1 metodologÍa para estudios de eficiencia energÉtica

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METODOLOGÍA PARA METODOLOGÍA PARA ESTUDIOS DE EFICIENCIA ESTUDIOS DE EFICIENCIA

ENERGENERGÉÉTICATICA

Número Número 22

OBJETIVOS

Cuantificar el uso de energía en el sistema, con detalles suficientes para localizar las pérdidas.

Identificar proyectos y mejoras para ahorrar energía y reducir costos.

Número Número 33

METODOLOGÍA

Etapas :Etapas : 1. Cálculos de consumos y costos de

energía.2. Cálculos de flujos de energía

(mediciones y evaluaciones de campo).3. Evaluación de los Flujos de energía.4. Identificación de mejoras energéticas.5. Evaluación de las mejoras6. Informe técnico

Número Número 44

EEE -ETAPA 1

Cálculos de consumos de energía y costos.

Objetivos :

* Fijar el panorama* Fijar el panorama

* Priorizar los trabajos* Priorizar los trabajos

Número Número 55

CONSUMOS DE ENERGÍA

Cuantificar los consumos para los últimos 12 meses.

Registro del poder calorifico de los combustibles.

Costos anual y mensual de combustibles. Precios de la energía eléctrica.

* Estructura Tarifaria, Cargos por * Estructura Tarifaria, Cargos por demanda, Carga conectada, Otras demanda, Carga conectada, Otras PenalidadesPenalidades

Número Número 66

CONSUMOS: COMBUSTIBLES/ENERGÍA

Meses CombustiblesElectr.(kWh)

Nat.Gas(m3)

Diesel(Gal)

Residual(Gal)

GLP(kg)

Carbón(kg)

Enero-99 539066 0 50300 164000 2300 0Febrero-99 995210 0 312000 1041300 34556 2900863Marzo-99 999300 0 320000 1003000 32000 2908000Abril-99 995777 0 321900 1034000 31000 2800001Mayo-99 980000 0 430000 1034299 33000 2999076Junio-99 897656 163049 324577 3245678 23124 3245678Julio-99 789654 231209 456890 6789098 31243 5346765Agosto-99 975698 326590 334523 3256757 43565 3425679Setiembre-99 908675 538906 432578 4235687 32456 2342567Octubre-99 567490 783658 432567 5467349 54634 4356758Noviembre-99 765897 459045 232341 5267498 34256 2315678Diciembre-99 876854 438900 422366 3125678 45635 4237897

TOTAL 9752211 2941357 4070042 35664344 397769 36878962

Gráficamente se obtiene también información útil

Número Número 77

PROPORCIONES DEL USO DE ENERGÍA Y COSTOS

CombustibleEnergía

(%)

Costo

(%)

Electricidad 35.7 63.7

Gas 35.9 15.4

……. …… …….

Total 100 100

Muestran los niveles de consumo de los diferentes energéticos y sus costos proporcionales

Número Número 88

COSTOS DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Costos unitarios, Periodos horarios (1, 2, 3…)Estructura tarifariaPotencias contratadas o LeídasPeriodos estacionalesInterrumpibilidadCalidad del servicio eléctrico, etc.

Número Número 99

CONSUMOS DE ELECTRICIDAD

Capacidad total del suministro?Total de cargas conectadas?Variaciones de consumos diarios y

estacionales?Se cuenta con diagramas de carga?Cuál es el factor de potencia?Se tienen bancos de compensación ?Se administra la demanda?Existen cortes generales de energía?

Número Número 1010

COSTOS UNITARIOS

Costos promedios.Costos marginales.Costo por unidad producida.Costo por unidad de contenido

energético.Costo unitario de la energía útil.


RESÚMEN DE CONSUMOS Y COSTOS DE ENERGÍA

Al final de la etapa 1, se deberá conocer:

Costos totales

Análisis de costos por energético

Variaciones estacionales por energético

Pactos de precios de los energéticos

Áreas prioritarias de consumo


EEE -ETAPA 2 Cálculos de flujos de energía (mediciones y

evaluaciones de campo).

Objetivos :* Identificar para cada energético los * Identificar para cada energético los usuariosusuarios

más importantes en tmás importantes en téérminos de: rminos de: - Costos- Costos- Consumos- Consumos

* Identificar las deficiencias energéticas * Identificar las deficiencias energéticas parapara

los usuarios mayoritarios. los usuarios mayoritarios.


CONOCIMIENTO DE LOS PROCESOS

Reconocimiento de la plantaDiagrama de flujo de procesosLista de los mayores usuarios de

energíaCálculos de consumos de cada

usuario.* Efectuar mediciones para precisar los consumos.

