ultrasonido - reliabilityweb.com · que es el ultrasonido. copyright sdt north america –prohibida...

Copyright SDT North America – Prohibida reproducción total o parcial

Copyright SDT North America -

prohibida sus reproduccion total o

parcial

1

UltrasonidoPara un manejo energético mas

eficiente de la planta

Gus Velásquez

SDT North America




parcial

2

• Razones Ambientales

• Razones Económicas

Porque optimizar el consumo?




parcial

3

Razones ambientales

Como esta afectando mi empresa el medio ambiente?

Cual es la “huella de Carbón” de mi empresa?




parcial

4

Gases de invernadero

H2O (vapor)

CO2

CH4

O3

Otros

Efecto Invernadero




parcial

5

CO2 producido por cada Kwatt- hora

Combustible

• Carbón

• Combustóleo

• Gas

Kilogramos

• 0.915

• 0.890

• 0.600

Valores aproximados

Energía y Contaminación




parcial

6

Energía y Contaminación

Los Gobiernos están legislando sobre políticas para afrontar el problema

Como estas políticas van a afectar mi empresa?




parcial

7

Razones Económicas

No estamos solos en el mercado




parcial

8

Si la Empresa

no

es rentable

Desaparece

Razones Económicas




parcial

9

Electricidad

Calor

Genera internamente

Compra a generadores

Resistencias eléctricas

Vapor

Combustóleo

Gas

Carbón

(otros)

Energía para procesos

Gases combustión




parcial

10

Industria BTUs entra BTUs Usa

Plásticos 348 226 (65%)

Textiles 302 189 (62%)

Cemento 409 315 (77%)

Químicos 3797 2585 (68%)

Refinerías 3097 2162 (70%)

Alimentos 1224 785 (64%)

Información de DOE USA

Unidades en trillones de BTUs por año para el sector industrial

Energía utilizada por sectores




parcial

11

Pago 1 Kwatt-hr Uso 0.65 Kwatt-hr

Sector Plásticos

Energía perdida en el proceso




parcial

12

Como puede ayudarle

la tecnología del Ultrasonido?

Ultrasonido




parcial

13

- Se refiere a ondas de sonido con frecuencias por encima del

umbral de audición humano, el cual es 20,000 ciclos por

segundo (20 Khz..)

- No tiene limite superior definido

- Son ondas de sonido de corta longitud, baja energía que

rebotan fácilmente

Que es el ultrasonido




parcial

14

Baja Frecuencia (<20 kHz)

Longitud de onda grande

– 19 mm → 17 mts

Fuerte , Omni direccional

Alta Frecuencia (> 20 kHz) Longitud

de onda pequeña

3 mm → 16 mm

Baja energía, Direccional

Que es el ultrasonido

Frecuencia audible

Frecuencia ultrasónica




parcial

15

• Convierte inaudible a audible –

demodulación / heterodino

• Mantiene la representación del

ultrasonido

• Mide la intensidad de la señal

ultrasónica en dB

Como trabaja un colector US




parcial

16

Turbulencia Fricción Electricidad

Fugas aire comprimido

Trampas de vapor

Válvulas mal cerradas

Rodamientos

Engranajes

Acoples

Descarga de corona

Arcos

Fugas de corriente

Origen de señales ultrasónicas




parcial

17

Fugas de aire comprimido




parcial

18

• Innumerables puntos en los sistemas que son

propensos a tener fugas

• No se ven

• En ambientes ruidosos prácticamente no se escuchan

por el ruido de fondo

• Cuando se escuchan es difícil identificar el origen

Problemas para detectar fugas




parcial

19

• Costo de comprimir el aire

– Energía eléctrica para el compresor

– Tratamiento del aire según aplicación

– Mantenimiento al compresor y sistemas

• Fluctuaciones de la presión

– Irregularidad de los procesos

Costos asociados a las fugas




parcial

20

Potencia motor: 100 HP (74.57 Kwatt)

Eficiencia plena carga: 90%

Capacidad: 560 CFM (15.85 mt3/min.)

Horas operación año: 5,000

Costo energía: 0.10 $ /Kwatt-hr.

Costo anual = 100HP*0.746*0.1*5,000/0.9

Costo anual = 41,400 $

CO2 producido al año = 248 ton (termogas)

Costo electricidad




parcial

21

90 psig

Ø = 1.6 mm

Se pierden 0.14 m3/minuto

Aire que se pierde en una fuga




parcial

22

Compresor 100 HP

Presión en la línea 90 psig

Diámetro del orificio de la fuga 1.6 mm

Sistema opera 5.000 horas /año

Volumen de aire perdido 42.000 mt3

Costo electricidad para suplir fuga $ 365

Horas adicionales de operación para suplir fuga 44

Costo anual de la fuga




parcial

23

100%

Air

e p

ara

pro

ceso

Fu

gas

70%

30%

Air

e p

ara

pro

ceso

90%

Fugas

10%

Actual Deseable

Como esta la Industria?




parcial

24

100%

Air

e p

ara

pro

ceso

Fu

gas

70%

30%

Air

e p

ara

pro

ceso

90%

Fugas

10%

Actual Deseable

Compresor 100 HP, 90% eficiencia y costo 0.1 $ Kw.-HR, 5,000 HR.

