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INTRODUCCION GENERAL A partir del desarrollo industrial que experimentó durante el siglo XX, Cuba ha enfrentado el problema de la dependencia externa en lo que se refiere a la satisfacción de sus necesidades en materia de energía. Las causas de este problema están dadas por la pobre reserva de recursos energéticos fósiles con que cuenta el país y por sus propias condiciones y dimensiones geográficas, expresadas por sus particularidades insulares que no brindan ventajas tales como la explotación de grandes recursos hidrográficos, el aprovechamiento de sistemas con diferentes husos horarios y demás facilidades con que cuentan otras naciones o asociaciones regionales de naciones. En términos más concretos, Cuba presenta una alta dependencia de la importación de portadores energéticos fósiles, fundamentalmente el petróleo, para todos sus planes de desarrollo. Históricamente el desarrollo energético en Cuba puede caracterizarse en tres etapas, cada una de las cuales se enfrentó a la deficiencia energética antes mencionada en un contexto de limitaciones y oportunidades específicas: Hasta 1959, período durante el cual el cuadro energético, compuesto básicamente por una capacidad instalada de generación de electricidad ascendente a los 397 MW, garantizaba el abastecimiento sólo al 56% de la población. La capacidad de refinación de petróleo entonces ascendía a 4 millones de toneladas por año, se empleaba en muy baja escala los escasos recursos hidroenergéticos y se disponía de una pequeña capacidad de cogeneración de electricidad en los centrales azucareros y en las industrias del papel cuyo alcance estaba restringido a determinadas comunidades y durante ciertas temporadas en el año. El consumo de combustible equivalente estaba al nivel anual de 533 kg/habitante. Desde 1959 hasta 1989, período durante el cual tuvo lugar un desarrollo creciente basado en suministros estables de combustibles y tecnologías provenientes de los países de Europa del Este y de la extinta URSS. En este período la capacidad de generación instalada creció hasta 3178 MW en centrales termoeléctricas fundamentalmente, sobre la base de petróleo importado, y se aseguró el suministro de energía eléctrica al 95% de la población, que había ascendido en 1.7 veces con relación a 1958, mediante la creación del Sistema Electroenergético Nacional (SEN). En esta etapa la capacidad de refinación se incrementó en casi tres veces respecto a 1958, se puso en marcha un plan para la utilización de la hidroenergía y se incrementó significativamente el uso de la cogeneración en la industria azucarera. El consumo de combustible equivalente en 1989 llegó a alcanzar la cifra de 1.5 toneladas por habitante, lo cual casi triplicaba la cifra del período anterior. Desde 1989 a la fecha, el país atraviesa por una etapa crítica en la que su desarrollo, basado en una estructura económico - productiva excesivamente dependiente de las importaciones de petróleo, con tecnologías y esquemas de especialización caracterizados por indicadores de eficiencia relativamente inferiores a sus similares internacionales y con una elevada intensidad energética, se ve sometido a la súbita pérdida de los suministros de petróleo que venía recibiendo establemente y a precios preferenciales (aproximadamente de 13 millones de toneladas, en 1989, a unas 6 millones de toneladas, en 1993). A este cuadro debe añadirse el recrudecimiento del embargo económico que el país ha venido enfrentando durante casi cuatro décadas. Esta situación provocó un intenso déficit de energía que impactó fuertemente en todas las estructuras productivas, de servicios y poblacionales del país. Una situación tan crítica como ésta tuvo una repercusión inmediata sobre toda la población del país, tanto de manera directa como indirecta. En cuanto a la disponibilidad de servicios energéticos, los momentos de mayor impacto negativo fueron alcanzados durante 1993-1994, época en que los cortes del servicio eléctrico por momentos alcanzaron el 50% diario. De igual manera, la falta de disponibilidad de energía, entre otros aspectos, deprimió la capacidad productiva del país en prácticamente todos los

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INTRODUCCION GENERAL

A partir del desarrollo industrial que experimentó durante el siglo XX, Cuba ha enfrentado el problemade la dependencia externa en lo que se refiere a la satisfacción de sus necesidades en materia de energía.Las causas de este problema están dadas por la pobre reserva de recursos energéticos fósiles con quecuenta el país y por sus propias condiciones y dimensiones geográficas, expresadas por susparticularidades insulares que no brindan ventajas tales como la explotación de grandes recursoshidrográficos, el aprovechamiento de sistemas con diferentes husos horarios y demás facilidades con quecuentan otras naciones o asociaciones regionales de naciones. En términos más concretos, Cubapresenta una alta dependencia de la importación de portadores energéticos fósiles, fundamentalmente elpetróleo, para todos sus planes de desarrollo. Históricamente el desarrollo energético en Cuba puedecaracterizarse en tres etapas, cada una de las cuales se enfrentó a la deficiencia energética antesmencionada en un contexto de limitaciones y oportunidades específicas:

Hasta 1959, período durante el cual el cuadro energético, compuesto básicamente por una capacidadinstalada de generación de electricidad ascendente a los 397 MW, garantizaba el abastecimiento sólo al56% de la población. La capacidad de refinación de petróleo entonces ascendía a 4 millones de toneladaspor año, se empleaba en muy baja escala los escasos recursos hidroenergéticos y se disponía de unapequeña capacidad de cogeneración de electricidad en los centrales azucareros y en las industrias delpapel cuyo alcance estaba restringido a determinadas comunidades y durante ciertas temporadas en elaño. El consumo de combustible equivalente estaba al nivel anual de 533 kg/habitante.

Desde 1959 hasta 1989, período durante el cual tuvo lugar un desarrollo creciente basado en suministrosestables de combustibles y tecnologías provenientes de los países de Europa del Este y de la extintaURSS. En este período la capacidad de generación instalada creció hasta 3178 MW en centralestermoeléctricas fundamentalmente, sobre la base de petróleo importado, y se aseguró el suministro deenergía eléctrica al 95% de la población, que había ascendido en 1.7 veces con relación a 1958, mediantela creación del Sistema Electroenergético Nacional (SEN). En esta etapa la capacidad de refinación seincrementó en casi tres veces respecto a 1958, se puso en marcha un plan para la utilización de lahidroenergía y se incrementó significativamente el uso de la cogeneración en la industria azucarera. Elconsumo de combustible equivalente en 1989 llegó a alcanzar la cifra de 1.5 toneladas por habitante, locual casi triplicaba la cifra del período anterior.

Desde 1989 a la fecha, el país atraviesa por una etapa crítica en la que su desarrollo, basado en unaestructura económico - productiva excesivamente dependiente de las importaciones de petróleo, contecnologías y esquemas de especialización caracterizados por indicadores de eficiencia relativamenteinferiores a sus similares internacionales y con una elevada intensidad energética, se ve sometido a lasúbita pérdida de los suministros de petróleo que venía recibiendo establemente y a preciospreferenciales (aproximadamente de 13 millones de toneladas, en 1989, a unas 6 millones de toneladas,en 1993). A este cuadro debe añadirse el recrudecimiento del embargo económico que el país ha venidoenfrentando durante casi cuatro décadas. Esta situación provocó un intenso déficit de energía queimpactó fuertemente en todas las estructuras productivas, de servicios y poblacionales del país.

