EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO VIII SEMINÁRIO PARANAENSE DE MANUTENÇÃO CURITIBA 2008
Roteiro: Apresentação do Grupo Renault; Introdução; Problemas encontrados nos sistemas; Geração (localização das perdas); Distribuição (localização das perdas); Consumo (localização das perdas); Quantificações; Conclusão.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT Empresa multinacional francesa do ramo automobilístico presente em 118 países EUROPA 20 localidades OUTROS PAÍSES 7 localidades MUNDO 33 localidades AMÉRICA 6 localidades
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT Números de 2007: Vendas Globais: 2,48 milhões de veículos; Faturamento: 40,68 bilhões de Euros; Resultado líquido: 2,73 bilhões de Euros; Nº de funcionários: 130.179.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT Aliança Renault Nissan: Início:1999 - Carlos Ghosn assume Nissan; 2006 - Carlos Ghosn assume presidência do grupo; É o 4º maior grupo automobilístico mundial; 6,16 Milhões de veículos vendidos em 2007.
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT Presença na Fórmula 1: Bicampeão mundial: 2005-2006;
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT - BRASIL O Complexo Ayrton Senna é composto por três fábricas e um parque de fornecedores, além da sede da Renault para o Mercosul. Têm 10 anos de existência e já produziu mais de 700.000 veículos. Área total: 2,5 milhões de m 2 (60% de área preservada) Fábrica de Motores US$ 150 milhões investidos Área: 33 mil m² Parque de Fornecedores Fábrica de Veículos de Passeio US$ 750 milhões investidos Área: 130 mil m² Fábrica de Veículos Utilitários US$ 230 milhões investidos Área: 33 mil m² Sede da Renault para o Mercosul
APRESENTAÇÃO GRUPO RENAULT - BRASIL Lançamentos 2006: Megane Sedan e Grand Tour Lançamento 2007: Logan e Sandero
Introdução: O ar comprimido é um recurso vital no processo produtivo, que também contribui de forma significativa para a conta de energia elétrica.
Introdução: Na maioria das instalações dos compressores de ar a energia elétrica corresponde a 73% do custo na vida de um sistema de ar comprimido, outra constatação é que até 30% dessa energia pode estar sendo desperdiçada, em outras palavras, elevando o custo operacional.
A importância de um sistema adequado na indústria: Um sistema completo de ar comprimido compreende 03 componentes principais: A instalação do Compressor de ar; O projeto e instalação da rede de distribuição de ar comprimido; Os pontos de consumo.
Problemas mais constantes no Sistema: Projeto mal desenvolvido; Dimensões de tubulações ou de acessórios mal dimensionados; Utilização de materiais de má qualidade.
Problemas mais constantes no Sistema: Muitas vezes, mesmo com todo o cuidado no projeto e instalação inicial da rede, este sistema ao longo do tempo passa à ficar sobrecarregado, trabalhando acima da capacidade inicialmente projetada; Não é feito um re-dimensionamento para as expansões desejadas; Acabam ocorrendo perdas e baixas pressões.
Como deve ser um sistema adequado? Possuir pressão de ar suficiente nos pontos de conexão; Vazamentos mínimos de ar; Capacidade e qualidade de ar adequados; Layout bem planejado; Acessórios eficientes p/as linhas de ar; Sistema bem documentado (desenhos, plano de manutenção avançado).
Sistema de distribuição ar correto: Importante saber que: A maior parte das ferramentas pneumáticas são projetados e especificados pelo fabricante para trabalhar com: pressão de admissão de 6 bar (87 lb/pol2) fornecimento de rendimento de 100% à uma pressão de 6 bar.
Locais onde estão as Perdas: Distribuição Vazamentos Perda de Carga Utilização Vazamentos Pressão Desnecessária Utilização Incorreta Geração Baixo Rendimento Alto Consumo Específico
Geração: Inicialmente devemos levar em conta a Geração do ar comprimido, que consiste na correta manutenção e regulagem dos compressores. A simples troca dos filtros (ar, óleo, respiro do cárter), além de trazer confiabilidade ao sistema também diminui o consumo de energia elétrica, pois a obstrução dos filtros causa queda da pressão e conseqüentemente os compressores devem trabalhar sobrecarregados para realizar o mesmo trabalho.
Geração:! 25 mbar de queda de pressão na entrada de ar reduz a vazão do compressor em 2%! 1 bar de queda de pressão no separador ar/óleo 7% aumento de consumo de energia
Geração: Atenção especial à localização da Sala de Compressores: Local mais centralizado possível das áreas de maior consumo; Escolha de local ventilado; Áreas de acesso desprovidas de contaminações (poeira, agentes corrosivos).
Distribuição: Na parte de distribuição devemos levar em consideração o correto dimensionamento da rede de ar comprimido, o seu layout e um trabalho minucioso de detecção de vazamentos, o método consiste em descobrir exatamente de onde se origina a perda de energia e então tomar as medidas apropriadas para remediar ou otimizar a situação.
Distribuição: Uma rede de distribuição externa deve conter: Linha principal (ou linha mestre); Linhas secundárias (ou ramais);
Distribuição: Estas linhas poder montadas de duas maneiras diferentes: Anel aberto (ou ramificado); Anel fechado (ou circuito fechado).