Ahorros de $ 8,280 /año

Cual es el ahorro?




parcial

25

Es el método mas rápido

ya que el colector detecta

únicamente las señales

de alta frecuencia que

genera la turbulencia de la

fuga

El sonido de una fuga es muy

característico e inconfundible

Inspección con Ultrasonido




parcial

26

30% de la energía para

procesos proviene de

vapor. El 9% de la

energía total consumida

en USA es usada para

sistemas de vapor

Trampas de Vapor




parcial

27

Son válvulas automáticas que

se abren para drenar condensados

y aire y se cierran para el vapor

Trampas de Vapor




parcial

28

Falla abierta

Falla cerrada

Se pierde vapor

No se drena el condensado

Costo combustible

Costo químicos

Golpe de ariete

Baja eficiencia térmica

Problemas cuando fallan




parcial

29

Diámetro orificio

trampa

Vapor perdido (lbs/hr)

Presión del vapor (psig)

15 100 150 300

1/32 0.7 2.71 3.89 7.44

1/16 2.79 10.84 15.58 29.78

3/16 25.14 97.6 140.2 268

1/4 44.7 173.5 249.2 476.5

3/8 100.6 390.3 560.7 1,072

Vapor desperdiciado

Eficiencia 80% - 5,000 HR/año – 9 $/1 MM BTU – Nivel del mar




parcial

30

Diámetro orificio

trampa

Costo anual $ (5,000 hrs)

Presión del vapor (psig)

15 100 150 300

1/32 37 134 188 343

1/16 149 537 751 1,310

3/16 1,338 4,835 6,758 12,362

1/4 2,378 8,596 12,014 21,977

3/8 5,351 19,342 27,031 49,448

Costo del Vapor

Eficiencia 80% - 5,000 HR/año – 9 $/1 MM BTU – Nivel del mar




parcial

31

Inspección de trampas con US

El ciclo de operación de

la trampa va a generar señal

ultrasónica intermitente

• Trampa abierta > sonido US

• Trampa cerrada > no sonido




parcial

32

Inspección de trampas con US

Escuche como suena cada trampa




parcial

33

100%

Tra

mp

as

op

era

nd

o b

ien

Tra

mp

as

fall

an

do

85 %

15 %

Tra

mp

as

tra

ba

jad

o b

ien

95%

5%

Actual Deseable

CIBO

100 trampas de 3/8, 100 psig y el sistema trabaja 5,000 hrs./año

5 fallan abiertas

Ahorros de $ 96,710/año

Que puedo ahorrar




parcial

34

Rodamientos

Engranajes

Acoples

El movimiento relativo

entre superficies produce

fricción

Fricción




parcial

35

Causa

Desgastes

Incrementa

la temperatura

Problemas con la fricción




parcial

36

Incremento de

temperaturaDesperdicio de

energía

Problemas con la fricción




parcial

37

Fricción & Temperatura

Condiciones normales

Masa 9.8 lbs

Temperatura inicial : 20 oC

Temperatura trabajo : 40 oC

Calor especifico Hierro: 0.193 BTU/lb. oC

Q = mCpΔT

Q = (9.8lb)(0.193BTU/lb. oC)20 oC

Q = 37.8 BTU = 0.011 kwatt-hr

Calor que se pierde en una chumacera




parcial

38

Condiciones con 20 oC por encima

Masa 9.8 lbs

Temperatura inicial : 20 oC

Temperatura trabajo : 60 oC

Calor especifico Hierro: 0.193 BTU/lb. oC

Q = mCpΔT

Q = (9.8lb)(0.193BTU/lb. oC)40 oC

Q = 75.7. BTU = 0.022 kwatt-hr

ΔQ = 0.011 kwatt-hr

Calor que se pierde en una chumacera

Fricción & Temperatura




parcial

39

Todos los rodamientos

independiente de su

estado emiten señales

ultrasónicas detectables

Fricción & Ultrasonido




parcial

40

(µ*RPM)/carga

# de Hersey

Fricción

Optimo

Curva de Stribeck

Fricción & Operación




parcial

41

(µ*RPM)/carga

# de Hersey

Fricción

Optimo

Intensidad

Lubricación limiteCoef. Fricción 0.12

Lubricación hidrodinámicaCoef. Fricción 0.003

Fricción & Ultrasonido

Curva de Stribeck




parcial

42

Intensidad

Tiempo

Nivel alarma

Línea base

Determinar el punto optimo

- Periodo de relubricación

- Cantidad de lubricante

Como ayuda el Ultrasonido




parcial

43

• 1 fuga de aire 1.6 mm

en línea de 90 psig

• 1 trampa falla abierta

3/8 a 100 psig

• 1 rodamiento mal

lubricado

• $ 365

• $ 5,361

• $$$

En base a 5,000 hrs. de operación de la planta

Resumen de Beneficios $




parcial

44

Preguntas???

Gracias por su atención

[email protected]

ultrasonido - reliabilityweb.com · que es el ultrasonido. copyright sdt north america –prohibida...

Documents