Tecnología de Gestión Eficiente de la Energía Planta de hielo (página 2)

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Entre las Acciones Específicas a realizar para alcanzar los objetivos antes señalados, esta: identificar las oportunidades de ahorro y evaluar técnica, económica y ambientalmente los proyectos para su ejecución, dando respuesta a una serie de interrogantes en el transcurso del trabajo, mediante la solución de un problema científico, con el que hoy convivimos, que es: no contar con un sistema de gestión energético eficiente que garantice minimizar los consumos de portadores energéticos y con ello disminuir los costos de producción y demostrar la posibilidad de aplicar soluciones alternativa para reducir los consumos y mejorar los indicadores energéticos con un uso racional de la energía.

DESARROLLO

Materiales y métodos

Durante el desarrollo de la investigación se ponen en práctica diferentes técnicas y etapas de mejora del nivel teórico, dentro de ellas aplicables también a la mejora de la eficiencia energética

Diagrama energético – productivo.
Gráficos de control.
Diagrama de Pareto.
Estratificación.
Programa Excel para el cálculo de las necesidades reales de consumo por las diferentes dependencias y para la evaluación económica de las soluciones de ahorro de energía propuestas.
Software CoolPack. CYCLE ANALYSIS: ONE STATE CYCLE, FLOODED EVAPORATOR.

Consumo global de energía eléctrica en la empresa. Planta de Hielo representatividad.

El trabajo se realiza a partir de series históricas del consumo de energía eléctrica por establecimientos y en la planta en específicos, por la cual podemos determinar y proponer las medidas necesarias para reducir los excesos, en el mayor número de fábricas incidentes en estos deterioros. El gráfico de estratificación de los consumos a nivel de empresa define, los de mayor incidencia, que representan más del 93.9 % de los mismos. De ellos los centros productivos comprenden casi el total del consumo de energía eléctrica de la empresa: la Planta de Hielo representa el 64.5 % del total, la Planta de Refrescos el 18.8 % y la Fábrica de Vinagre el 10.7 %, totalizando más del 93.9 % del total del consumo global.

A partir de esta información se identifica como unidad más representativa del consumo general de energía eléctrica la Fábrica de Hielo; por tanto, es hacia donde deben encaminarse los mayores esfuerzos para lograr la reducción del consumo energético y los costos del producto que allí se elabora y comercializan.

Caracterización de la Planta de Hielo. Estado actual

La Planta de Hielo abastece al 70 % de los consumidores de la provincia, por las características de nuestro clima el hielo es casi una necesidad vital, tanto por las ofertas gastronómicas como para el uso en comedores y en la preservación de productos tan sensibles dentro de la industria Cárnica, la necesaria entrega al Combinado Lácteo para la preservación de la leche, por roturas imprevistas de su sistema de refrigeración. Según estratificación de los gastos, la energía eléctrica, los lubricantes y agua representan más del 85 % del los mismos.

En el último período las producciones han tenido una tendencia decreciente en volúmenes que fluctúan entre las 44,3 t y las 333.2 t, provocado fundamentalmente por el mal estado técnico de los compresores de frío, y deficiente aislamiento del banco de producción, por lo que las producciones promedio alcanzadas son de 237.85 t/mes, su promedio de consumo anual de energía eléctrica es 57 733,375 kWh que representa el 64,5 % y su producción mercantil representa el 3,6 % del consumo total de la empresa, siendo el índice de consumo real promedio obtenido de 270,7 kWh . /tonelada de hielo producido.

Consumo por área de utilización.

Conocidos los consumos y costos globales de la empresa y planta en particular, resulta necesario definir las líneas y procesos altos consumidores dentro de la planta, donde podemos observar la estructura de consumo y la representación por las diferentes áreas o procesos en la figura que se muestra a continuación.

