Monitoramento de energia em utilidades
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- Edite Carneiro Prada
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1 Monitoramento de energia em utilidades Consumo e distribuição de energia em utilidades, visando à redução de perdas Slide 1
2 Table of contents SME Soluções de monitoramento de energia Vapor Vortex Coriolis Ar comprimido Termais Água - Chillers Estudos de Caso Últimos comentários Eletromagnético Ultrasônicos Slide 2
3 Posição da Endress+Hauser no mercado de vazão Líder mundial em medidores de vazão eletromagnéticos mais de medidores O Promass F é modelo de Coriolis mais vendido no mundo com mais de unidades já produzidas Slide 5
4 Soluções de monitoramento de Energia Bancada de calibração Cernay - França Calibração de medidores eletromagnéticos Slide 7
5 EMS Energy monitoring solutions Quanto você desperdiça de energia? Você pode controlar apenas aquilo que você mede! 03/15/2010 Slide 8
6 Foco no uso de energia: Consumo Específico Slide 11 Fonte:
7 Água Water Air Ar Gas Gás Electricity Eletricidade Emissões/ Emissões/ Efluentes Efluentes Steam Vapor O processo industrial W.A.G.E.S Mão de obra Matéria prima Slide 12 Produto final
8 Processo de economia de Enegia Fluxo de Controle dos dados de energia Coleta de dados Cliente Otimização Transparência de consumo Análise de Energia Relatórios de energia Slide 14
9 Engyvolt Medidor de Energia Elétrica Slide 15
10 Análise de dados: Memograph M Memograph M Software de energia Até 8 aplicação simultâneas Interfaces Profibus DP, Modbus, Ethernet RS485 and RS232 USB OPC Server Até 8 grupos de display diferentes Memória armazenar dados (256MB interno+ SD card) Foto do processo na tela Slide 16
11 Software de monitoramento de energia Acesso de dados Online Entrada de dados manual/automatica Configuração de alarmes Relatórios Análise Gráfica Slide 17
12 Vapor Qual é eficiência da caldeira? 03/15/2010 Slide 18
13 Medição de vapor: Steam Heat Slide 20 Compensação no computador de vazão RMC621 (Entradas i.s.) Nota: Pontos de medição de pressão devem ser protegidos usando um sifão.
14 Princípio de medição Vortex Slide 21
15 Medição de vazão mássica de vapor com Prowirl 73 Econômica Simples Fácil instalação Robusto Slide 22
16 Efeitos de incrustação e abrasão Arredondamento devido abrasão, tem efeito mínimo Incrustação tem efeito mínimo Slide 23
17 Vapor Super Aquecido / Gases p/t entrada para o Prowirl 73 Slide 24 Alternativa: ler a pressão usando Profibus PA/FF
18 Instalação comum de um Vortex Cerca de 70% das instalações de medidores Vortex requerem uma redução do tamanho da linha, incluindo: Redução Min. de 15x diâmetro nominais de trecho reto montante Prowirl 72F ou 73F Min. 5x diâmetros nominais de trecho reto jusante Expansão Slide 25
19 Prowirl 73F Vapor Saturado Borden Chemicals Brisbane, Austrália Vapor Saturado Prowirl 73F Eletrônica remota para fácil acesso Temperatura integrada Medição mássica direta Slide 27
20 Quanto a precisão afeta o retorno de investimento Sempre temos condições de processo estáveis OK, mas O que significa estável nesse contexto? P = 10 bar (a) ou P = bar (a) Slide 29
21 Quanto a precisão afeta o retorno de investimento Vamos olhar alguns detalhes Pressão 9.5 bar (a) 10.0 bar (a) 10.3 bar (a) Temperatura 185 C 185 C 185 C Vazão 100 m³/h 100 m³/h 100 m³/h Densidade 4,793 kg/m³ 5,065 kg/m³ kg/m³ Entalpia 2, kj/kg 2,709.7 kj/kg 2,788.5 kj7kg Vazão massa kg/h kg/h kg/h Heat flow kw kw kw Desvio % % Erro total. 8.43% Slide 30 Com um consumo anual de 2000 ton de vapor isso significa 168 tons ou R$ 15000,00
22 Aplicação: Eficiência de uma caldeira de vapor Slide 32 Efficiency :η = m Steam h Steam m m h Fuel Feedwater Fuel h Feedwater
23 Memograph M Gerenciador de Energia Cálculo da Eficiência da caldeira Armazenamento de consumo de combustível e geração de vapor, por período de produção (meia hora, diário, semanal, etc.) Cálculo do consumo específico de energia (massa de vapor produzida divida pela massa de combustível consumido; massa de vapor pela massa de produto final ) Comparação do consumo atual de energia vs. meta pré-setada. Saídas de alarme (Opcional SMS) Slide 34
24 Aplicação: Planta de borracha Instalação: 02 Promass F Diametro: 6 Redução Válvula Curva de 90º Slide 38
25 Medidor Coriolis Ethernet/IP Medidor Coriolis Proline Promass 83 EtherNet/IP Conexão direta sem a necessidade de conversores Menos tempo de configuração da rede Servidor de Web integrado Slide 39
26 Medidor Coriolis 2 Fios 4 20mA Promass E 200 Medidor de vazão Coriolis 2 Fios Verdadeira ligação dois fios 4 20mA Hart Menor custo de instalação Cabeamento Excelente para a substuição de medidores mecânicos (turbinas) Slide 40