Una situación tan crítica como ésta tuvo una repercusión inmediata sobre toda la población del país,tanto de manera directa como indirecta. En cuanto a la disponibilidad de servicios energéticos, losmomentos de mayor impacto negativo fueron alcanzados durante 1993-1994, época en que los cortesdel servicio eléctrico por momentos alcanzaron el 50% diario. De igual manera, la falta de disponibilidadde energía, entre otros aspectos, deprimió la capacidad productiva del país en prácticamente todos los

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2sectores económicos. Es oficialmente reconocido que entre 1989 y 1993 el PIB decreció en un 35%. Eneste contexto, la distribución de las disponibilidades energéticas fue hecha tomando en cuenta el objetivode dar prioridad a las entidades económicas que podían potenciar una recuperación rápida del país oaquellos servicios indispensables para el funcionamiento de la sociedad. Esto hizo que algunas regionesresultaran más afectadas que otras.

La situación expresada anteriormente ha conllevado a una redefinición de la política energética nacional.En el sentido legal, la máxima expresión de dicha redefinición viene dada por la aprobación del Consejode Ministros en 1993 y el posterior exámen en la Asamblea Nacional del Poder Popular del tituladoPrograma de Desarrollo de las Fuentes Nacionales de Energía (PDFNE). Este programa, propone unautilización intensiva de las fuentes autóctonas de energía, tanto renovables (actualmente cubren el 30%del balance energético del país) como no renovables, al igual que la promoción de una política no menosintensiva de eficiencia energética, cuya más reciente manifestación ha sido la aprobación y puesta enmarcha del Programa de Ahorro de Electricidad en Cuba (PAEC, 1997), enfocado básicamente a tomarmedidas de eficiencia energética a nivel de los consumidores. De esta manera se persigue la disminuciónde la dependencia exterior en materia de energía y conseguir una mejora sustancial de las condicionesambientales alrededor de la generación de energía en Cuba.

Afortunadamente, en la actualidad, aunque se dista de haber logrado una solución totalmentesatisfactoria de estos problemas, la crisis ha sido rebasada y el servicio a la población ha mejorado.Desde el punto de vista ambiental, la nueva orientación del patrón de generación y consumo energéticopropugnada en el PDFNE resulta altamente beneficiosa. Aunque el incremento en la explotación de losyacimientos nacionales de petróleo ha sido priorizado, sin duda el énfasis mayor se centra en el usoeficiente de los servicios energéticos y en las fuentes de energía renovable, abandonando enfoquesanteriores que privilegiaban en gran medida la instalación de plantas termoeléctricas convencionales, contoda la secuela ambiental adversa que ello representa. De tal manera, el uso de la biomasa cañera, lautilización incrementada de la hidroenergía, las aplicaciones de energía solar, entre otras, adquieren unvalor estratégico. El PAEC antes mencionado se destaca como una de las más importantes acciones enlo que a eficiencia energética se refiere.

El Ministerio de Economía y Planificación (MEP) funge como organismo rector de la política energéticadel país y como tal es responsable de la elaboración de los programas y estrategias nacionales. Comoorganismo asesor principal se encuentra constituido el Consejo Asesor para Asuntos Energéticos,presidido por el MEP e integrado por representantes de los organismos nacionales vinculados a estesector, entre los cuales se encuentran el Ministerio de la Industria Básica, el Ministerio de la IndustriaSidero - Mecánica, el Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente, el Ministerio del Azúcar, elMinisterio de la Construcción, el Ministerio de la Inversión Extranjera y la Colaboración Económica yotros organismos más.

Las Naciones Unidas a través de su Programa para el Desarrollo, PNUD, acordó apoyar el ProgramaEnergético de Cuba, para lo cual seleccionó el área referente a la Energía Solar y la correspondiente a laEficiencia Energética, esta última con énfasis en el Control y la Inspección Estatal Energética.

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3SUBPROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGETICA

Dentro de la estrategia general en materia de energía se considera como su principal fuente la aplicaciónde medidas que optimicen la eficacia en el uso de los recursos energéticos y un riguroso control basadoen las regulaciones económicas y jurídicas que aseguren un constante avance en este empeño. En estojuega un papel importante la labor de la Inspección Estatal Energética.

Dentro de ello y a los afectos del control, la estructura y composición de la actividad de inspecciónenergética permite auditar y diagnosticar sobre el método y estilo del control energético por parte de losconsumidores en todos los niveles de la economía. El principio de trabajo, amparado por regulacionesjurídicas, facilita que al personal destinado a esta tarea se le incorporen, según necesidades yposibilidades, varios cientos de especialistas de reconocida experiencia para que, previa acreditación,realicen inspecciones afines a sus correspondientes perfiles técnicos.

Entre las necesidades más importantes a señalar en este caso, ocupa un primer lugar el volumen definanciamiento requerido en moneda libremente convertible para la adquisición de recursos para suoperación general. No menos importante resulta también la necesidad de realizar estudios energéticos enlos principales sectores de la economía, de conjunto con los especialistas de los mismos para llegar afórmulas que garanticen un sostenible mejoramiento de la eficiencia energética.

Dentro de los objetivos que persigue el subprograma está el de:

Y como resultado de su ejecución persigue;

Realizar, en forma piloto, tres diagnósticos energéticos en sectores considerados críticos en la economía,desde el punto de vista de consumo de energía y que serán determinados a partir de las recomendacionesestratégicas que se elaborarán por los expertos capacitados.

Es por ello que les ofrecemos el presente DIAGNOSTICO ENERGETICO como parte delcumplimiento de uno de los acuerdos del Programa firmado con el PNUD y dando forma a uno de susobjetivos fundamentales.

Apoyar la ejecución de diagnósticos energéticos en sectores críticos de la economía a fin de poner enmarcha acciones de ahorro y control energéticos

Page 4: calculo de eficiencia de caldera.pdf

4

INTRODUCCION

En el concepto de conservación de la energía, se

relacionan todas las medidas dirigidas a

racionalizar su utilización, teniendo como

objetivo fundamental la obtención de un óptimo

rendimiento energético, sin detrimento de la

productividad en cada proceso.

Las acciones orientadas a la conservación de la

energía a partir de trabajos energéticos y medidas

que se han implementado para reducir gastos de aprovisionamiento energético. Si bien el problema

energético a nivel nacional es agobiante, el consumo industrial puede ser el primer afectado, debiendo

ser este mismo el primer interesado en tratar de atenuar el impacto sobre su producción.

Por ello es que para la industria se inicia una

nueva perspectiva en su equipamiento y

explotación energética a la vez que la energía se

torna cada día más cara y en un marco de mayor

competitividad.

La introducción de nuevas tecnologías y técnicas

ahorradoras en instalaciones industriales del

comercio y los servicios, permiten hacer más

competitivos los precios y productos elaborados, mediante la disminución de su consumo y los costos de

la energía, de igual forma los resultados se logran cuando las acciones se organicen de forma integral,

abarcando todo tipo de energía y todas las áreas de la planta.