Análisis de los usuarios mayoritarios


RECONOCIMIENTO DE LA PLANTA

Entender cada fase de los procesos y su interrelación con la energía

Modos de operaciónIntercambio de ideas con personal

clave:– operadores de procesos– supervisores de procesos– jefes de producción


DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO

MEZCLA DEL MATERIAL

HORNO DE FUNDICION

HORNO DE REFINAMIENTO

ANTES DEL CRISOL

FORMACION

RECOCIDO

ACABADO YEMPAQUETADO

VENTA

TRITURADOR DE DESECHOS

EXTINGUIDOR DE DESECHOS

Desecho

Material Estándar

Electricidad / Gas

Cristal de Purificación

Cristal de PurificaciónPara enfriamiento

E

G

Sílice y arena de soda


PRINCIPALES USUARIOS DE ENERGÍA ELÉCTRICA

Motores Eléctricos Iluminación Compresores de aire y de refrigeración Hornos Sistemas de aire acondicionado Sistemas de calentamiento Bombas de agua y de procesos Sistema de ventilación Fuerza motriz para procesos Sistemas de agitación


PRINCIPALES USUARIOS DE ENERGÍA TÉRMICA

Calderos de vaporCalentadores de aguaCalentadores de fluido térmicoAlto hornoIncineradoresCalentadores de ambiente


CALCULOS DE CONSUMOS

EstacionalmenteMedición / estimaciónCalculadosInconsistencias esperadas


VARIACIONES ESTACIONALES

0

2

4

6

8

10

12

J A S O N D E F M A M J

Calentamiento deambiente

0

2

4

6

8

10

12

14

J A S O N D E F M A M J

Calentamiento deambiente

Proceso yCalent deAmb.


ESTIMACIÓN DE FLUJOS DE ENERGÍA

Usar medidores existentesInformación del fabricante de equipos

(verificar modificaciones)Mediante velocidades prácticas de

flujo según diámetro de tuberías.Para electricidad, evaluar con

instrumentos portátiles (“Tong” Test)


VELOCIDADES ÓPTIMAS EN TUBERÍAS (m/s)

Fluido Baja Presion(0-8 bar)

Alta Presión(>8 bar)

Agua 1.5 – 2.0 3.0Gas Natural, Aire 6.0 – 7.0 12 – 13.0Vapor Húmedo 20 25Vapor SaturadoSeco

28.0 – 30-0 40.0 – 43.0

Vaporsobrecalentado

40.0 55.0

Metros/seg.


CÁLCULO DE CONSUMOS ELÉCTRICOS

Item Nominal(kW)

Factor deCarga (%)

Horas/semana

Semanas/año Uso anual(kWh)

%

Compresores de aire 75 70 120 52 327600 6.9Ventiladores Horno 400 80 100 50 1600000 33.6Bombas de Agua 150 80 100 50 600000 12.6Iluminación 50 100 168 52 436800 9.2Conveyor 400 30 100 50 600000 12.6Otros 713266 15.1TOTAL 4755106 100


ANÁLISIS DE LA DISTRIBUCIÓN DEL USO ENERGÉTICO EN UNA

CERVECERIA

Iluminación5% Ventilacion Malta

3%

Compr. Refrig.33%

Aux. Refrigerac.16%

Compr. Aire11%

Casa Calderas13%

Bombas16%

Otros3%


ANÁLISIS DE LOS USUARIOS MAYORES

IdentificadosConsumos calculadosAnálisis para usuarios complejos

- Sistemas de Vapor

- Sistemas de Refrigeración

- Hornos

Auditoría de Mayores Usuarios


EEE - ETAPA 3

Evaluación de los flujos de energía.

Objetivos:

- Para identificar usos inapropiados

- Areas de derroche de energéticos

- Bajas eficiencias de conversión (calderas, compresoras, motores etc.)

Identificar mejoras y formular proyectos


ANÁLISIS DE FLUJOS DE ENERGÍA

No aceptar los sistemas tradicionales sin analizarlos.

Se debe descubrir:– Son los flujos razonables?– Hay mejores formas?

Se debe requerir:– conocimiento de los procesos– conocimiento de tecnologías adecuadas– Innovación tecnológica


USO DE LA ENERGÍA - PÉRDIDAS

El uso final de la energía es menor al total ingresado al sistema, depende de las pérdidas en la generación y distribución:

– Eficiencia de generación– Ineficiencia del sistema de

distribución


ORDEN PARA LA EVALUACIÓN

Usuarios de energía

Eficiencias de los sistemas de distribución

Eficiencia de la conversión


ANÁLISIS DEL USO DE LA ENERGÍA

Identificar para que se utiliza la energía?

