COUROS E ACABAMENTOS

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1 CURTUME xxxxxxxxxx COUROS E ACABAMENTOS 1

2 RELATÓRIO FINAL DO DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DE MOTORES ELÉTRICOS NA INDÚSTRIA Autores: Empresa Consultora CNPJ: Cidade, set/05 2

3 Resumo Este relatório visa descrever os resultados obtidos, após a conclusão da obra referente ao diagnóstico energético em força motriz na indústria, contemplado pela Lei 9991/2000 e o Programa de Combate ao Desperdício de Energia Elétrica da Agência Nacional de Energia Elétrica ANEEL/PROCEL/ELETROBRAS e das concessionárias de energia elétrica. A XXXXXXXXXX, é a empresa responsável pela distribuição de energia elétrica em xxx municípios do Estado do Rio Grande do Sul. Dentro desta área de abrangência, está o município de xxxxx, onde foi escolhido um cliente, xxxx Couros e Acabamentos., para elaboração do projeto de diagnóstico energético, por se enquadrar no PACDEE / xxxxx e ter sido aprovado pela Concessionária e ANEEL através do prédiagnóstico. 3

4 SUMÁRIO 1 Identificação da empresa Histórico da empresa Instalações físicas e informações gerais da empresa Recursos humanos Horas de funcionamento da empresa Dados físicos da instalação diagramas e esquemas Subestações Estado de conservação da subestação e quadro geral de BT Quadro geral de BT da SE Faturas de energia e demanda Custo da energia elétrica Histórico de demanda e consumo ativo Gráfico do histórico do consumo e demanda de energia elétrica Histórico contábil das faturas de energia elétrica Análise tarifária Análise física das faturas de energia elétrica Análise de potenciais Objetivo do relatório Características gerais dos fulões (situação anterior) Vantagens do projeto Obtenção dos dados para eficientização...13, 14 e Método de análise Resultados obtidos Gráfico da curva de carga dos fulões 1 e Alternativas de eficientização para força motriz...16 e Acionamento dos fulões Implantação do projeto Anexo 1: imagem dos motores anterior (standard) e atual (alto rendimento) Anexo 2: imagem dos mancais anterior (madeira) e atual (rolamento) Anexo 3: imagem das proteções e comandos anterior e atual Características gerais dos fulões (situação atual) Comparativo dos motores standard e alto rendimento Anexo 4: gráfico de demanda por família (fulão 1) Anexo 5: gráfico de demanda por família (fulão 2) Anexo 6: gráfico de demanda do compressor (desligado) Resultados Análise física do projeto Análise financeira do projeto Outros resultados Conclusão Anexo 7: diagnóstico Dados, RCB e PF

5 1 Identificação da Empresa Razão Social: XXX Couros e Acabamento Ltda. Código do Cliente-xxxxxxx Nome Fantasia: xxxxxxxx CNPJ: xxxxx Logradouro: xxxxxxx Número: xxxxx Complemento: Bairro: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxcep: xxxxxx Município: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Estado: RS Telefone (DDD): (51)-xxxxxxxxxxxxxx Fax (DDD): Pessoa p/ Contato: Engº Telefone Contato (DDD): (51)- Cargo do Contato: Gerente Industrial da Empresa: Site da Empresa Data de Adesão: setembro/ Histórico da Empresa A xxxx Couros e Acabamento xx., está localizada na Estrada xxxx, nºxxx, bairro xxxxx, no município de xxxxx, neste Estado do Rio Grande do Sul. A Empresa foi fundada em xxxxxxx, no município de xxxxx e posteriormente, deslocando-se para o atual endereço. A xxxxx Couros e Acabamentos., é uma empresa do setor coureiro, especializada no beneficiamento e venda de couros. 3 Instalações Físicas e Informações Gerais da Empresa INSTALAÇÕES FÍSICAS & INFORMAÇÕES GERAIS DA EMPRESA Área Total [m2] Área Construída [m2] Concessionária xxxxxx Tensão de Fornecimento Grupo A4 23 kv Tarifa Enquadrada Verde Classe de Consumo Industrial Atividade Econômica Beneficiamento de Couro 5

