Desafios na Exploração do Potencial Energético do Espírito Santo Modelo Energético da ArcelorMittal Tubarão

Transcrição

1 Desafios na Exploração do Potencial Energético do Espírito Santo Modelo Energético da Gerência de Produção de Energia Fabrício Victor de Assis I am Steel HD.mp4

2 A Maior Produtora de Aço do Mundo Líder no mercado global de aço. Automotivo Construção Eletrodomésticos Embalagens Localizada no município de Serra, região da Grande Vitória, a é destaque pelo sistema de cogeração de energia limpa pelo aproveitamento dos gases do processo. Referência no desenvolvimento de processos produtivos inovadores, mais seguros e sustentáveis. 500MW de Potencia Instalada de Geração Área total: 13 milhões 500 mil m² empregados Presença em + 60 PAÍSES pesquisadores Operação Industrial em 19 países: 38% Américas 47% Europa 15% Outros países empregados Produtos: Semi-acabados de aço placas e bobinas laminadas a quente. Inicio de operação: 30/11/1983

3 Diretrizes de Desenvolvimento Sustentável Trabalho seguro, saudável e com qualidade de vida para nossos empregados. Produtos que incentivem estilos de vida mais sustentáveis. Produtos que criem uma infraestrutura sustentável. Uso eficiente dos recursos e altos índices de reciclagem. Usuário confiável do ar, da terra e da água. Usuário responsável de energia, ajudando a criar um futuro com baixa emissão de carbono. Cadeia de suprimentos em que nossos clientes confiem. Membro ativo e bem-vindo na comunidade. Fonte de cientistas e engenheiros talentosos para o amanhã. Nossa contribuição para a sociedade deve ser medida, compartilhada e valorizada.

4 Diretrizes e orientações estratégicas

5 Plano Diretor de Energia MWm PDE - Apuração resultado de Geração Adicional 8,29 8,36 7,49 4,8 3,70 4,88 2,69 4,80 6,55 5,75 3,07 3,17 3,29 1,54-0,17 1,92 MWm Gap para meta de geração em dez/ (MWm) 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 1,50 1,21 4,47 0, ,66 Patamar Meta em 2016 Result. Acumulado Result. Mensal 0,00-1,00-0,36-0,62 TRT CTE's 1 a 4 CTE's HR Result Acumulado Result Mensal

6 Introdução ao Modelo Energético Base da matriz energética de Tubarão é o carvão mineral Representa 99% da energia consumida (operação 7,5Mta). Portanto para fazer uma adequada gestão energética, focando menor custo energético, devemos considerar o melhor consumo do carvão. Baseado no melhor uso do carvão: Zero uso de derivados de petróleo e o mínimo consumo de gás natural nos processos produtivos; Auto suficiente em energia elétrica e a venda de excedentes; Uso ótimo de gases siderúrgicos COG, BFG e LDG; Recuperação de energia térmica e cinética nos processos.

7 Processo Produtivo Fluxo de produção

8 Modelo Energético Carvão: Base energética Vantagens do modelo: Zero consumo de óleo Baixo consumo GN Auto suficiência em energia elétrica Vendas de energia Próximos passos: Melhorar o modelo pela melhoria da eficiência energética da planta, reduzindo nossas necessidades energia externa e fazendo maior volume de excedente para venda de energia, agregando valor ao core business tornando ainda mais rentável e lucrativo. 7

9 Modelo Energético Gases Utilização nos Fornos da usina Gases Gases Zero consumo de óleo Baixo consumo GN T. R. T Carvão Carvão Coqueria Altos Fornos Aciaria Calor, Gases, Vapor e Alcatrão Energia Cinética Gás Gases Cogeração Eletricidade, Vapor, Energia Mecânica Oxigênio, Nitrogênio, Argônio, ar comprimido e outras utilidades Autosuficiência em Energia Elétrica Excedente de energia elétrica Baixo consumo água

10 Tecnologias Implantadas que suportam o modelo energético Sistemas de recuperação de dos gases produzidos na siderurgia (gás de Alto Forno BFG, gás de coqueria COG, gás de Aciaria - LDG) Planta de co-geração termo-elétrica pela utilização dos gases produzidos; Planta de geração elétrica por recuperação de calor de gás de coqueria (Heat Recovery). Geração de energia elétrica por turbina de recuperação de pressão de gás de topo do Alto Forno #1. Planta de apagamento de coque a seco (Coke Dry Quenching - CDQ). Controle centralizado de geração e distribuição de energia (Centro de Energia).