Con el impetuoso desarrollo de los planes ganaderos en la provincia y el mejoramiento de los pies de

cría la producción de leche tuvo un alto incremento que motivó su procesamiento industrial así como la

Page 5: calculo de eficiencia de caldera.pdf

5obtención de otros derivados tales como: leche pasteurizada, quesos de diferentes tipos, helados y otros

derivados.

El Combinado Lácteo Escambray fue construido en 1975 e inaugurado el 26 de Julio de ese año por el

Comandante en Jefe Fidel Castro, está integrada por tres unidades de producción independientes: la

fábrica de helados, la fábrica de quesos y la pasteurizadora. Comprende además una base transporte de

talleres centrales de mantenimiento y el edificio socio-administrativo, también pertenece a la empresa

una unidad de producción situada en el municipio de Aguada de Pasajeros.

Sus producciones fundamentales son helados en masa y paletas, quesos de diferentes tipos y

subproductos del queso, leche pasteurizada, yoghurt, soyur y productos en polvo (batidos, refrescos

etc.). Sus principales materias primas utilizadas son: leche fluida y en polvo, sabores, grasas, soya,

azúcar, sal y otros.

Tiene un promedio de 650 trabajadores de los cuales el 26 % son técnicos de nivel medio y superior.

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1.- Características generales de la

planta

Datos Generales

Nombre de la empresa: Empresa de

Productos Lácteos "Escambray"

Rama industrial: Unión Láctea

Productos principales: Helados

Año de inicio de actividades: 1975

Ubicación

Corporativo y/o oficinas Planta

Dirección: Carretera Manicaragua km. # 1

Municipio: Cumanayagua

Provincia: Cienfuegos

Teléfono: 43 806 - 43 209

E-mail: [email protected]

1.1.- Descripción de la fabrica de helados

La fábrica de helados cuenta con una tecnología Sueca-Danesa, capaz de producir 10 000 galones de

helados en un turno de trabajo de 8 horas.

Elabora helados en varios sabores y calidades. En los años 80 llegó ha alcanzar los 4 millones de galones

de helados; hoy en la actualidad produce 1 3000 000 galones de helado, cuenta con un colectivo de

trabajo de más de 20 años de experiencia, es un colectivo de tradición heroica que ostenta la placa de

planta Modelo en protección e higiene.

La planta cuenta con una sala de máquinas (de refrigeración) y una sala de calderas (2 calderas TOMA).

En su estructura organizativa cuentan con:

1. J' de Planta: Carlos Abreus

2. J' de Producción: José Morn

3. J' de Turnos: Jesús Villalobos y Antonio Sánchez

4. J' de Mtto: Rangel Pérez

5. J' de Personal: Annia González.

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71.1.1.- Tiempo de operación y personal

Régimen de operación: Continuo: x Por temporada

Días por semana: Número de turnos: 1 2 3

Horas de operación por año: Teóricas: 2 920 Reales: 3 025

Número de empleados: Número de obreros: 105

1.1.2.- Materias primas y productos principales

Materia prima: L.E.P. Consumo anual: 450 t Producto: Helados

Producción anual: 3 181 t

L.E.P: Leche entera en polvo

2.- Consumos energéticos

2.1.- Consumos energéticos anual

Electricidad: 2936888 kW.h Demanda máxima: 375 kW

Gas natural (m3) Fuel-oil (t): 104 Diesel (t)

Gas petróleo (m3) Agua (m 3) Otro:

CONSUMOS ENERGETICOS AÑO 1999

Electricidad

Consumo

actual

kW.h

Importe

anual

MN

Pot. Contratada

KW Tarifa

Demanda

máxima

kW

Factor de

potencia

Fuerza 2920200 154 859.6 600 316 423 0.96

Alumbrado 2914 8 1 404

Ø La empresa paga la E.E. en moneda nacional

Combustible U.M Consumo anual

Importe anual

(pesos)

Capacidad de

Almacenamiento

Fuel-oil t 124.12 30427 30 000 (�)

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8

2.2.- Distribución del consumo (%)

Electricidad:

Alumbrado 1.2 Interior: 0.69 Exterior: 0.51

Compresores de aire: 1.5 Refrigeración: 89.1

Bombeo: 5 % Climatización: 07 Otros: 2.5

Combustibles:

Fuel-oil: 100% Combustión: 100 %

2.3.- Estructura de consumo

Distribución de Consumo

Refrigeración88%

Bombeo5%

Otros3%

Climatización1%

Compresores

2%

Alumbrado1% Refrigeración

Bombeo

Climatización

Compresores

Alumbrado

Otros

1997

Petróleo3%

Energía Eléctrica

97%

1998

Energía Eléctrica

97%

Petróleo3%

1999

Petróleo4%

Energía Eléctrica

96%

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9

3.- Producción, consumo de energía y su costo

3.1.- Consumos y costos unitarios del año 1999

Este servicio se encuentra contratado por la Tarifa 31, con una máxima demanda contratada de 600 kW

y una capacidad instalada de 1600 kVA (2 Transformadores de 800 kVA), este es muy superior a la

necesidad de la fábrica, obteniéndose una máxima demanda de 423 kW inferior en 177 kW a la demanda

contratada ( 600 kW).

CONCEPTO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

PRODUCCION

Teórica (2) 1162 1050 1162 1125 1162 1125 1162 1162 1125 1162 1125 1162

Real (3) 276.5 320 327.8 339.4 272.2 187.11 421.7 524.3 335.8 217.1 359.6 304.5

E.ELECTRICA

MW.h 257.6 229.9 202.2 222.1 220 238.9 280.8 275.3 268.8 254.3 250 220.3

MP 10 762 11 404 10 309 11 045 10 891 11 607 13 406 13 178 13 119 12 428 12 389 10 165

MW.h/t 0.92 0.72 0.62 0.65 0.81 1.28 0.66 0.53 0.8 1.17 0.69 0.72

MW.h/MP 0.024 0.02 0.019 0.02 0.021 0.02 0.021 0.021 0.02 0.02 0.02 0.022

COMBUSTIBLE

t 8.2 5.9 11.3 10 9.2 7.9 12.1 13.6 12.3 8.44 10.4 11.18

MP 1 632 1 174 2 248 1 989 1 830 1 571 2 407 2 705 2 447 1 679 2 069 2 224

t/t 0.03 0.018 0.034 0.029 0.034 0.042 0.028 0.025 0.036 0.039 0.029 0.036

t/MP 0.0008 0.0005 0.001 0.0009 0.0008 0.0007 0.0009 0.001 0.0009 0.0007 0.00084 0.0011