En ella se definen un grupo de áreas o procesos vinculados a los puntos y equipos mayores consumidores, donde se identificaron 5 procesos o áreas claves mayores consumidoras de energía, que representan dentro del consumo total lo siguiente: Sistema de refrigeración 45.4 %; línea de producción de hielo 33.9 %; Taller fabril 6.6 %; Sistema de aire comprimido 4.1 %; Línea de soplado de envases0.8 % , ellos cuentan con índices de consumo estimados, debido a la carencia de equipamiento de medición para ello y de un sistema organizativo que garantice su funcionamiento. No obstante a estas limitaciones, debe establecerse un sistema de control con las lecturas tomadas por los propios operadores vinculados a ellos, que permita elaborar un parte de los indicadores de consumo que debe ser analizado semanalmente en los consejillos de producción de planta.

Fueron identificados 13 trabajadores que incidente forma directa en los mismos: 7 operarios (de ellos 2 con cargos), 5 jefes inmediatos (de ellos 3 dirigentes) y 2 técnicos, que deciden en los consumos y costos energéticos, así como se ha vinculado al personal administrativo y del Consejo de Dirección de la entidad y Empresa, al comportamiento de estos índices, lo que influye directamente en su estimulación salarial En los últimos años se han desarrollado en nuestra Empresa varios análisis, encuestas, y diagnósticos de oportunidades de ahorro de energía, que ha posibilitado obtener una relación de problemas y de posibles soluciones.

La confección de un diagrama causa y efecto representado, permitió identificar las principales causas de los sobreconsumo de los portadores energéticos entre ellas: no se alcanza el adecuado control por áreas, sistemas y equipos mayores consumidores, por lo que no existe desagregación real de los mismos y se realiza de forma teórica dada la falta de medios de medición, existen identificada oportunidades de ahorro; pero no se realiza de forma sistemáticas el cumplimiento de las acciones que se generan al respecto, no se logra la participación y apoyo de todo el personal para la elevación de la eficiencia energética.

En las encuestas aplicadas a dirigentes y técnicos fueron señalados como factores más negativos que influyen sobre la eficiencia energética, mal estado técnico de los equipos, mecanismos de asignación de los portadores energéticos, insuficiente grado de instrumentación y automatización, tecnología atrasada y alta consumidora.

En el diagnóstico de recorrido los principales problemas detectados se identifican en, mal estado técnico de los 2 compresores AU-200 con más de 28 años de explotación y falta de piezas de repuesto, altos consumos de aceite de refrigeración, alta presión de condensación (hasta 16,0 kg/cm2, cuando el valor normal es de 12 kg/cm2), incrustaciones en el condensador, salideros de refrigerante amoniaco, altas temperaturas en el agua de llenado de los moldes por falta de preenfriador, mal estado del 100% de los moldes de hielo, falta del 23.5 % de las tapas del banco de salmuera, mal estado técnico de los 2 revolvedores de salmuera por poca durabilidad del enrollado de los motores, falta de controles automáticos en el proceso, bajo factor de potencia por falta de CKVAR en el banco de capacitores que provocan carga libre en el sistema no compensada.

Por todas estas razones y en las condiciones actuales de explotación se incurre en gastos excesivos del presupuesto de materias primas y materiales en el orden de los $ 15 587.46 pesos anuales, por lo cual se proponen oportunidades de ahorro que en el transcurso de un año reducen el consumo promedio anual de la planta, teniendo en cuenta información suministrada por el fabricante, bibliografía consultada y basta experiencia del personal técnico en temas de refrigeración industrial, a instancia de empresa, unión y ministerio, ellas son: sustitución de los compresores AU-200 por otros de tecnología más eficientes, reducción de la presión de condensación de 16,0 a 12,5 kg. /cm2, sustitución de tapas del banco de producción de hielo, mejora de la disciplina tecnológica y de mantenimiento preventivo de los equipos fundamentales para eliminar salideros de refrigerante, correcto funcionamiento de revolvedores, adecuada temperatura del agua a moldes de hielo y cumplimiento del acomodo de carga en el horario pico etc.