6 4 Recursos Humanos RECURSOS HUMANOS Eng. Manutenção 0 Téc. Manutenção 1 Oper. Espec. em Manutenção 0 Eng. Produção 1 Téc. Produção 8 Oper. Espec. em Produção 4 Eng. Engenharia 0 Téc. Engenharia 0 Oper. Espec. em Engenharia 0 Total de Funcionários da Empresa 14 5 Horas de Funcionamento da Empresa FUNCIONAMENTO TURNO 1 INÍCIO 07:00 TÉRMINO 15:00 HORAS DIÁRIAS 08:00 DIAS/SEMANA 5 DIAS/MÊS 22 MESES/ANO 12 TURNO 2 INÍCIO 15:00 TÉRMINO 23:00 HORAS DIÁRIAS 08:00 DIAS/SEMANA 5 DIAS/MÊS 22 MESES/ANO 12 TURNO 3 INICIO 23:00 TÉRMINO 07:00 HORAS DIÁRIAS 08:00 DIAS/SEMANA 5 DIAS/MÊS 22 MESES/ANO 12 6

7 6 Dados Físicos da Instalação: Diagramas e Esquemas O estudo foi realizado, somente sobre os nove fulões, que estão em um mesmo pavilhão (Secagem), dispostos lado a lado. Estes fulões servem para curtir e recurtir o couro. Concessionária Medição Subestação 1 Subestação 2 Subestação 3 Subestação 4 Transformador 1 Transformador 1 Transformador 1 Transformador 1 kva 300 kva 500 kva 300 kva 150 Acabamento Secagem Blue Tratamento 7

8 7 Subestações As subestações são instaladas ao tempo, em plataforma de concreto, a uma altura aproximada de 6,00 metros do solo. As subestações são formadas por transformadores classe 25 kv, em tensão nominal de 23,0kV/380V e possui as seguintes potências: SE1=300 kva, SE2=500 kva, SE3=300 kva e SE4=150 kva, perfazendo um total de 1250 kva. A demanda máxima registrada nos últimos doze meses foi de 799 kw. Abaixo apresentamos a imagem da subestação de 500 kva. 8 Estado de conservação da subestação e quadro geral de BT A subestação acima, como pode ser visto, não apresenta uma conservação adequada, pois as proteções físicas (grades e telas) estão altamente oxidadas (ferrugem). O quadro geral de baixa tensão desta subestação, está sob a subestação, em cubículo fechado e com os barramentos de BT expostos, conforme imagem abaixo. 8

9 9 Quadro Geral de Baixa Tensão da SE-2 10 Faturas de Energia e Demanda 10.1 Custo da Energia Elétrica Energia Unidade Valor Consumo P [R$/kWh] R$ 0, Consumo FP [R$/kWh] R$ 0, Demanda P [R$/kW] R$ 7, Demanda FP [R$/kW] R$ 7, Ultrapassagem P [R$/kW] R$ 22, Ultrapassagem FP [R$/kW] R$ 22,

10 10.2 Histórico de demanda e consumo ativo FATURA FÍSICA DE ENERGIA ELÉTRICA Demanda Ativa (kw) Energia Ativa (kwh) Consumo Meses Ano Ponta Fora Ponta Ponta Fora Ponta Total (kwh) DP DFP CP CFP CP+CFP Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Total Gráfico do histórico do consumo e demanda de energia elétrica Consumo (MWh) e Demanda (kw) DP DFP CP CFP Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 10

11 10.4 Histórico contábil das faturas de energia elétrica 1 FATURA CONTÁBIL DE ENERGIA ELÉTRICA Demanda Ativa (R$) Dem.Ultrapassag.(R$) Consumo ( R$ ) Total Meses Ano Ponta Fora Ponta Ponta Fora Ponta Ponta Fora Ponta ( R$ ) DP DFP DP DFP CP CFP T Jan , ,02 0,00 0, , , ,19 Fev , ,62 0,00 0, , , ,05 Mar , ,17 0,00 0, , , ,41 Abr , ,12 0,00 0, , , ,76 Mai , ,22 0,00 0, , , ,32 Jun , ,02 0, , , , ,91 Jul , ,62 0,00 0, , , ,78 Ago , ,02 0,00 0, , , ,95 Set , ,33 0,00 0, , , ,34 Out , ,42 0,00 0, , , ,25 Nov , ,50 0,00 0, , , ,01 Dez , ,46 0,00 0, , , ,65 Total 0, ,52 0, , , , , Análise Tarifária Classe Industrial Anual - C / ICMS Consumo Médio Mensal A4 Fatura - CONV BT Energia Valor [R$] % Consumo kwh R$ ,80 58,5% Fatura - CONV AT Consumo kwh Demanda 745 kw Ultrapassagem de Demanda 0 kw Fatura ATUAL- HS VERDE Consumo PONTA kwh Consumo FORA de PONTA kwh Demanda 745 kw Ultrapassagem de Demanda 0 kw Fatura - HS AZUL Consumo PONTA kwh Consumo FORA de PONTA kwh Demanda PONTA 449 kw Demanda FORA de PONTA 745 kw Ultrapassagem de Demanda PONTA 0 kw Ultrapassagem de Demanda FORA de PONTA 0 kw R$ ,96 9,5% R$ ,88 0,0% R$ ,56 6,8% 11