AGUA

Mm3 No existe medición de agua por metro contador

Comportamiento de los consumos energéticos 91-99

0

1

2

3

4

5

6

7

Pro

du

ccio

n-C

on

sum

o

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Ind

ices

Produccion 6.6302 4.93 2.271 2.864 2.5615 3.3406 3.323 3.201 3.874

E. Electrica 4.21 3.744 2.872 2.929 2.977 2.664 2.338 2.937 2.771

Fuel-oil 0.196 0.147 0.082 0.08 0.095 0.095 0.097 0.104 0.133

Ind. Electrica 0.635 0.7594 1.2646 1.0227 1.1622 0.7975 0.7036 0.9175 0.7153

Ind. Fuel-oil 0.0296 0.0298 0.0361 0.0279 0.0371 0.0284 0.0292 0.0325 0.0343

91 92 93 94 95 96 97 98 99

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10

Indice de intensidad eléctrica vs producción año 1999

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pro

du

cció

n (

t)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

Ind

ice

(MW

.h/t

)

Producción Indice Eléctricidad

Indice de intensidad combustible vs producción año 1999

0

100

200

300

400

500

600

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pro

du

cció

n (

t)

0

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.03

0.035

0.04

0.045

Ind

ice

com

bu

stib

le (

t/t)

Producción Indice Combustible

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11

3.1.1.- Análisis de los gráficos de producción-consumo

Del análisis de las gráficas de producción-consumo se obtiene que en el control de índice de intensidad

eléctrica vs. producción, no existe correlación entre los niveles de producción y los índices obtenidos

durante el año 99, con una marcada ineficiencia y un bajo aprovechamiento industrial que oscila entre un

23 y 35 %.

Si tomamos como base el resultado obtenido en el mes de agosto de 530 kW.h/t, en el cual existe

correlación entre el consumo y el índice, y analizamos los meses de febrero, abril, septiembre y octubre

en la cual el aprovechamiento industrial fue del 30 % se obtiene un consumo de 720, 650, 800, 1170

kW.h/t, existiendo marcadas diferencias del consumo para un mismo % de aprovechamiento industrial.

Esta ineficiencia esta dada al no existir un claro asesoramiento técnico en la explotación de cámaras y

compresores de frío. Similar situación presentan los índices de intensidad de combustibles vs.

producción.

3.2.- Análisis de la facturación del año 1999

MESES

PLAN

MW.h

REAL

MW.h

COSTO

MW-MP

CONS.

PICO

MW.h

%

CONS

PICO

MAX.

DEMAN.

kW

F.P PERD.BONIF.

FP

COSTO

TOTAL

MP

ENERO 250 257.6 11 480 41.4 16.50 390 0.96 3.6 760.3 10719.6

FEBRERO 210 229.9 12 165 33.5 14.57 275 0.96 2.6 736.3 11428.6

MARZO 210 202.2 10 227 29.7 14.68 236 0.96 2.8 726.1 9500.9

ABRIL 210 222.8 11 781 30.2 13.72 258 0.96 2.8 726.1 11054.9

MAYO 220 220.0 11 617 33.0 13.87 258 0.96 2.9 773.8 10843.2

JUNIO 220 237.9 17 381 32.5 14.14 335 0.96 2.8 755.3 16625.6

JULIO 240 280.9 14 300 40.7 14.48 340 0.96 3.2 893.9 13406.3

AGOSTO 240 275.3 14 057 39.8 14.45 341 0.96 3.5 878.5 13178.4

SEPTIEMB. 230 268.8 13 994 39.5 14.80 330 0.96 3.0 874.6 13119.3

OCTUBRE 220 254.3 13 320 39.0 15.33 246 0.96 2.9 832.5 12487.4

NOVIEMBRE 210 250.0 13 642 41.4 16.56 390 0.96 2.8 852.6 12789.3

DICIEMBRE 215 220.8 10 891 31.1 14.34 423 0.96 2.8 740.0 10150.9

TOTAL 2675 2914.8 154 859 431.8 14.81 423 096 35.7 9511.7 145304.4

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12

CONSUMOS MENSUALES

Conceptos E F M A M J J A S O N D

Clima MW.h 1.257 1.28 1.49 1.74 1.79 1.84 1.86 2.156 1.848 1.82 1.65 1.8

Iluminación 2.14 2.19 2.56 2.99 3.07 3.16 3.19 3.69 3.168 3.12 2.83 3.08

Fuerza MW.h 175.6 179.6 208.9 244.8 251.1 258.8 261 302.2 258.9 255.2 231.4 252.26

Total MW.h 179.0 183.1 213.8 249.6 256.0 263.8 266.0 308.5 264.0 260.2 235.9 257.15

Agua m3 480 460 490 485 470 520 510 518 535 540 518 522

3.2.1.- Factor de potencia

En el período analizado (enero - diciembre de 1999) el comportamiento del factor de potencia ha

sido de 0.96 por encima del valor establecido, concepto por el que han obtenido una bonificación

de $ 9 511.72. Lo anterior está motivado por la existencia de 2 bancos de condensadores con una

capacidad de 280 CkVAr.

3.2.2.- Consumos en el horario pico

En la tabla de análisis de facturación aparecen consumos y por cientos que representan el consumo total,

consumiéndose 431 MW.h, que equivale al 14.8 % del consumo total, debido al valor del kW.h en este

horario, la entidad debe controlar diariamente este indicador y tomar las medidas necesarias para que se

aplique los compromisos del acomodo de carga y disminuir el por ciento del consumo en horario pico y

reducir los costos de energía trasladando los consumos para un horario fuera del pico.

3.2.3. Autolectura diaria

Aplican la autolectura diaria, pero la misma es insuficiente pues no se tiene un plan de energía diaria que

permita evaluar estos consumos.

Page 13: calculo de eficiencia de caldera.pdf

13

3.3.- Capacidad instalada, consumo y uso de motores eléctricos

DATOS DE PLACA MEDICIONES

IDENT.

MOTORV A kW FP RPM VOLTAJE CORRIENTE

POTENCIA

(kW)

CANT.

MOTOR

Bomba H2O

enfriamto440 31 18.5 3500 440 440 440 4.5 4.5 4.0

Torre

Enfriam. # 1440 9.4 4.0 1140 440 440 440 8.6 1.5 1.5 2

Bomba NH3 440 4.5 2.2 34.0 440 440 440 3.4 0.85 0.90 1.2

Dif. # 1 nevera

30 °C440 5.2 2.2 1130 440 440 440 3.5 1.5

Dif. # 2.

Motor 2440 5.2 2.2 1130 440 440 440 3.0 1.40

Motor # 3 440 5.2 2.2 1130 440 440 440 3.0 1.52

Comp. LP1 440 145 86 3530 440 440 440 80 30

LP2 440 145 90 3550 440 440 440 85 30.5

Comp.HP3 440 312 190 1750 440 440 440 150 90

Bomba H2O

Helada440 13.0 7.5 3500 440 440 440 12 5.6

Bomba H2O

Salmuera440 49 30 3450 440 440 440 45 22.5

Torre # 2 440 4.5 4.0 1140 441 440 440 3.8. 3.6

Torre # 3 440 12.0 4.6 860 440 440 440 9.2 4.5

Comp.