27 Integração e operãção direta! Operação Remota R 250 Ω ma Slide 41
28 Promass X Primeiro medidor Coriolis de 14 do mundo Slide 43 Primeiro Coriolis de 4 Tubos!
29 Principais ações Geração de Vapor Monitorar o consumo especifico de energia e eficiência da caldeira Manutenção da Caldeira Revestir linhas Encontrar Vazamentos Distribuir os custos por cada centro de produção Setar e monitorar metas de consumo baseado em histórico Slide 45 Monitorar o nível da Caldeira em 50% (maior eficiência) Monitorar a qualidade do retorno de condensado
30 Caldeira.. Colocando em números. Potencial de Economia Consumo de vapor 5 t/h Custos do vapor R$50,00 /t Horas de operação horas/ ano Perdas devido à falta de isolamento, e potes condensação com defeito e vazamentos 5% Economia R$ ,00 /ano Investimento Necessário Sistema de medição e componentes para automação R$ ,00 Engenharia R$ ,00 Medidas de otimização R$ ,00 Slide 46 Investimento R$ ,00 Retorno de investimento 1 ano
31 Ar comprimido Você sabe quanto ar comprimido é perdido no meio do caminho? 03/15/2010 Slide 47
32 Porque ar comprimido? Ar comprimido é muitas vezes responsável por até 10% do gasto de energia de uma industria Algumas vezes 30% do ar gerado nunca é usado (vazamentos, perdas, etc.) Slide 48 Um vazamento de 3mm de ar comprimido com 7bar de pressão pode causar custos adicionais de R$ 3500 por o ano. 100 vazamentos deste tamanho levam a custos adicionais anuais de R$ 350K
33 Exemplo Endress+Hauser Flowtec Slide 49 Consumo de Ar comprimido na Endress+Hauser Flowtec em uma bela Sexta Feira
34 Sensores Termais (PT100) Slide 50
35 Termal - Vantagens Medição mássica de Gases com o Termal Proline T-mass Simples instalação Vazão mássica direta Alto turndown: medição mesmo em vazão baixa <2mbar perda de carga Não é necessário compensação de P + T Individualmente calibrados Pré-programado para aplicação Slide 51
36 Típicas aplicações para Termal Slide 52 Detalhes: Ar comprimido CO2 Dióxido de carbono Gás natural Nitrogênio, Oxigênio, etc... Detalhes: T-Mass 65I Ar comprimido Monitoramento consumo/vazamento Redução de custo de energia
37 Ar comprimido: Monitorando vazamentos Slide 54
38 Memograph - Gerenciamento de Energia Registro e visualização de dados Análises de resultados Cálculo da eficiência de compressores Specific energy consumption (SEC) Detecção de vazamentos Determinar metas de consumo: Comparação do valor atual de consumo medido com o valor pré-setado Saídas de alarme Slide 57
39 Principais ações Ar Comprimido Detectar vazamentos ar comprimento requer monitoramento continuo Monitorar constantemente o perfil de consumo de cada consumidor Identificar compressores menos eficientes Setar metas por consumidor - Alocar custos de energia Manter a pressão o mais baixo possível Slide 59
40 Ar comprimido... Colocando em números... Potencial de Economia Custos da energia elétrica Horas em operação Identificação de Custos com vazamentos por ano 0,3 R$/kWh 24 horas por dia 365 dias por ano 200 vazamentos 300 R$/vazamento Economia R$ /ano Investimento Necessário Localização de vazamentos R$ ,00 Eliminação de vazamentos, incluindo materiais R$ ,00 Slide 60 Investimento R$ ,00 Retorno de investimento 8 meses
41 Água Sistemas de Refrigeração Quanto de energia você gasta para resfriar/esquentar água? 03/15/2010 Slide 61
42 Chillers O que é um chiller? Chiller é um refrigerador de líquidos utilizado para soluções de conforto ambiental e para integração de soluções industriais. Fonte: York Slide 62
43 Monitorando a eficiência de Chillers Perdas de Eficiência: Operar o chiller em sua performance ideal, reduz consumo de energia e custos de manutenção. Monitoramento contínuo Chillers são sistemas dinâmicos (constante mudanças) que precisam ser monitoradas constantemente. Parâmetros importantes para detecção de perdas Vazão de entrada Temperatura de entrada e saída Slide 64