12 10.6 Análise física das faturas de energia elétrica Tarifa Demanda Contratada na Ponta Demanda Contratada Fora da Ponta Maior Demanda verificada na Ponta - jan/2005 a dez/2005 Maior Demanda verificada Fora da Ponta - jan/2005 a dez/2005 Média de Consumo de Energia na Ponta - jan/2005 a dez/2005 Média de Consumo Energia Fora da Ponta - jan/2005 a dez/2005 VERDE 720 kw 720 kw 609 kw 799 kw kwh kwh 11 Análise de potenciais A xxxx Couros apresenta um grande potencial, para que se faça um estudo de eficiência energética abrangente, porem, este trabalho foi dirigido aos nove fulões de curtir e recurtir o couro. 12 Objetivo do relatório O presente relatório tem por objetivo, apresentar os resultados técnicos do Projeto de Eficiência Energética em força motriz, com a substituição de 9 motores existentes standart para motores de alto rendimento, adequação mecânica dos mancais e preparação para automação de seis fulões, na planta de beneficiamento de couros da empresa CBC couros. 13 Características gerais dos Fulões (situação anterior) Equipam Mancais Capacidade (kg) Tipo Rotação Potência Correias Comando/Partida Couro seco Água Freio rpm motor (cv) Fulão 1 Rolamento 2 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 2 Madeira 1 x Pneumático Estrela/triângulo 6 a Fulão 3 Madeira 1 x Pneumático Estrela/triângulo 6 a Fulão 4 Madeira 1 x Pneumático Estrela/triângulo 6 a Fulão 5 Madeira 1 x Pneumático Estrela/triângulo 6 a Fulão 6 Madeira 2 x Pneumático Inversor CFW 09 6 a Fulão 7 Madeira 2 x Pneumático Inversor CFW 09 6 a Fulão 8 Madeira 2 x Pneumático Estrela/triângulo 6 a Fulão 9 Madeira 1 x Sem freio Estrela/triângulo 6 a T otal

13 14 Vantagens da Obra - Para a Indústria: Reduzir consumo de energia elétrica (kwh) e perdas elétricas; Maior eficiência dos equipamentos; Redução de horas paradas de manutenção; Reduzir o custo na fatura; Redução de custos do setor de manutenção; Renegociação do contrato de demanda. - Para a Concessionária: Redução da demanda no horário da ponta; Redução das perdas no sistema elétrico; Disponibilidade de energia para atendimento a novas cargas, sem investimentos adicionais; Postergação dos investimentos em geração e transmissão de energia elétrica. 15 Obtenção dos dados para Eficientização - Análise Técnica Analisando os nove fulões, observou-se que o Fulão 1 possui uma capacidade para 2000 kg de couro seco mais 4000 kg de água, motor Standard de 25 cv com motofreio, mancais com rolamento e o comando com inversor de freqüência. Os demais fulões, mesmo tendo o volume interno idêntico ao do Fulão 1, a capacidade de cada fulão, reduzia para 600 a 800 kg de couro seco mais 1500 a 1600 kg de água; os motores eram Standard de 20 a 30 cv e freio pneumático, mancais de madeira e comando manual com chave estrela-triângulo (os fulões 6 e 7 já possuíam inversor de freqüência). Abaixo apresentamos os mancais do fulão 1 e os de madeira como eram. Mancal com rolamento do Fulão 1 13

14 Mancal de madeira dos demais fulões Considerando a redução de consumo de energia elétrica do compressor para acionar os freios pneumáticos, o elevado número de substituições de correias dos fulões 2 a 9 e considerando que o conjugado do motor do Fulão 1, é menor em relação aos demais, devido a utilização de mancais com rolamento. Foi elaborado estudo a partir deste fulão, em relação aos demais, e teve dois seguimentos: 14