Oportunidades para la reducción del consumo?

Formas alternativas para los requerimientos?

Son los niveles de capacidad apropiados?

Procesos Producto

Energía

Insumos


ANÁLISIS DEL SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN

Son apropiados los sistemas de distribución?– Vapor– Agua caliente– Fluidos enfriados– Energía eléctrica

Resultados– Comparación de cargas útiles y parásitas (pérdidas)– Dimensionamiento de tuberías, cableado eléctrico– Tecnología utilizada en bombeo – Presión de vapor– Retorno de condensados– Nivel de voltaje eléctrico


EFICIENCIA DE DISTRIBUCIÓNEJEMPLO: SISTEMA EN MEDIA TENSIÓN -

COMPAÑÍA MINERA

Descripcion P. Util(kW)

P. Pérdidas(kW)

SE Concentradora 3800SE Mina 1200SE Servicios 600Perdidas Linea 33kV – Tramo 1 42Linea 33 kV - Tramo 2 560Linea 10 kV 38Transformadores 100TOTAL 5600 740


EFICIENCIA EN CONVERSIÓN DE LA ENERGÍA

Conocimiento de tecnologías adecuadas y métodos óptimos

Datos de diseñoEvaluar rendimientos y comparar con

estándares– Combustión en calderas, hornos– Rendimientos en tipos de iluminación– Eficiencia de motores eléctricos– Eficiencia de grupos electrógenos– Eficiencias de sistemas de bombeo– Eficiencias de compresores a diversas cargas


EEE - ETAPA 4

GENERACIÓN DE PROYECTOSObjetivos

– Identificar todos los posibles proyectos de eficiencia energética

– Recolección de ideas– Elaborar un listado


IDENTIFICACIÓN DE PROYECTOS

Que medidas de conservación de energía se han realizado?

Que proyectos ya se iniciaron?Que proyectos están planificados?Evaluar las iniciativas de mejoras

con las personas responsables de la planta.


EEE - ETAPA 5

Evaluación de ProyectosObjetivos

– Verificar que proyectos son viables– Estudiar la interacción entre proyectos– Establecer los costos de los proyectos– Calcular los beneficios de los proyectos– Comparar alternativas y prioridades– Llegar a conclusiones para determinar que

proyectos se van a ejecutar.


VERIFICACIÓN TÉCNICA DEL PROYECTO

Riesgos técnicos– Trabajo del equipo sin restricciones– Operación a las condiciones de diseño– Dimensionamiento correcto– Efectos de corrosión y medioambientales

Efectos– Contaminación ambiental – Efectos sobre la producción– Incremento de mantenimiento– Confiabilidad

Evitar falsas expectativas


VERIFICAR LA ADECUACIÓN DEL PROYECTO

Efectos medioambientalesMejores soluciones a corto y largo

plazoSoluciones aceptables al 100%Costos y metrados base


CÁLCULOS DEL COSTO DEL PROYECTO

Estimación real de los presupuestos de acuerdo a precios de mercado

Cotizaciones de equipos de proveedores

Referencias de trabajos similares


CÁLCULOS DE LOS BENEFICIOS DEL PROYECTO

Efectuar los cálculos de ahorrosEvaluación financiera

– Relación Beneficio Costo B/C– Sensibilidad a los cambios de precios– Riesgos

Otros– Medio ambientales– Confiabilidad– Aumento de la productividad


EEE - ETAPA 6 : INFORME

OBJETIVOS

Presentar el sustento técnico- económico del diagnóstico y las mejoras energéticas encontradas.


ESTRUCTURA DEL INFORME

RESUMEN EJECUTIVO INTRODUCCIÓN

– Descripción del estudio– Descripción de los procesos

DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO– Balances de materia y energía– Evaluación de cada energético– Evaluación por cada sistema prioritario– Resumen de costos y consumos

RESULTADOS FINALES– Análisis de la eficiencia por procesos, unidades, equipos y global– Análisis técnico económico de las Mejoras Energéticas

RENTABILIDAD DE LAS MEJORAS


ESTRUCTURA DEL INFORME

IDENTIFICACIÓN DE MEJORAS RESULTADOS FINALES

– Análisis de la eficiencia por procesos, unidades, equipos y global– Análisis técnico económico de las Mejoras Energéticas

RENTABILIDAD DE LAS MEJORAS CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1 metodologÍa para estudios de eficiencia energÉtica

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