Nevera440 360 230 3540 440 440 440 878

Comp. aire 440 32 17.5 1160 440 440 440 30 18

H2O enfriamto 440 37.5 30.0 8450 440 440 440 25 19.8

Nevera +4 440 1.0 0.13 0.85 1110 440 440 440 0.6 0.6 0.6 0.37 (2)

Nevera –30 °C 440 8.2 2.2 0.85 1130 440 440 440 3.6 3.4 3.3 1.35 (3)

Aliment. 416 440 245.6 80 60.2

Aliment.

Caldera440 40 10 15.9

Transf.

Alumbrado440 12 16

Page 14: calculo de eficiencia de caldera.pdf

14

3.4.- Iluminación

TIPO CANTIDAD POTENCIA

kW

BALASTRO

kW

UBICACIÓN

Fluorescente 120 4.8 40 Areas productivas y oficinas

Mercurio 15 3.7 250 Exteriores

ANALISIS SISTEMA DE ILUMINACION

El sistema de iluminación se encuentra bastante deteriorado faltando en algunas áreas las luminarias y en

otros casos los interruptores o desconectivos.

4.- Generación y uso de la energía térmica

4.1.- Calderas. Datos básicos.

El cuarto de caldera cuenta con 2 calderas TOMA pirotubulares y utilizan combustible mezcla de

panaderías compuesta por un 80% de diesel y 20 % de fuel.

Características Condensados Combustible

Cant. Año Tipo Fluido Pot.Nom Pres. Temp F.V T % Tipo Cons.H.

2 74 P V 1.8 7 170 1.8 No No F 45 l

(1) Piro Tubular: P, Acuotubular: W, Fluido Térmico: FT

(2) Agua Caliente: AC, Vapor Sobrecalentado: VSC, Vapor: V, Aire: AI, Térmico

(3) Gas Oíl: G, Fuel Oíl F Gas Licuado Petróleo G.L.P

(4) Indicar Unidad: kg., 1 Nm3

4.2.- Quemadores

De Unidades Marca Modelo Potencia Tipo de regulación

2 WEISHAUPT MS7VZAU172368.0 kcal/h o 3.5 HP del

motorAutomática

Page 15: calculo de eficiencia de caldera.pdf

154.3.- Calderas. Parámetros básicos.

CALDERAS No.

CONCEPTO 1 2 3 4

Tipo de caldera y marca Pirotubular TOMA

Tipo de combustible Mezcla panadería.

Presión de vapor (kg/cm2) 7 7

Temp. de vapor (°C) 164 164

Capacidad (kg/h) 1800 1800

Carga promedio (kg/h) 466.6 466.6

Horas de ope.por año( h/año) 2160 2160

Consumo de combustible (kg/h) 50 50

Condensado de calderas (m3/h) No se recupera.

Agua de repuesto (m3/h) 0.466 0.466

Temp.agua a caldera (°C) 28 28

Tipo de tratamiento de agua Interna y externa

Medidor de flujo de vapor Se mide por el consumo de agua

Medidor de combustible Flujómetro combustible

Medidor de CO2, O2 ORSAT.

Economizador (m2)

Recalentador de agua (m2)

Sobrecalentador de vapor (m2)

Deareador

Purgas (diam. de tubo y

frecuencia)

Page 16: calculo de eficiencia de caldera.pdf

164.3.1.- Mediciones en calderas

PRIMER TURNO SEGUNDO TURNO TERCER TURNO

CONCEPTO 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 PROMED.

1.Combustible

Flujo (m3/h)

Temperatura (°C)

28 30 30 30

2.Agua

Alimentación Flujo

(m3/h)

1.5 2.8 2.0 2.3

Temperatura 28 30 30 30

3. Aire

Temperatura 28 28 28 30

4.Vapor

Flujo (kg./h)

Temperatura

Presión (kg/cm2)

164

6.0

168

6.5

168

6.5

164

6.0

5.Gases de

Combustión

Temperatura

CO2 (%)

O2 (%)

CO (PPM)

NO X (PPM)

180

13

180

13

140

14

150

14

6.Efi.generac.

Base de Cálculos

Base de medición

de gases y tem.

Page 17: calculo de eficiencia de caldera.pdf

17

4.4.- Rendimiento de caldera

Parámetros de la

caldera

Valor

nominal t/h Valor real U.M

Método de

obtención.

Prod. de vapor 1 - 8 1.2 kg/h Medición

Temp. Vapor entregado - 164 °C Medición

Presión H2O aliment. y

temperatura 15 – 80 °C 10 - 30 °C kgf Datos y Medición

Temp. comb. y presión 30 – 20 °C 30 – 18 °C °C Medición

Temp. gases escape 210 200 °C Medición

Temp. horno exceso de

aire. - 30 °C Medición.

Consumo combustible 50 kg./h Cálculo

Indice de Bacharach - 2 Med. Medición

CO2 en gases de escape 12 - 13 13 Medición

O2 en gases de escape - 3.8 Medición

CO en gases de escape - 0 Medición.

% Purgas - 12 % Estimado.

Control de agua alim.

kg./h - 466 kg/h Medición.

Salidas disueltas 3500 2744 r.p.m. Medición

Rend. térmico 90 84 % Cálculo

Temp. ambiente - 30 °C Medición

Temp. media de la pared - 38 °C Medición.

Poder calórico inferior 10300 967.5 kcal/kg

Page 18: calculo de eficiencia de caldera.pdf

184.4.1.- Cálculo del rendimiento de las calderas

1. Cálculo del rendimiento de la caldera por el método indirecto.

N = 100 - Pgases - Pinq - Ppurg - Pparedes

Coeficiente exceso de aire

αα = CO2 máx = 15.9 = 1.22 %

CO2 13

Determinación del % de O2

αα = 21 = O2 = 21 αα - 21 = 21 (1.22) - 21 = 3.78 %

21-O2 αα 1.22

Donde:

O2= 3.78 % CO2 = 13 % CO =0 %

Pérdidas de calor en los gases de escape

Según SIEGGERT tenemos:

Pgases = K (tg – ta)

CO2 + CO K = Coeficiente de HASSINTEIRP/Fuel-oil

Tgs = 200 °C

Ta = 30 °C

Pgases = 0.58 (200 - 30) = 7.58 %

13

Page 19: calculo de eficiencia de caldera.pdf

19

Pérdidas por inquemados gaseosos

Se determina por:

PCO = 60 % CO = ( 60) ( 0) = 0

%CO + %CO2 0+13

Pérdidas por sólidos inquemados

Se determina por el índice Bacharach

Bacharach = 2 equivalente a un 0.2 % de pérdidas

Pérdidas por radiación y convención de paredes

Pparedes = 100 x A = 100 x 1 = 7.4 % Dmáx = 1.8 th

D máx. 1.8 A = 1 factor de capacidad

Pérdidas de combustible por baja temperatura del H2O de alimentar

Por cada 5 °C menos que posea el agua de alimentar con relación a la que debe de poseer, se estima un

1 % de incremento en el consumo de combustible respecto al nominal.

Temp nominal del agua de alimentar - Temp. Real °C

60 °C - 30 °C = 30 °C

Existe un 6 % de incremento del consumo de Fuel-oil por baja temperatura del agua de alimentar.