Resultados Finales de la evaluación

La Planta de Hielo Sancti Spíritus, con una capacidad instalada de 17, 4 t/día, después de más de 25 años de explotación, obtuvo en los 2 últimos años una producción de 5708.40 t de hielo con un consumo total de energía eléctrica de 1 385 601.00 kW y un índice de consumo de 242.7 kW/t de hielo producida, por lo que al asumir la propuesta de mejora, sería posible lograr una disminución del 25.7 % del consumo anual de la planta, de lo que se deduce: dejar de consumir; 260 824.87 kW/año (260.8 MW/año); de energía eléctrica, reducir el índice de consumo en un 37.6 %, disminuir los gastos en $ 25 260.16 CUC que representan a la empresa $ 41 150.50 CUP, reducir la carga contaminante en 208.4 t de CO2, y disminuir los riesgos al impacto medioambiental y social del consumo de gas refrigerante altamente toxico como el Amoníaco en 51.4 t/año y 2.5 m3 de plástico sintético no degradable.

Al considerar tales resultados en la tendencia de consumo del presente período, según período bases 2008-2009, se manifiesta lo siguiente:

Reducción del índice de consumo en un 7.2 % en el I Semestre del 2010,
del consumo de energía eléctrica en 22 453.48 kW,
de los gastos financieros en $ 3235.91 CUP y
la carga contaminate en 2.58 t de CO2.

Conclusiones

La estratificación de consumo de energía eléctrica por establecimientos, muestra que la Planta de Hielo representa el 64.5 % del total, la Planta de Refrescos el 18.8 % y la Fábrica de Vinagre el 10.7 %, totalizando estos centros productivos más del 93.0 % del total del consumo de dicho portador.
La caracterización energética de la Planta de Hielo realizada utilizando las herramientas de la TGTEE permitió determinar las áreas y puntos clave de mayor consumo energético y el desempeño histórico de los índices de consumo.
Se identificaron en la Planta de Hielo un grupo de oportunidades de ahorro para reducir los consumos de energía eléctrica que se estima representan hasta un 25.7 % del consumo actual.
Fueron evaluado 3 proyectos de mejora para la reducción futura de los consumos energéticos; de ellos representaron alto porciento de ahorro y atractivos a su ejecución dos,

Sustitución de los compresores AU-200 con ajustes de la presión de condensación y acomodo de carga en el horario pico, estimado en una reducción futura de 125.9 MWh, y $ con un 48.3 % de representatividad en el ahorro total, logrando una mejora apreciable de los principales indicadores del ciclo de refrigeración con: un COP de 5.15 notablemente próximo al límite de Carnot para el rango de temperaturas de trabajo, incremento de la capacidad de refrigeración de 6.0%, reducción del trabajo del compresor en un 37.8 % y,

Sustitución del 23.5 % de las tapas del banco de producción de hielo, estimado en una reducción futura de 64.4 MWh, ($ 17 428.64), con un 26.2 % de representatividad en el ahorro total, logrando la hermeticidad total del banco de producción de hielo.
Se determinó la factibilidad técnica, económica y ambiental : de las medidas propuestas para la reducción

del consumo anual de energía eléctrica en 260.8 MWh;
el índice de consumo en un 37.6 % que representan dejar de consumir 91.4 kW/t,
los gastos en $ 25 260.16 CUC que representan a la empresa no derogar $ 41 150.50 CUP,
la carga contaminante en 208.4 t de CO2, y los riesgos al impacto medioambiental y social del uso de gas refrigerante altamente toxico (R717) en 51.4 t/año y 2.5 m3 de plástico sintético no degradable.

Dar prioridad a las acciones del Plan de Ahorro propuesto
en este trabajo, con el orden de ejecución según los proyectos
en función de la valoración económica, y teniendo en
cuenta el % de ahorro que representa para la planta y empresa en general.

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