44 Delta de calor usando EngyCal ( ) E = m& C p T 1 T 2 Aquecimento, resfriamento, trocadores de calor, etc Independente do fluido usado para resfriamento Slide 65
45 Chiller: PC-Flowtec Slide 69 Promag x TST90, RMS621
46 Aplicação: Câmara frigorificas Detalhes: Produto: Glycol 67 câmaras frigoríficas RMC621conectados à Ethernet Promag 50 + TST90 Espanha Slide 70
47 Overview - Prosonic Flow P Processos Químicos Petroquímicas Farmacêuticas Petróleo Prosonic Flow 93T Água Fornecimento de água Utilidades Água quente Água fria Prosonic Flow 92F W Slide 73
48 Principais ações - Água Monitorar consumidores Eliminar vazamentos Identificar perda de eficiência dos chillers Monitorar o consumo especifico de energia Ações: Revestir tubulações Fechar vazamentos Alocar centro de custos Slide 76
49 Chillers... Colocando em números... Potencial de Economia Consumo de energia MWh por ano Custos da energia elétrica R$ 115,00/MWh Otimização do processo de refrigeração 5% Economia R$ /ano Investimento Necessário Medição de refrigeração R$ 8.000,00 Medição de corrente R$ 2.000,00 Slide 77 Investimento R$ ,00 Retorno de investimento 6 meses
50 Estudos de Caso Como o monitoramento de energia ajudou a reduz o consumo em alguns casos reais 26/10/2010 Slide 78
51 Estudo de Caso 01 Uma cervejaria também pode melhorar seus gastos reduzindo a conta de energia 17/11/2011 Slide 79
52 Soluções de monitoramento de Energia Retorno de investimento: menos de 2 meses!! Slide 80
53 Medição para uma precisa na distribuição de custos Slide 81 Painel Elétrico Escritório Field Charcuterie dept ReadWin ETHERNET 3 x Pulse 3 x 4-20 ma Signal remote Prowirl ma Bottling Cheese dept Temos ajudado nossos cliente a reduzir a conta de energia em 35%
54 Estudo de Caso 02 Solução de Monitoramento de energia em uma Cervejaria Inglesa 17/11/2011 Slide 82
55 Soluções de monitoramento de Energia Everards Brewery Leicestershire UK Slide 83
56 Solução de monitoramento de energia - Everards brewery Completo monitoramento de energia: Supervisão automática e permanente de KPI MJ/l de cerveja para cada tipo de cerveja Encontrar o consumo de vapor para diferentes áreas do processo Determinar metas de consumo Observar o sistema mostrou que tempo de aquecimento da caldeira poderia ser atrasado sem efeito negativo na produção resultando em economia de combustíveis. Adicionalmente pôde ser mostrado que um dos compressores de ar comprimido tem má eficiência comparado aos outros, resultando em substituições e econômias adicionais Slide 84
57 Estudo de caso 3 Dairy Crest 17/11/2011 Slide 85
58 Dairy Crest Monitoramento da Caldeira Um dos maiores produtores ingleses de laticínios Monitoramento da eficiência da caldeira (3 caldeiras) usando Software de Monitoramento de Energia Provado: Magnetos na água de alimentação NÃO melhoravam a performance Eficiência da caldeira melhorada de ~7% trocando por combustíveis mais limpos e aumentando a temperatura da água de alimentação para 107ºC Slide 86
59 Últimos comentários 03/15/2010 Slide 87
60 Vantagens Redução do custo de energia e emissão de CO2 de 5% a 15%. Redução do consumo de utilidades encontrando vazamentos Redução do tempo e esforço com relatórios de energia Encontrar desvios de metas prédefinidas e criação de alarmes Visualização de todos consumidores Uma única base de dados de energia com acesso global via Internet Slide 88
61 Muito Obrigado pela atenção Slide 90 Gerente de produtos - Vazão andre.nadais@br.endress.com
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