11 Sistema de Combustíveis COQUERIA 86,000 Nm3/h AF 1 580,000 Nm3/h AF 2 215,000 Nm3/h AF 3 440,000 Nm3/h RECUPRAÇÃO DE GASES GERADOS NOS PROCESSOS SINTER Plant ATENDIMENTO PLENO A DEMANDA INTERNA DE COMBUSTÍVEIS BOOSTER COG CENTRAIS TERMELÉTRICAS CALCINAÇÃO ACIARIA Nm³/h TORRE DE LDG 400,000 Nm3/h MAXIMIZAÇÃO DA GERAÇÃO DE ENERGIA NAS CENTRAIS TERMLÉTRICAS LDG COG BFG BOOSTER MG OUTROS LTQ LDG COG BFG TORRE DE COG 40,000 M3/h TORRES DE BFG 800,00 Nm3/h GASÔMETRO COG 40,000 M3 GASÔMETRO LDG 80,000 M3 GASÔMETRO BFG 150,000 M3

12 Gasômetros de LDG, COG e BFG LDG, COG and BFG Gas Holders Left side to right side

13 Centrais Termelétricas

14 Centrais Termelétricas Cogeração de Energia CALDEIRA 260 t/h 270 t/h max. TURBINA 68 MW GERADOR 72 MVA SOPRADOR AR SOPRADOR PARA ALTO FORNO 26 t/h VAPOR XXXXX 12.5 KV / 138 KV 513 o C / 88 Kgf / cm 2 XXXXX CALDEIRA 260 t/h 270 t/h max. TURBINA 68 MW GERADOR 72 MVA SOPRADOR RESERVA ENERGIA ELÉTRICA PARA A USINA E PARA O SISTEMA ELÉTRICO NACIONAL Caldeiras utilizam COG, BFG e LDG (gás provenientes dos processos internos) e alcatrão para emergências 26 t/h VAPOR XXXXX XXXXX 12.5 KV / 138 KV ENERGIA ELÉTRICA PARA A USINA E PARA O SISTEMA ELÉTRICO NACIONAL CALDEIRA 250 t/h 260 t/h max. TURBINA 75 MW GERADOR 80 MVA 540 o C / 100 Kgf / cm 2 36 t/h VAPOR CALDEIRA 250 t/h 260 t/h max. TURBINA 75 MW 36 t/h VAPOR XXXXX XXXXX GERADOR 80 MVA XXXXX XXXXX 13.8 KV / 138 KV SOPRADOR 12.5 KV / 138 KV 17 MW ENERGIA ELÉTRICA PARA A USINA E PARA O SISTEMA ELÉTRICO NACIONAL AR SOPRADO PARA ALTO FORNO ENERGIA ELÉTRICA PARA A USINA E PARA O SISTEMA ELÉTRICO NACIONAL

15 Centrais Termelétricas Sol Heat Recovery Coke Plant SOL HRSG 1 CALOR PROVENIENTE DE GÁS EXAUSTO HRSG 2 HRSG 3 HRSG 4 TURBINA 98 MW GENERATOR 115 MVA HRSG 5 HRSG 6 TURBINA GENERATOR HRSG 7 98 MW 115 MVA HRSG 8

16 Processo Coqueria Heat Recovery 1,226 GWh/Year 83 ºC 1040ºC a 1070ºC 320 ovens 1,553 Ktcoke/Year

17 Heat Recovery Coke Plant Centrais Termelétricas

18 Processo de Turbina de recuperação de topo (TRT) Alto Forno #1 BFG: Pressão de 2.3 kgf/cm² e vazão de 590,000 Nm³/h BFG: Pressão de 0.05 kgf/cm² Vazão de 590,000 Nm³/h Média de geração: 16 MW Potência Instalada: 25 MW

19 Turbina de recuperação de topo TRT TRT

20 Sistema de Vapor de Processo C D Q Kg/cm 2 Coqueria 70 ton/h AFs 1, 2 e 3 12 ton/h RH 1 e 2 33 ton/h Distribuição 3 ton/h Centrais Termelétricas 10 ton/h Outros 4 ton/h Fábricas de Oxigênio 5 ton/h Perdas 3 ton/h Pressão 10 a 15 Kg/cm² Temperatura 200 a 250 C

21 Processo de apagamento a seco de Coque (CDQ) CALDEIRA 1 CALOR PROVENIENTE DO COQUE CALDEIRA 2 CALDEIRA 3 CALDEIRA 4 5 x 25 t/h 340 C 23 kgf/cm² CALDEIRA 5