Siendo en términos de combustible

Consumo de fuel-oil x Consumo de fuel al año

100

5 x 104 = 5.2 t/año

100

Page 20: calculo de eficiencia de caldera.pdf

20

Pérdidas por no recuperación de condensados

La no recuperación de condensado resulta una pérdida esencial, ya que la demanda del agua de

alimentación para la generación de vapor se puede cubrir casi totalmente con esta. Se calcula en un

12 % de incremento del consumo de combustible que representará 12.4 t/año.

RESULTADOS

P.gases = 7.58 % P.inquemados = 0 % P.sólidos = 0.2 % P.radiación = 7.4 %

N = 100 - 7.58 - 0.2 - 7.4 N = 84.82 %

Page 21: calculo de eficiencia de caldera.pdf

21

4.5.- Balance energético de la caldera

Energía de entrada (kcal/kg.). Valor kcal/kg. %

1. PCI 9 675.0 93.4

2. Calor de calent. del combustible 633.0 6.5

3. Calor apartado por el aire caliente - -

4. Calor apartado por el vapor de atomización. - -

10308.0 100.0

Energía de salidas (kcal/kg.)

1. Pérdidas por calor sensible en los gases 781.0 7.58

2. Pérdidas por CO en gases - -

3. Pérdidas por incombustión mecánica 20.6 0.2

4. Pérdidas por radiación y conveccion 762.0 7.4

5. Pérdidas por purgas 185.0 1.8

6. Pérdidas por baja temp. del H2O alimentar 515.6 5.0

7. Pérdidas por no recuperación del condensado 1 236.9 12.0

8. Calor útil 6 807.5 66.03

10 306.0 100.0

4.6.- Sistemas de distribución y uso de vapor

FLUJO (kg/h)

USO/APLICACIÓN PRESION TEMP. MIN MAX PROM MED.TIPO

Pasteurización 1.5 126.79 Dato chapa

Disolver azúcar 1.5 126.79

Derretidor manteq. 1.5 126.79

Limpieza 3 143

Pasterización d/pulpas 1.5 126.79

Mezclador 3 143

Page 22: calculo de eficiencia de caldera.pdf

22

4.7.- Evaluación de las pérdidas por aislamiento en las tuberías

OBSERVACIONES SOBRE EL ESTADO DEL SISTEMA: Las tuberías están en mal estado por los

años de explotación, en algunas secciones de tuberías el aislamiento está en malas condiciones, existen

fugas de vapor por válvulas y las trampas bimetálicas no funcionan correctamente porque el bimetal está

deficiente.

• Tuberías de 2.5 cm = 50 m

• Trampas de cubo invertido 2

• Trampas bimetálicas 6

Asumiendo que el 13 % del aislamiento de las tuberías está en mal estado técnico tenemos:

1) 86 m de tuberías de 2" y con un Tw = 60 °C

F = ø * ππ * l

Q = F * a * (Tw - Ta)

a = 11.1 kcal/m2h.°C

F = (0.0508) x (3.1416) x (86) = 13.7 m2

Q = (13.7)(11.1)(60-40)

Q= 3041 kcal/h x 3025 h/a = 9199024 kcal/a

Mediante el aislamiento se debe evitar el 80 % de las pérdidas

Qv = 9199025 kcal/a * 0.8 = 7359220 kcal/a

Qv = 7359220 = 760 kg comb/a

9675

2) 15 m de tuberías de 1" Tw 60 °C

F = ø * ππ * l

Q = F * a * (Tw - Ta)

a = 11.78 kcal/m2h.°C

F = (0.0254) (3.1416) (15) = 1.196 m2

Q = (1.19) (11.78) (20)

Q = (280 kcal/h) (3025 kcal/a) = 848101

Q = 848101 = 88 kcal comb/a

9675

Page 23: calculo de eficiencia de caldera.pdf

23

4.8.- Evaluación de pérdidas por orificios

Fugas en trampas de 2"

G = K * d2 P(P+1) K = 0.4

G = (0.4) (3)2 3(3 + 1) d = 3 mm

G = 12.47 kg vapor/h Ia = 650.3 cal/h

P = 3 kg/cm2

Expresada en términos de combustible

Com.gastado = G * Ia (kg./h) = (12.47) (650.3) = 8109.2 = 0.99 kg/h

N * PCI (0.84) (967.5) 8127

0.99 x 3025 = 2994 kg/año

Asumiendo esta pérdida para las dos trampas:

2 x 2994 = 5989.5 kg/año = 5.9 t comb/a

Fugas de vapor en trampas de 1"

G = K * d2 P(P+1) K = 0.4

G = (10.4) (2.5)2 (1(1 + 1) d = 2.5 mm

G = 3.52 kg vapor/h Ia = 638.4 cal/kg

P= 1 kg/cm2

Expresada en términos de combustible.

Comb = G x Ia (kg/h) = (3.5) (638.4) = 2234 = 0.27 kg/h

N x PCI 0.84 (9675) 8127

0.27 x 3025 = 816 kg/año

Asumiendo esta pérdida para 6 trampas en mal estado = 816 kg/año x 6 = 4896 kg comb/a = 4.8 t/a

Distancias de tuberías de vapor en planta 336 (m ) diámetro 5 (cm) (286) y 2.5 cm (50)

Número de trampas 8 Tipos: Cubo invertido y bimetálicas.

Porcentaje de retomo de condensado: - 2

Otros usos de condensado: Calentamiento de agua x Vapor FLASH

Tipos de aislamiento utilizado: Lana vidrio

Page 24: calculo de eficiencia de caldera.pdf

245.- Combustible. Datos de consumos y costos estadísticos

Tipo de combustible: Mezcla panadería

Capacidad de almacenamiento: 30 000 ��

MES

CONS.MENSUAL

(unidad) (��)

COSTO POR

UNIDAD ($) COSTO TOTAL

Enero 9435 0.2269 2141.7

Febrero 6788 0.2157 1464.3

Marzo 13001 0.2190 2847.4

Abril 11506 0.2215 2548.6

Mayo 10.585 0.1990 2106.4

Junio 9089.7 0.2016 1832.5

Julio 13922.2 0.2089 2908.3

Agosto 15648.1 0.2158 3376.9

Septiembre 14152 0.2215 3134

Octubre 9711 0.1980 1922

Noviembre 11966 0.2035 2435

Diciembre 12863 0.2195 2823

TOTAL AÑO 138 666.7 ��

6.- Agua, aire comprimido y refrigeración

6.1.- Usos de agua

FLUJO (m3/h)

USO/APLICAC. PRESION TEMP. MIN MAX PROMED. MEDIDOR

Limpieza 3 90

Sist. Refrig.enfriamiento 3 28

Planta tratamiento H2O 3 28

Mezcladores 3 258

Banco hielo 4 1

Pasteurizador 3.5 285

Elaborac. De productos 3 28

Agua potable 3 10

Page 25: calculo de eficiencia de caldera.pdf

25

6.2.- Compresores de agua

PRODUCTO

CANT TIPO MOV FLUIDO REG. REFRI. USOCAPACIDAD

m3

PRES.

