MEDIDAS DE EFICIENCIA ENERGETICA EN EL
SECTOR DEL METAL
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EFICIENCIA ENERGÉTICA
• Reducir la factura energética
• Reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles
• Reducir la emisión de gases de efecto invernadero
• Reducir el nivel de intensidad energética
• Ahorros económicos derivados de los ahorros energéticos
SER MAS COMPETITIVOS
BENEFICIOS
¿QUÉ ES LA EFICIENCIA ENERGÉTICA?
• EFICIENCIA ENERGÉTICA
Optimización de los consumos energéticos de tal manera que para realizar una misma operación se reduzca el consumo energético
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EFICIENCIA ENERGÉTICA
• EFICIENCIA EN EL SECTOR INDUSTRIAL
ACTUACIONES PARA MEJORAR LA EFICIENCIA
INDUSTRIAL
TECNOLOGÍAS ELÉCTRICAS
TECNOLOGÍAS DE GENERACIÓN Y UTILIZACIÓN DE CALOR
- Optimización de la factura eléctrica
- Iluminación
- Motores
- Sistemas de aire comprimido
- Bombas y ventiladores
- Producción industrial de frío
- Medidas de carácter horizontal
- Calderas
- Hornos de gas
- Secaderos
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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
• AUDITORÍA ENERGÉTICA
- Identificar dónde se consume la energía (mapa energético de una instalación / edificio)
- Obtener el balance energético global y la evolución del mismo
- Identificar las áreas de oportunidad que ofrecen potencial de ahorro de energía
- Determinar y evaluar económicamente los volúmenes de ahorro alcanzables y las medidas técnicamente aplicables
OBJETIVOS
Dónde?
Cómo?
Repercusión sobre costes?
Posibles mejoras para el ahorro?
CONSUMO
DE
ENERGIA
Ventaja competitiva
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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
- Ejemplo de documentación a requerir:
� Facturas eléctricas y de otros combustibles: permite conocer el orden de magnitud de los consumos y el porcentaje sobre el total. Optimización de potencias contratadas.
� Horarios y turnos: nos indica la periodicidad del uso que se hace de las instalaciones / edificio
� Equipos existentes: Inventario de equipos, características (potencia, fabricante, etc.).
� Procesos y planos: Características, tecnologías, modo de funcionamiento.
�Otros datos: Superficies, esquema de principio, esquemas unifilares, etc.
�Características constructivas: Cerramientas, carpinterías, huecos,..
METODOLOGÍA – PASO 1 Recopilación de la información y toma de datos
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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
METODOLOGÍA – PASO 2 Mediciones
• REALIZACIÓN DE MEDICIONES
Además de inventariar los diferentes elementos consumidores de energía, durante las visitas, se deben efectuar mediciones que nos ayuden a entender el funcionamiento de las instalaciones
� Suministros energéticos
- Medida curva de carga de la acometida general y de determinados equipos
- Instalación de equipos de medida para gas y otros combustibles
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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
• REALIZACIÓN DE MEDICIONES
� Tecnologías horizontales
- Sistema eléctrico: En puntos clave (compresores, bombas de impulsión, transformadores, etc.)
- Sistemas de acondicionamiento térmico, climatización y ventilación
- Análisis de combustión de calderas para determinar rendimiento
- Medición de temperaturas, caudales, presiones,…
� Procesos industriales
–Medición de los consumos de los distintos procesos y equipos
METODOLOGÍA – PASO 2 Mediciones
23,74%
3,33%
21,91%
9,53%
2,24%
26,13%
1,86%0,41%10,84%
REPARTO DE CONSUMOS
Alumbrado
Climatización
Compresores
Estampado
Corte
Hornos
Prensas
Transportadores
Varios
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AUDITORÍAS ENERGÉTICAS
Con la documentación y los datos y las medidas recopilados en la planta se puede realizar un análisis técnico de la situación energética de la instalación
METODOLOGÍA – PASO 3 Análisis y evaluación
Para un análisis metódico y eficiente:
� Clasificación del consumo energético en función de los diferentes usos. Es decir, clasificación según se use en iluminación, climatización, etc. De esta manera se
detectan dónde se focalizan los consumos más grandes
� Identificar ineficiencias y causas de las mismas (lámparas ineficientes, aislamientos insuficientes, fugas
compresores, etc.)