15 - Para que fossem feitas as análises do fulão 1 em relação ao fulão 7, foram instalados na empresa, a partir do dia 05/07/05 até o dia 14/07/05, registradores, que forneceram os dados necessários para as comparações. Este estudo foi elaborado pela Pontifícia Universidade Católica RS (prof. Lotar e Wagner) e serviu como dados para elaboração do projeto global; - Os motores Standard dos demais fulões foram medidos durante um processo completo ou parte dele, com duração aproximada de dezesseis horas, a cada vinte segundos, visando obter a curva de carga característica do processo ao qual cada motor atende. Foram registrados os seguintes dados: - Consumo de Potência Ativa; - Fator de Potência; - Corrente elétrica; - Tensão elétrica; 16 Método de análise Como parâmetro foi utilizado as leituras registradas no Fulão 1 (padrão), por possuir mancais com rolamentos, motofreio e inversor de freqüência (não possui motor de alto rendimento), em relação ao Fulão 7. As análises foram feitas com base nas relações couro / água que eram coincidentes em ambos os fulões. As relações verificadas foram: 17 Resultados obtidos 33%, 50%, 100% e 153% Relação Couro / Água 33% 50% 100% 153% Dem.média Fulão 1 7,06 kw 2,94 kw 3,70 kw 4,32 kw Dem.média Fulão 7 8,87 kw 8,77 kw 8,11 kw 7,34 kw Diferença de demanda 1,81 kw 5,83 kw 4,41 kw 3,02 kw Diferença em % 20,40% 66,50% 54,40% 41,10% Dif.média do processo -45,60% Obs.: um processo em média tem a duração de 16:00 hs. 15

16 18 Gráfico da curva de carga dos fulões 1 e 7 33% 50% 100% 153% 50% 33% 100% 153% 19 Alternativas de eficientização para força motriz A alternativa energética de Alta Eficiência para força motriz, encontrada no mercado, foram motores de alto rendimento, com certificação do INMETRO. Motor standard (existente) Motor Alto Rendimento (proposto) 16

17 Gráfico dos motores Standard e Alto Rendimento 17

18 20 Acionamento dos Fulões O fulão 1, além de todos equipamentos mencionados anteriormente, possui como teste uma CLP interligada a rede de informática, tornando totalmente automatizado. O objetivo do projeto não é este inicialmente, porém o projeto foi elaborado para futura adequação. Os fulões 6 e 7 possuem inversor de freqüência e comando manual. Os demais não possuem inversor de freqüência e são comandados manualmente. Fulão 1 (automatização em teste) Inversor CLP Fulões sem inversor 18

19 21 Implantação do projeto Com a execução da obra, ou seja, com a implantação do projeto, no fulão 1, foi substituído o motor standard por outro de alto rendimento e com motofreio. Nos demais fulões, além da substituição dos motores, foi substituído os mancais de madeira por rolamento e instalado inversor de freqüência nos seis fulões que não possuíam. MOTOR STANDARD (situação anterior. Ex. do fulão 2) MOTOR ALTO RENDIMENTO (situação atual. Ex. do fulão 2) MANCAL DE MADEIRA (situação anterior) 19

20 MANCAL COM ROLAMENTO (situação atual) PROTEÇÕES E COMANDO DOS FULÕES (situação anterior) 20

21 PROTEÇÕES E COMANDO DOS FULÕES (situação atual) 21

22 09:30:00 10:30:00 11:30:00 12:30:00 13:30:00 14:30:00 15:30:00 16:30:00 17:30:00 18:30:00 19:30:00 20:30:00 21:30:00 22:30:00 23:30:00 00:30:00 01:30:00 22 Características gerais dos Fulões ( situação atual) Equipam Mancais Capacidade (kg) Tipo Rotação Potência Correias Comando/Partida Couro seco Água Freio rpm motor (cv) Fulão 1 Rolamento 2 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 2 Rolamento 1 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 3 Rolamento 1 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 4 Rolamento 1 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 5 Rolamento 1 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 6 Rolamento 2 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 7 Rolamento 2 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 8 Rolamento 2 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Fulão 9 Rolamento 1 x Motofreio Inversor CFW 09 6 a Total Como dá para observar no quadro anterior, a capacidade de produção que antes era de 7000 kg de couro seco, passou para aproximadamente kg e a soma da potência dos motores que antes era de 230 cv + 15 cv, passou para 210 cv. 23 Comparativo dos motores standard e alto rendimento Os gráficos abaixo são comparativos de consumo entre os motores anteriores (standard) e os atuais, de alto rendimento, conforme projeto: FULÃO 1 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 standard alto rendimento 4,00 2,00 0,00 22