Distribuição: Anel aberto (ou ramificado) Vantagens: Normalmente custo inicial menor; Menor amarramento (dependência) no layout tornando-o mais flexível à mudanças. Anel aberto (ou ramificado) Desvantagens: Maiores possibilidades de problemas na qualidade do ar da rede (umidade e quedas da pressão constante); Maior dificuldade nos controles.
Distribuição: Anel fechado (ou circuito fechado) Vantagens: Normalmente custo de manutenção menor; Maiores garantias na qualidade e estabilidade do ar na rede. Anel fechado (ou circuito fechado) Desvantagens: Normalmente custo inicial de instalação maior; Maior dependência do layout dos equipamentos (menor flexibilidade para mudanças não planejadas);
Distribuição: Para linhas de distribuição no teto (locais altos linha aérea), deve-se prever: drenos (manuais ou automáticos); sistema pescoço de ganso (colo de cisne); válvulas de esferas em pontos estratégicos; conjuntos reguladores de ar.
Prepare a linha principal e de serviço Tomadas de ar por cima. Incline a rede Balancins use sempre que possível Fluxo de ar correto! Regule Fixadores eliminam vibração e ruído Engates em 6,3 bar Diâmetro correto da mangueira! Flexibilidade!!! Curvas só quando necessário mesmo! Use válvulas de esfera. Use filtro com dreno automático.
Mangueiras e perda de carga:
. 2 a 3% de inclinação Rede de ar: Uma vista geral. Dreno 10%
Eficiência da Rede de Ar Comprimido: Verificação da vazão do sistema, medindo a saída de ar dos compressores; Com essa medição é possível traçar o perfil de consumo e realizar as corretas regulagens das máquinas, visando a economia potencial de energia elétrica e disponibilidade dos equipamentos;
Eficiência da Rede de Ar Comprimido: Também no trabalho temos a verificação de vazamentos. Vazamentos entre 10% e 15% são comuns na maioria dos sistemas. Como exemplo: o custo gerado por um vazamento de 5,0 mm em um ano é de aproximadamente R$ 10.913,67, considerando que a fábrica trabalhe 24h por dia e tem o custo de kwh em R$ 0,15.
Economia de Energia Elétrica Custo do desperdício através s de Vazamentos Diâmetro do furo ( mm ) Perda ( l/s ) a 7 bar Potência Perdida ( kw ) Consumo Anual ( kwh ) Custo da perda/ano R$ 0,8 0,2 0,1 876 105,12 1,0 1,0 0,3 2628 315,36 1,5 3,1 1,0 8760 1051,20 3,0 11,0 3,5 30660 3679,20 5,0 26,7 8,3 72708 8724,96 6,0 45,8 15,0 131400 15768,00 10,0 105,0 33,0 289080 34689,60 Considerando 1kWh = R$ 0,12
Consumo: A queda de pressão em uma ferramenta, para uma linha bem projetada, dimensionada e monitorada pela manutenção não pode exceder 0,6 bar.
Eficiência pode ser medida? 7,0 bar 5,0 bar P2² X 100 =? % P1² 25 X 100 = 51% 49
Desperdício por utilização incorreta do ar comprimido Limpeza de superfícies empoeiradas ou roupas. Uma mangueira aberta de 3/8 ( 10mm) corresponde a um fluxo contínuo de 105 l/s (220cfm) requer uma potência de aproximadamente 37 kw, ou seja o suficiente para acender 370 lâmpadas de 100 W.
Potência de ferramenta pneumática diminuída: Uma queda de pressão de 6 para 5 bar diminui a potência da ferramenta em 25% e para 4 bar reduz a potência em 49% Uma queda de 0,5 bar causa: - aumento de 19 % no tempo de esmerilhamento. - aumento de 62% no tempo de furação. - aumento de 7% no tempo para atingir torque das chaves de impacto
Potência X Pressão de trabalho: potência consumida +5% +13% +25% 7 bar 7,5 bar 8,5 bar 10 bar pressão de trabalho Compressores com filtros obstruídos, redes com vazamentos ou altas perdas de carga ( por obstrução ou mal dimensionamento) levam alguns usuários a aumentar a pressão de trabalho do compressor. Esta prática ocasiona aumento da potência consumida pelo compressor
Exemplo Empresa multinacional equipada com 4 compressores de 200 kw cada Capacidade de ar total do sistema = 3600 m3/h Jornada de trabalho anual = 5400 horas Após trabalho de detecção de vazamentos na rede, concluiu-se que as perdas eram da ordem de 48%, ou seja desperdício de 384 kw = R$ 248.832,00 por ano.
Uso Final: A correta utilização final do ar comprimido, que consiste na manutenção correta dos equipamentos de linha e principalmente na educação das pessoas que trabalham nestes postos, é de fundamental importância para termos um sistema funcional e econômico, pois, nestes postos é onde encontramos a maior parte dos vazamentos da rede de ar comprimido e, portanto a maior fonte dos desperdícios.
EFICIÊNCIA ENERGÉTICA EM SISTEMAS DE AR COMPRIMIDO Contatos: Harding Ducci Olesko Engenheiro de Manutenção Fone: 041-3380-2518 E-mail: harding.olesko@renault.com José Gaspar Supervisor de Utilidades / Predial Fone: 041-3380-2516 E-mail: jose.a.gaspar@renault.com Gustavo Bueno Gerente da Manutenção Central Fone: 041-3380-2530 E-mail: gustavo.a.bueno@renault.com