� Propuestas de mejora para solucionar las ineficiencias detectadas
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EFICIENCIA ENERGÉTICA
OPTIMIZACIÓN DE LOS CONTRATOS ENERGÉTICOS
POTENCIAS MAXIMAS DIARIAS
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
POTENCIA MÁXIMA DIARIA POTENCIA CONTRATADA POTENCIA OPTIMIZADA
0
100.000
200.000
300.000
400.000
500.000
600.000
700.000
Qd Aplicada
Qd Máxima
Qd contratada
105%
85%
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MAXIMIZAR LA EFICIENCIA
� Mantenimiento preventivo: Menor Coste
– Filtros, aceites y grasas
– Limpiar intercambiadores
– Condiciones de uso de motores
– Optimización rendimientos de combustión
� Tecnología
– Alumbrado (lámparas de bajo consumo, LED)
– Equipos de alta eficiencia (Calderas, motores, máquinas de frío)
EFICIENCIA ENERGÉTICA
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OPTIMIZAR EL USO DE LA ENERGÍA
� Recuperación calores residuales
� Considerar el uso de energías renovables y/o alternativas de alta eficiencia
– SOLAR TÉRMICA
– SOLAR FOTOVOLTAICA
– MICROCOGENERACIÓN O COGENERACIÓN
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Caldera Maquina Absorción
TorreRefrigeración
Demanda frío
Caldera Maquina Absorción
TorreRefrigeración
Demanda frío
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EJEMPLO DE EQUIPOS DE PROCESO
Ejemplo: Equipos de proceso
� Reducir pérdidas– Mantener y mejorar los calorifugados
– Reemplazar equipos sobredimensionados
– Eliminar fugas de aire comprimido
� Maximizar eficiencia– Motores de alta eficiencia
– Introducir variadores de velocidad
– Filtros de armónicos
EFICIENCIA ENERGÉTICA
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EJEMPLOS DE MEJORA
Medida curva demanda compresor 90kW
Instalación de un variador de frecuencia en un compresor
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EJEMPLOS DE MEJORA
Instalación de un variador de frecuencia en un compresor
ESTUDIO ECONOMICO
Consumo energético anual 266649,35 kWh
Emisiones 173055,43 Kg CO2/año
Coste económico anual 30718,00 €
Fase de ciclo
Carga Descarga TOTAL
Ciclo de funcionamiento 50,00% 50,00% 100,00%
Potencia consumo kW 94,00 32,00 63,00
Potencia útil kW 75,00 0,00 37,50
Producción de aire (Nm3/min) 12,30 0,00 6,15
Consumo específico (Wh/Nm3) 127,37 170,73
ESTUDIO ECONOMICO
Consumo actual 266649,35 kWh
Consumo optimizado 195520,00 kWh
Ahorro consumo 26,68 %
Ahorro energía anual 71129,35 kWh
Ahorro económico anual 8194,1 €/año
Ahorro emisiones 46162,95 Kg CO2/año
Inversión de la medida 9589 €
P.R.S. 0,77 años
Instalación del variador
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EJEMPLOS DE MEJORA
Sustitución del motor del ventilador de la aspiración deldesengrasado por otro de menor potencia nominal de alta eficiencia
Se trata de un motor que trabaja a carga parcial, y se propone una acción alternativa a instalar un variador de frecuencia
Motor de 30 kW que consume 18 kW.
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EJEMPLOS DE MEJORA
Sustitución del motor del ventilador de la aspiración deldesengrasado por otro de menor potencia nominal de alta eficiencia
CARACTERISTICAS Motor actual Motor propuesto
Marca LEROY SOMER SIEMENS
Modelo - 1LG4 183-2AA
Potencia nominal (kW) 30,00 22,00
Rendimiento ŋ 0,860 0,91
Cos φ (placa) 0,93 0,86
R.P.M. 2.940,00 2.945,00REGIMEN FUNCIONAMIENTO Motor actual Motor propuesto
Potencia nominal (kW) 30,00 22,00
Factor de carga 52,00% 71,54%
Potencia Absorbida (kW) 18,50 17,24
Rendimiento 0,85 0,91
Potencia Util 15,74 15,74
Energía consumida (kW/h) 178.365,73 169.304,68
Coste económico (€) 14.076,55 13.361,45
ESTUDIO ECONOMICO MEDIDA
Consumo actual 178.365,73 kWh
Consumo optimizado 169.304,68 kWh
Ahorro energía anual 9.061,05 kWh/año
Ahorro energía anual 5,08% %
Ahorro económico anual 715,09 €/año
Ahorro emisiones 3.533,81 Kg CO2/año
Inversión de la medida 2.980,00 €
P.R.S. 4,17 años
Se trata de un motor que trabaja a carga parcial, y se propone una acción alternativa a instalar un variador de frecuencia
