneladas
FILTRADO DE LOS DATOS DESVIACIÓN ESTANDAR: 28
FILTRO: 1,5 DESVIACIONES ESTANDAR
y = 0.7111x + 130.59 R² = 0.6389 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 100 200 300 400 Me tr o s c u b ic o s d e a g u a
Generacion de vapor en Toneladas
Linea Base diaria del consumo de agua en M³ Número de datos:360 Fiabilidad: 88% Indice de correlación: 0.8526 y = 0.7958x + 104.28 R² = 0.8526 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 50 100 150 200 250 300 350 400 C o n s u m o d e a g u a e n m e t r o s c u b i c o s
Generacion de vapor en Toneladas
• Y = consumo teórico de agua para una generación dada de vapor en Metros Cúbicos.
• X = generación de vapor en Toneladas.
• 0.795 = pendiente de la ecuación, característica tecnológica de la caldera asociada al consumo de agua.
• 104.2 = 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
Potencial de ahorro Mensual 6%- 579 M³ de agua/ Mes Potencial de ahorro Estadístico, por variabilidad operacional
Potencial de ahorro diario 6%-19.3 M³ de agua/ día
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
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.
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS FEB 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS MARZO 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS ABRIL 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS MAYO 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS JUNIO 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS JULIO 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS AGOSTO 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS SEPTIEMBRE 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS OCTUBRE 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS NOVIEMBRE 2014
EVALUACIÓN MENSUAL Y AHORROS
OBTENIDOS DICIEMBRE 2014
EVALUACIÓN ANUAL Y AHORROS OBTENIDOS
DESCRIPCIÓN DEL AHORRO VALOR (COP)
Agua de purgas año 2014 $17.435.080,30
Energía Eléctrica por menos trabajo del motor de la bomba de agua de alimentación de la caldera, año 2014
$2.236.925
Gas Natural, por menor cantidad de purgas de la caldera, año 2014
$29.084.815
EVALUACIÓN ANUAL Y AHORROS OBTENIDOS
DESCRIPCIÓN DEL AHORRO VALOR (COP)
Agua de purgas año 2015 $36.541.440
Energía Eléctrica por menor trabajo del motor de la bomba de agua de alimentación de la caldera, año 2015
$4.482.052
Gas Natural, por menor cantidad de purgas de la caldera, año 2015
$68.175.310
CONCLUSIONES
Se obtuvo una reducción efectiva de las purgas del 4% durante el primer año, (2014)
Se obtuvieron ahorros en agua potable de $ 17.435.080.
El ahorro en gas natural fue de $ 29.084.815
El ahorro en energía eléctrica fue de $2.236.925
El ahorro total en los portadores energéticos fue de $48’756.820.
Para el año 2015, los ahorros se duplicaron gracias al afinamiento de los equipos de control:
Se obtuvieron ahorros en agua potable de $ 36.541.440
El ahorro en gas natural fue de $ 68.175.310
El ahorro en energía eléctrica fue de $ 4.482.052
El ahorro total en los portadores energéticos fue de $ 109.198.802
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.