22 Centro de energia Central de gerenciamento para Energia Elétrica, combustíveis, águas e vapor de processo

23 Modelo Energético Desafio de Longo Prazo Start-up 1 st Lingotamento Contínuo - 90% de autossuficiência em geração de energia elétrica; - Zero consumo de óleo combustível; - Baixo consumo de gás natural. 2 nd Lingotamento Contínuo 2 nd Alto Forno LTQ - 100% de autossuficiência em geração de energia elétrica; - Zero consumo de óleo combustível; - Baixo consumo de gás natural. Terminal de Barcaças 3 rd Alto Forno 3 rd. Lingotamento Contínuo 3 rd Convertedor - 100% de autossuficiência em geração de energia elétrica; - Zero consumo de óleo combustível; - Baixo consumo de gás natural. 3.0 Mt/year 4.5 Mt/year 5.0 Mt/year 7.5 Mt/year Central Termelétrica 1/2 (2 x 68 MW) CDQ Fornos com BFG e COG Utilização de agua do mar em centrais termelétricas Recirculação de água Central Termelétrica 3: 75 MW Central Termelétrica 4: 75 MW Recuperação de LDG: 40 MW Termoelétrica SOL 5 e 6 (2x98MW) Coqueria de Recuperação de Calor Estação de Água de Reuso Uso de gás BFG na Coqueria Novas recirculação de águas

24 Novos Projetos Central Termelétrica # 7 Central Termelétrica # 7 Nm 3 /h Comentários: - O investimento considera Central Termelétrica em ciclo combinado; - A energia disponível é suficiente para conduzir uma nova Central Termelétrica; BFG (geração) Geração elétrica T.R.T Consumo ,0 MW médio BFG disponível Altos Fornos 1, 2 e 3 Total disponível Gcal/h Geração de vapor Turbina Gerador t/h Disponível de alcatrão 7,9 LDG: 5 NDam3/h 75 MVA Zero consumo de alcatrão Alcatrão disponível 7,9 t/h Gasômetro Convertedores 1, 2 e 3

25 Novos Projetos - Turbinas de topo (AFS #2 e 3) Vazão BFG Nm³/h Vazão BFG Nm³/h T.R.T Pressão 1,6 bar T.R.T Pressão 1,6 bar 5MW 6MW Alto forno 2 Turbina Gerador Alto forno 3 Turbina Gerador PCH m 3 /h Geração Elétrica Canal de água do mar 1,4 MW médio 2 MVA Gerador Bacia de estabilização 13 m Turbina Nível do mar

26 Projeto 4 Processo de apagamento a seco de Coque (CDQ) na SOL Processo de apagamento a seco de Coque (CDQ) na Coqueria SOL Steam release to Power plant N2 pressure release Boiler Cooling camera Cyclone Burning coke Cooled coke Main booster Make-up water booster p Dilution N 2

27 Potencial e Bechmarking O gráfico aparenta o potencial de aumento de nossa eficiência energética comparando-se com um planta ideal (abaixo), 5 processos que temos na AMT:

28 Inovação, Pesquisa e Desenvolvimento Centros de R&D e ArcelorMittal University 12 centros de pesquisa, e desde no Brasil no site de Tubarão Energy Program Arcelormittal University 1 Centro Tubarão GETC Global Experts X0 Idea evaluation Industrial Robustness Opportunity X1 X2 Conception X3 feasibility X5 + X6 study on pilot plant Capitalization Segment SC after GETC proposal GETC Produção de Ethanol Recuperação calor de Placas

29 Desafios Brasil, Espírito Santo e Fonte: Ststagy& PWC

30 Fontes de Energias primárias Espírito Santo Gás Disponível ES Mm3 Gás Distribuído ES Mm3 Fonte: ARSPes

31 Fontes de Energias primárias Espírito Santo Geração Elétrica ES GW/h Gás Distribuído ES GW/h

32 Oportunidades na Exploração do Potencial Energético Brasil, Espírito Santo e anto Desenvolver Politicas e Planos Diretores que guiem o desenvolvimento energético e Sustentabilidade; Acompanhar tecnicamente e buscar uso continuo de tecnologias; Gestão, Metas e Melhoria Contínua - Benchmarking. Buscar o Desenvolvimento de longo prazo; Mapear e manter atualizado o potencial energético; Aproveitamento do potencial de gás, calor e co-produção / auto geração; Inovação, Pesquisa e Desenvolvimento e Desenvolvimento do Capital Humano;; Competitividade: Desenvolver Cadeia de Suprimentos Local;

33 Obrigado! Obrigado! Gerência de Produção de Energia Fabrício Victor de Assis