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EJEMPLOS DE MEJORA
Ajuste de los parámetros de combustión de un horno
Horno de oxidación reducción, para tratamiento térmico del acero
HORNO – RESULTADO ANÁLISIS DE COMBUSTIÓN
Temperatura de humos 274 º C
Contenido de O2 12,4 % O2
Dióxido de Carbono 4,9 % CO2
Monóxido de Carbono 80 Ppm
Exceso de aire 2,45 λ
Rendimiento de la combustión 78 %
Valor de λ objetivo 1,31Tª de humos 274,00 ºC
CO2 9,16 %
O2 4,97 %CO 80,00 ppmTª ambiente 24,20 ºC
PÉRDIDAS POR CALOR SENSIBLE 12,76%PÉRDIDAS POR INQUEMADOS 0,06%RENDIMIENTO DE LA COMBUSTIÓN
87,18%
0123456789
101112
CO
2
O2
DIAGRAMA OSTWALD
Línea comb. completa Línea exceso-def de aire Punto de trabajo actual Punto de trabajo regulado
ESTUDIO ECONOMICO
Ahorro de combustible 11,57% %
Consumo energético 113.487.004,29 kWh / año
Ahorro energético 13.130.344,26 kWh / año
Ahorro económico 443.951,21 € / año
Ahorro emisiones 2.639.199,20 kg CO2 / año
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EJEMPLOS DE MEJORA
Aislamiento del cuerpo de una caldera
Se trata de una caldera de tipo pirotubular, en la que el fluido frío absorbe el calor de convección procedente de los gases, para agua sobrecalentada
ESTUDIO ECONÓMICO
Ahorro 4,87 kW
Ahorro energético 42.074,59 kWh/año
Ahorro energético 0,21%
Ahorro económico* 1.422,59 €/año
Ahorro emisiones 8.456,99 Kg CO2/año
Inversión 1.000,00 €
Periodo de retorno simple 0,70 años
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EJEMPLOS DE MEJORA
Mejora del aislamiento de los conductos de recuperación de losgases del horno
En la industria existe una recuperación parcial de calor sobre los gases de escape del horno paracalentar, a través de un intercambiador de calor aire-aire, el aire de aporte tanto a los quemadores delpropio horno de oxidación reducción como al quemador de la caldera
ESTUDIO ECONÓMICO
Ahorro 9,72 kW
Ahorro energético 84.014,36 kWh/año
Ahorro energético 0,43%
Ahorro económico* 2.840,62 €/año
Ahorro emisiones 16.886,89 Kg CO2/año
Inversión 511,88 €
Periodo de retorno simple 0,1802 años
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EJEMPLOS DE MEJORA
Recuperación térmica de unos gases de proceso
Estúdio para la recuperación de la energía contenida en los humos de escape de un horno de revenido
ZONA 1
HORNO REVENIDO
Entrada
piezasZONA 2ZONA 3ZONA 4ZONA 5ZONA 6ZONA 7
LAVADO
PINTADO CURADOHORNO DEGANCHOS
Tª 400 ºcTª 400 ºc Tª 400 ºcTª 400 ºc Tª 400 ºcTª 300 ºcTª 300 ºc
Chimenea 1(Foco 5)
Chimenea 2
(Foco 6)
SECADO
Chimenea
(Foco 12)
Chimenea
(Foco 13)
Chimenea
(Foco 14)
Chimenea
(Foco 15)
Chimenea
(Foco 16)
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EJEMPLOS DE MEJORA
Recuperación térmica de unos gases de proceso
ZONA 1
HORNO REVENIDO
Entrada
piezasZONA 2ZONA 3ZONA 4ZONA 5ZONA 6ZONA 7
LAVADO
PINTADO CURADO HORNO DEGANCHOS
Tª 400 ºcTª 400 ºc Tª 400 ºcTª 400 ºc Tª 400 ºcTª 300 ºcTª 300 ºc
Chimenea 1
(Foco 5)
Chimenea 2
(Foco 6)
SECADO
Chimenea
(Foco 12)
Chimenea(Foco 13)
Chimenea(Foco 14)
Chimenea
(Foco 15)
Chimenea(Foco 16)
Consumo cubierto en zonas 6 y 7 1.140.973,08 kWh / año
Consumo cubierto en zonas 6 y 7 100 %
Contenido en gases tras 1er aprovech. (1 y 2 a 6 y 7)
502.960,62 kWh / año
% disponible consumo sobre curado 37,19%
Energía a aportar al curado mediante quemador tras aprovech. 1 y 2
849.594,94 kWh / año
Energía TOTAL a aportar mediante quemador tras aprovechar gases
1.633.486,27 kWh / año
Si además se aprovecha la energía del horno de ganchos…..% energía disp. Horno ganchos 28,12%Energía a aportar al curado mediante quemador tras aprovech. ganchos
610.671,54 kWh / año
Energía TOTAL a aportar mediante quemador tras aprovechar gases
1.394.562,87 kWh / año
Potencia térmica disponible (ahorrada)
348,78 kW
Correspondencia energía térmica real
36,36 m3 GN
Energía térmica disponible (ahorrada)
1.882.857,11 kWh / año
m3 de GN ahorrado 159.564,16 m3 GN / añoCoste 0,03532 € / kWhAhorro económico 66.503,31 € / añoAhorro económico 13,12%
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