SUCC

kg/cm2

SALIDA

T.SAL

°C

CONS. ENERG

kW.h

1 2 3 4 5 6 7

2 A E Aie I - AS 315 Atmosférica 6 100 °C 17.5 KW

6.2.1.- Usos de aire comprimido

Ø Accionamiento neumático de válvula

Ø Incorporación aire para producción de helado

Ø Pintura (esporádicamente)

Ø Limpieza (barridos de residuos de soluciones)

7.- Generación y uso de la energía térmica

7.1.- Compresores

PRODUCTO

CANT TIPO MOV FLUIDO REG. REFRI. USOCAPACIDAD

m3

PRES.

SUCC

kg/cm2

SALIDA

T.SAL

°C

CONS.

ENERG kW.h

1 2 3 4 5 6 7 kg/cm2 kg/cm2

3 Positivo E Agua Int. NH3 R 450000 2 12 90 230

3 Positivo E Agua Int. NH3 R 190000 0.36 1.9 50 86

2 A E Agua I NH3 R 280000 2 12 120 190

• Especificar fabricantes en notas

(1) Alternativo: A, Rot. Desp. Positivo RDP, Centrífugo: C

(2) Electromotriz: E, Turbina: T

(3) Agua: A: Aire: AI

(4) Continuo: C, intermitente: I Reserva: R

(5) Tipo de Refrigerantes Utilizado

(6) Refrigeración: R, Frac de Aire: FA, Aire de Servicio: AS Otros: O

(7) M3

Page 26: calculo de eficiencia de caldera.pdf

26SISTEMA DE CLIMATIZACION (REFRIGERACION)

Carga térmica: 800 000 cal TR. Fluido que transporta el frío: Amoníaco, Agua.

Caudal del fluido que transporta el frío: 145 m3/h

Temperatura de entrada: - 28 °C y salida: -5 °C del evaporador del fluido que transporta el frío.

7.1.1.- Evaluación de compresores

Pérdidas energéticas por altas condensación del ciclo

Valores de los ciclos

Nominal :

P (kg/cm2) Temp (°C) i(cal/h)

Pto. # 1 1.9 -22 395

Pto. # 2 11.5 85 447

Pto. # 3 11.5 28 136

Pto. # 4 1.9 -22 136

qo = (i1 - i4) = (395 - 136) = 259

We = (i2 - i1) = (447 - 395) = 52

COPn = (q0 / We) = (259 / 52) = 4.98

COPn = 4.98

Real:

P (g/cm2) Temp ( °C) i(cal/h)

Pto. # 1 2 -20 396

Pto. # 2 12 100 453

Pto. # 3 12 35 133

Pto. # 4 2 -20 133

qo = (i1 - i4) = (396 - 133) = 263

We = (i2 - i1) = (453 - 396) = 57

Page 27: calculo de eficiencia de caldera.pdf

27

COPr = (q0 / We) = (263 / 57) = 4.61

COPr = 4.61

Eficiencia del ciclo

B = (COPr / COPn)

B = (4.61 / 4.98)

B = 0.93

Pérdida de energía eléctrica por

disminución del COP

P = (1 - COPr / COPn) * Consumo

energía (Anual)

P = (1 - 4.61 / 4.98) * 2874

P = (1 - 0.93) * 2874

P = 201.2 MW

7.2.- Cámaras de refrigeración

Cantidad t °C

Capacidad de

almacenamiento Tipo Observaciones

Conservación 1 + 4 1627.2 m3 DGS-258 Está funcionando

Congelación 2 - 15 1627.2 m3 GSA-1050- 15 °C no está

funcionando.

Congelación 1 -30 5 000 m3Está

funcionando.

Page 28: calculo de eficiencia de caldera.pdf

28

Pu

Punto

Punto Pu

Punt

Punto 3

Punt

Punt

7.2.1.- Situación de la cámara de -30 °C

La situación de la cámara de -30°C es

preocupante pues la misma posee daños en

gran parte de su aislamiento térmico tanto en

paredes, techos y piso, en algunas áreas existen

limitaciones del área de almacenamiento por

peligrosidad en el desprendimiento del

aislamiento del techo, las filtraciones de agua

en el techo han ayudado a la formación de

estalactitas que han formado en algunas zonas

columnas al unirse con las estalagmitas, existe

falta de hermeticidad en la puerta principal del

anden con grandes pérdidas de frío; en esta se

guardan productos de la cocina manipulándose

en varias ocasiones diariamente con grandes pérdidas de frío, también existen pérdidas por las cortinas

de PVC y grandes pérdidas de frío por aberturas y juntas.

El bajo aprovechamiento de la capacidad de

almacenamiento dada por la baja producción

por afectaciones de la materia prima,

presupone un análisis del uso de un área de

menor capacidad de almacenaje con un menor

consumo energético.

Falta de conductos para la distribución

uniforme de frío para toda el área de la

cámara.

Page 29: calculo de eficiencia de caldera.pdf

29

Punto5

Punto5

Valoración de las pérdidas por aislamiento dañado en techo y piso

Datos

Area para piso y techo = 1008 m2

Coef. K = 0.33 kcal.h/m2 °C

T ext. techo = 21 °C

T ext. Piso = 15 °C y 18 °C (A = 504 m2 para

cada temperatura exterior)

T int. Cámara = - 22 °C

P = A * K *∆T

Ptecho = 139.7 MW.h/año

Ppiso = 125.07 MW.h/año

Ptotal piso+techo = 264.8 MW.h/año

Page 30: calculo de eficiencia de caldera.pdf

308.- Paros imprevistos por deficiencias

8.1.- Análisis de las causas y duración (h)