23 15:27:14 15:28:00 15:28:44 15:29:28 15:30:12 15:30:56 15:31:40 15:32:24 15:33:08 15:33:52 15:34:36 15:35:20 15:36:04 15:36:48 15:37:32 15:38:16 15:39:00 15:39:44 15:40:28 15:41:12 15:41:56 09:30:00 10:30:00 11:30:00 12:30:00 13:30:00 14:30:00 15:30:00 16:30:00 17:30:00 18:30:00 19:30:00 20:30:00 21:30:00 22:30:00 23:30:00 00:30:00 01:30:00 FULÃO 2 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 standard alto rendimento 4,00 2,00 0,00 COMPRESSOR (equivalente) 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 kw - atual 4,00 2,00 0,00 OBS.: a energia elétrica consumida por este equipamento foi reduzida a zero, após a instalação dos motores com motofreio. Este compressor atendia aos freios pneumáticos dos fulões. 23

24 ITEM 24 Resultados EQUIPAMENTO SITUAÇÃO ANTERIOR SITUAÇÃO ATUAL POTÊNCIA POTÊNCIA CONSUMO POTÊNCIA POTÊNCIA CONSUMO DIFERENÇA NOMINAL MEDIDA ENERGIA NOMINAL MEDIDA ENERGIA CONSUMO ( cv ) ( kw ) (kwh/ano) ( cv ) ( kw ) (kwh/ano) ( % ) 1 Fulão , , ,3 2 Fulão , , ,0 3 Fulão , , ,0 4 Fulão , , ,0 5 Fulão , , ,0 6 Fulão , , ,5 7 Fulão , , ,4 8 Fulão , , ,0 9 Fulão , , ,0 10 Compres.(a ser desl.) 15 7, , ,0 Total , , ,1 Como dá para observar no quadro acima, houve uma economia de energia de 50,1%, projetada para o ano em 289,175 MWh. CONSUMO DE ENERGIA - kwh/ano Consumo anterior kwh/ano Consumo atual kwh/ano Diferença kwh/ano 24

25 25 Análise Física do projeto ITEM PROJETADA REALIZADA Economia de Energia (kwh/ano) Redução Demanda de Energia (kw) 45,8 45,60 Redução de Demanda (kva) 49,7 49,60 Potência atual instalada (kva) Nova Potência instalada projetada (KVA) Análise Financeira do projeto Cálculo econômico - Financeiro Investimento em motores R$ ,00 Investimento em mão de obra R$ ,10 Diagnóstico energético R$ ,00 Investimento total R$ ,10 Economia de energia - prevista R$/ano R$ ,58 Economia de energia - atingida R$/ano R$ ,03 Retorno do investimento previsto Retorno do investimento atingido 26 meses 26 meses Receita da venda de motores (10%) R$ ,10 Conforme dados acima, é possível constatar que o projeto foi viável, onde apresentou uma economia anual de R$ ,03 para a empresa CBC Couros e Acabamentos Ltda., mesmo considerando que a utilização de cada equipamento, no ato da leitura, não estava com sua capacidade normal. 25

26 27 Outros resultados Além da economia de energia elétrica apresentada anteriormente, outras economias podemos citar, em conseqüência da alteração dos fulões: - Para o funcionamento normal dos fulões anteriormente, eram substituídas em média oito correias por fulão por ano, ao custo de R$ 400,00 cada correia. Considerando oito fulões com mancais de madeira, isto resulta em uma despesa anual de R$ ,00. Obs.: o fulão nº1 com mancais com rolamento, em dois anos ainda não foram substituídas nenhuma correia. - Os fulões com mancais de madeira, utilizavam para lubrificação dos mancais, uma graxa especial, cujo consumo era de 18 litros para os oito fulões por mês, ao custo de R$ 350,00. Considerando o consumo em um ano, este valor representa R$ 4.200,00. Obs.: o fulão nº1 com mancais com rolamento não utiliza este tipo de lubrificante e devido os rolamentos serem blindados, a utilização de graxa mineral é mínima. - A falta de inversores de freqüência e motores com motofreio, provocava um grande desgaste na caixa de redução e consequentemente, aumentava o desgaste nas correias do motor / caixa de redução. A substituição de correias por ano por fulão era de dezesseis correias. A um custo de R$ 20,00 cada correia, para os oito fulões, em um ano, esta despesa correspondia a R$ 2.560,00 28 Conclusão Conclui-se que este projeto apresentou grande viabilidade técnica-econômica, pois apresentou uma considerável redução de demanda e consumo de energia elétrica. Assim, proporcionando a empresa, menores custos com este insumo, e a Concessionária, maior oferta de energia elétrica a disposição da sociedade. xxxxxxxx,xx de xxxxxxx de xxxx. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx e xxxxxxxxxxxx 26