XII REABILITAÇÃO DE ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO

Transcrição

1 XII REABILITAÇÃO DE ESTAÇÕES DE BOMBEAMENTO Alberto Adriano Sjobom Júnior (1) Engenheiro Eletricista pela UFG, especializado em automação industrial pela UFG, mestrado em sistemas inteligentes pela UFG, trabalha na Saneago desde 1988, atualmente coordenador de desenvolvimento sistema energético e automação. Carlos Roberto Pereira de Deus Técnico Industrial em Eletrotécnica pela CEFET Goiás, Administrador de Empresas pela UCG, trabalha na Saneamento de Goiás SA desde 1986 na área de manutenção eletromecânica, automação e eficiência energética. Eduardo Joaquim de Sousa Engenheiro Civil pela UFG, especialização em Engenharia Sanitária pela Fundação Osvaldo Cruz, professor do CEFET desde 1992, trabalha na Saneago desde 1983 na operação de sistema abastecimento de água, atualmente Gerente de Produção de Goiânia. Luis Carlos Carneiro de Oliveira Engenheiro Eletricista pela UFG, trabalha na Saneago desde 1985 em manutenção eletromecânica, atualmente Gerente de Serviço de Campo de Goiânia Endereço (1) : Av. Vereadpr Monteiro, Setor Negrão de Lima - Goiás - GO - CEP: Brasil - Tel: +55 (62) Fax: +62 (xx) sjobom@saneago.com.br RESUMO As estações de bombeamento antigas vão ao longo do tempo sofrendo alterações e ampliações que às vezes as tornam ineficientes. O que se mostra neste trabalho são as grandes oportunidades de ganhos econômicos e operacionais existentes. É exposto os casos de duas elevatórias do sistema de abastecimento de água de Goiânia: a elevatória João Leite e a elevatória Senac. Foram realizados estudos e diagnosticou-se a possibilidade de melhorias, sendo implementadas tanto nas instalações elétricas como hidráulicas, tendo como resultado uma economia de energia maior que 10% nas duas elevatórias e aumento da confiabilidade operacional. PALAVRAS-CHAVE: Bombeamento, Reabilitação, Energia Elétrica. INTRODUÇÃO O Sistema de Produção João Leite responde por cerca de 50% da produção de água de Goiânia, tendo várias estações de bombeamento, dentre elas as estações elevatórias João Leite e Senac com vazões de em torno de l/s e l/s, respectivamente. Estas são instalações da década de 70 que foram gradativamente sendo incrementadas ao longo do tempo, em conseqüência seus equipamentos, instalações, concepção e forma construtiva perderam eficiência. O que vai ser mostrado neste trabalho são melhorias realizadas e ainda em andamento que objetivam torná-las mais eficientes e confiáveis. O Projeto de Reabilitação das elevatórias consistiu-se das etapas de avaliação, diagnóstico, estudos e projetos, viabilização de recursos e execução de obras e serviços. AVALIAÇÃO A elevatória João Leite era composta de 3 bombas com motores de 1.000cv e 4 com motores de 500 cv alimentados em 2,4 kvca, e a elevatória Senac era composta por 4 bombas com motores de 300 cv alimentados em 440 Vca. A etapa de avaliação foi realizada ao longo de vários anos, pela área de operação e manutenção, quando foram feitas medições de vazão, verificação de grandezas elétricas, análises da eficiência hidráulica e energética, apuração das incidências de manutenções corretivas, dos períodos de paralisação, observação das rotinas operacionais e das dificuldades nos processos de automação. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 DIAGNÓSTICO A realização do diagnóstico, pela equipe técnica, se deu a partir do aprofundamento da análise dos dados históricos gerados pela operação e manutenção da unidade, que demonstraram: Elevatória João Leite ( Figura 1) Melhor rendimento das bombas de cv; Ineficiência das válvulas de bloqueio e de retenção do tipo portinhola simples; Obsolescência do quadro de comando dos motores com acionamento por disjuntores pequeno volume de óleo (PVO). O diagnóstico indicou a necessidade de correção das deficiências das elevatórias, através de uma reforma nas instalações hidráulicas e elétricas com substituição de equipamentos obsoletos. Figura 1 Foto da Elevatória João Leite Elevatória Senac Elevada perda de carga no barrilete de recalque da elevatória superior à perda ao longo dos 1850 m da adutora, a figura 3 mostra o barrilete antigo; Velocidade excessiva nas tubulações individuais de recalque das bombas; Ineficiência das válvulas de bloqueio e de retenção do tipo portinhola simples; BHP requerido superior à capacidade dos motores; Obsolescência do quadro de comando dos motores que utilizava partida compensadora automática com problemas de reposição das peças dos contatores já fora de linha, a figura 2 mostra o quadro antigo; Subestação de energia localizada interna ao prédio da elevatória numa posição de difícil manutenção de seus transformadores e também impedindo mudanças nos barriletes das bombas por estar sobre estes, a figura 2 mostra o quadro antigo que situava-se atras do quadro de comando. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 VIABILIZAÇÃO DE RECURSOS Após a elaboração dos projetos, foi viabilizado, nos parâmetros do PDO - Programa de Desenvolvimento Operacional - da Caixa Econômica Federal recursos financeiros da ordem de R$161 mil e mais R$ 89 mil com recursos próprios para elevatória Senac. No caso da elevatória João Leite decidiu-se fazer com recursos próprios da ordem de R$ ,00. Figura 2 Foto dos antigos quadro de comando e subestação da elevatória Senac Figura 3 Foto antigo barrilete da elevatória Senac ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 OBRAS E SERVIÇOS Conforme os projetos foram realizadas as seguintes mudanças nas elevatórias: Elevatória João Leite Troca das válvulas de retenção tipo portinhola por válvula de fechamento rápido tipo Clasar; Substituição dos disjuntores PVO por disjuntores à vácuo; Colocação de rotores maiores nos conjuntos motor-bomba de cv e consequentemente substituição dos motores por maiores, agora de cv. Elevatória Senac Construção de uma nova subestação de energia na área externa da elevatória dotada de disjuntores à vácuo e proteção com relés digitais, permitindo a desativação da antiga, a figura 4 mostra a nova subestação; Substituição do quadro de comando por um no quadro com soft-starter; Troca das válvulas de retenção tipo portinhola por válvula de fechamento rápido tipo Clasar; Eliminação da válvula Limitorque com uso de soft-starter e válvula de fechamento rápido; Modificação do barrilete tornando-o rígido pela eliminação das juntas elásticas, pasando assim a ser mais robusto; Aumento do diâmetro do barrilete diminuindo a perda de carga. Figura 4 Nova subestação elevatória Senac ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Figura 5 Novos barrilete e quadro de comando elevatória Senac RESULTADOS Os principais resultados obtidos com o projeto de reabilitação foram: Redução da perda de carga nas válvulas e barriletes individuais das bombas; Aumento da vazão das duas elevatórias; Maior confiabilidade geral no funcionamento da unidade; Diminuição das paradas por manutenção corretiva; Aumento da eficiência hidráulica e energética; Na elevatória João Leite a eficiência energética sai de um patamar em torno de 0,50 kwh/m3 para um abaixo de 0,45 kwh/m3, conforme pode-se ver na figura 6, significando uma melhoria de mais de 10%. A conta de energia desta elevatória está por volta de R$ /mês, então a economia corresponderia aproximadamente R$ /mês, pagando o investimento em poucos meses; A Elevatória Senac teve um aumento na eficiência energética da ordem de 15%, conforme pode-se ver na tabela 1. Para uma conta energia em torno R$ /mês, isto significa uma economia aproximada de R$ ,00 reais/mês, pagando-se o investimento, a grosso modo, em 21 meses. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 0,65 0,60 0,55 kwh/m3 0,50 0,45 0,40 0,35 Janeiro Agosto Março Outubro Maio Dezem Janeiro/2001 a Maio/2004 Figura 6 Eficiência energética na elevatória João Leite Tabela 1 Eficiência do funcionamento das quatro bombas da elevatória Senac Ano Vazão Demanda energia (l/s) / kw (l/s) (kw) , ,54 CONCLUSÕES Como conclusão deste trabalho, devemos enfatizar a importância da realização de projetos de reabilitação e melhoria de unidades operacionais na SANEAGO, em face do final de vida útil e da obsolescência de muitas delas, mesmo considerando-se a dificuldade de obtenção de recursos financeiros, próprios ou externos, para esse fim. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Macintyre, A. J., Bombas e instalações de bombeamento, Editora LTC, 2ª edição. 2. Tsutiva, M. T., Redução do Custo de Energia Elétrica em Sist. Abastec. de Água, 1ª edição. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6