MES MECANICAS ELECTRICAS INSTRUMENT TOTAL

1 4 2.5 0.7 7.2

2 5.1 3 - 8.1

3 3.2 2.01 1.1 6.31

4 2.5 1.7 0.9 5.1

5 5.0 3.2 0.5 8.7

6 5.4 4.9 1 11.3

7 7 2.7 0.75 8.45

8 8.6 3.1 1.3 13

9 2.2 2.8 0.6 5.6

10 3.4 2.2 1.01 6.61

11 4.2 3.4 1.6 9.2

12 2.58 3.8 0.95 7.55

TOTAL 53.4 35.51 10.41 97.11

9.- Motores mayores consumidores

Servicio que prestan Cantidad Potencia unitaria

Compresor de amoniaco (alto) 3 230

Compresor de amoniaco (chino) 2 190

Compresor de NH3 (baja) 3 86

Compresor de aire (Betico) 2 15

10.- Tratamiento de agua

Tipo: Int. iónico Capacidad suavizadora: 9 m3/h Modelo: VT-TMSV-7

Consumo de reactivos: 16 kg por año

Page 31: calculo de eficiencia de caldera.pdf

31

11.- Torres de enfriamiento

Cant Tipo Ventilador kW Flujo de aire TBH TBS % TSA

°C

TEA

°C

Flujo de agua

m3/h

4 Tiro forzado 4.6 20 m3/h 30 35 100 m3/h

12.- Bombas

Cant. Fluido Flujo m3/h Presión

kg/cm2

Te °C Ts °C Potencia

kW

Observación

2 Agua 51.8 5 30 30 8 1 No funciona

2 Agua 210 4.5 28-30 28-30 25 B.rec.vert.

2 Agua 170 6 28-30 28-30 22 B.serv.

2 Agua 20.1 2.5 5-10 5-10 7 Retorno

3 Agua 34.9 2.5 0 0 9 Agua helada

1 Agua 170 6 28-30 28-30 22 Emergencia

2 Agua 104.4 55 11 11 25 Servicio H2O

1 Agua 90 55 11 11 20 Servicio H2O

1 NH3 4.8 4 -40 -40 4.6 Bomba NH3

1 NH3 16 4 -40 -40 6 Bomba NH3.

Page 32: calculo de eficiencia de caldera.pdf

3213.- Resumen de potenciales de ahorro

No. Energía

1 Baja temperatura agua alimentar en calderas 5.2 t/año

2 No recuperación de condensados 12.4 t/año

3 Pérdidas por aislamiento 1.8 t/año

4 Fugas y trampas en mal estado 10.7 t/año

Total 30.1 t/año

5 Pérdidas por disminución del C.O.P. 201.0 MW.h/año

6 Pérdidas por puertas abiertas 34.0 MW.h/año

7 Pérdidas por aperturas 25.0 MW.h/año

8 Pérdidas por aislamiento dañado. 6.7 MW.h/año

9 Parada de 1 compresor en el pico 78 MW.h/año

10 Pérdidas por techo y piso 264.8 MW.h/año

Total 609.5 MW.h/año

14.- Impacto ambiental

Teniendo en cuenta la situación ambiental que puede traer la emisión de contaminantes a la atmósfera y

con las posibilidades reales de disminución de los consumos en 30 t de combustible al año, se puede

dejar de emitir:

CO2 = 72.7 tCO2

O2 = 20 tO2

NO2 = 399 tNO2

Según mediciones efectuadas tenemos que:

O2 = 3.8 % = 38000 ppm

CO2 = 10 % = 100000 ppm

CO = 0 %

N2 = 86.2 % = 862000 ppm

Exceso de aire = 1.22

Caudal de gases = 13.5 Nm3/kgcomb.

µg/m3 = ppm * Peso molecular

24.5

CO2 = 0.1796 kg/m3 O2 = 0.0496 kg/m3 NO2 = 0.9854 kg/m3

Page 33: calculo de eficiencia de caldera.pdf

33

CONCLUSIONES

- El descenso en los niveles de producción desde el año 1989 hasta 1999, evidencia un gran deterioro

de la eficiencia energética, con un incremento en los indicadores de consumo, que si bien están

afectados por el bajo acopio y aprovisionamiento de su materia prima (leche fresca), este no es solo

el motivo de sus deterioros, sino también por el estado técnico y años de explotación de sus equipos

de frío y neveras.

- A partir del año 1996 se inicia un proceso de recuperación de su capacidad productiva manteniendo

las elevadas pérdidas de energía por el deficiente estado técnico de la cámara de – 30 °C.

- Teniendo presente el estado actual de la cámara de – 30 °C, la baja producción por afectaciones de

materias primas y el bajo aprovechamiento de su capacidad de almacenaje y la disminución de la

demanda de helados por la elaboración de productos por diferentes corporaciones/clientes a precios

más competitivos, es que debe analizarse la explotación de una cámara más pequeña y con un

consumo más eficiente, teniendo como una vía de solución la rehabilitación de una de las cámaras de

– 15 °C (mucho más pequeña que la de –30 °C) llevándola a – 30 °C.

- Debe valorarse las pérdidas que se originan por salideros de vapor y no recuperación de condensado

en la generación de vapor.

- En el año 1999 las principales causas de afectación a la producción estuvieron dadas por fallas

mecánicas que solo ellas representan el 55 % y los fallos eléctricos que representan el 36 %.

Page 34: calculo de eficiencia de caldera.pdf

34

RECOMENDACIONES

Energía térmica

1. Realizar mediciones y análisis periódicos de eficiencia de las calderas.

2. Recuperar el condensado para poder elevar la temperatura del agua de alimentar a las calderas.

3. Verificar y reparar los instrumentos de medición de parámetros de calderas.

4. Utilizar el fuel-oil en lugar de mezcla (20 % fuel-oil y 80 % diesel).

5. Eliminar los salideros de vapor.

6. Reparar trampas de vapor en mal estado.

7. Reparar aislamiento térmico dañado y faltante.

Energía frigorífica

1. Instalar y/o reparar control automático para el ajuste de la temperatura en las neveras.

2. Reparar el dispositivo de control para la regulación de entrega de frío según temperatura en la

nevera.

3. Reparar el condensador y sistema de pacas de las torres de enfriamiento (las cuales provocan un

deficiente ∆T).

4. Reponer el aislamiento térmico en tuberías, paredes, piso y techo de la cámara de – 30 °C que

ocasionan cuantiosas pérdidas de energía.

5. Reponer cortinas en puertas de la cámara, evitando la entrad de aire, ya que esto provoca un

aumento de la carga térmica.

6. Actualizar el estudio de regulación, control y acomodo de carga para disminuir el por ciento del

consumo en horario pico.

7. Reponer los conductos distribuidores de frío.

Page 35: calculo de eficiencia de caldera.pdf

35

DISTRIBUCION HORARIA DE ENERGIA ELECTRICA

ENTRADAS DE ALIMENTACION

Ínter. Horario Consumo (kW) TOTAL (kW)

00:00 a 01:00 215 215

01:00 a 02:00 218 218

02:00 a 03:00 216 216

03:00 a 04:00 220 220

04:00 a 05:00 230 230

05:00 a 06:00 235 235

06:00 a 07:00 240 240

07:00 a 08:00 240 240

08:00 a 09:00 260 260

09:00 a 10:00 270 270

10:00 a 11:00 280 280

11:00 a 12:00 295 295

12:00 a 13:00 320 320

13:00 a 14:00 320 320

14:00 a 15:00 340 340

15:00 a 16:00 345 345

16:00 a 17:00 350 350

18:00 a 19:00 340 340

19:00 a 20:00 340 340

20:00 a 21:00 335 335

21:00 a 22:00 300 300

22:00 a 23:00 260 260

23:00 a 24:00 240 240

24:00 a 00:00 220 220

Page 36: calculo de eficiencia de caldera.pdf

36INSTRUMENTOS DE MEDICION UTILIZADOS

♦ Analizador de gases del tipo FYRITE

♦ BACHARACH

♦ ANALIZADOR DE REDES

♦ Voltiamperímetro de gancho

♦ Cámara de infrarrojo VARIOSCAN

♦ TERMOMETROS DE CONTACTO Y PROFUNDIDAD

♦ VOLTIMETRO

♦ PSICROMETRO

♦ Cámara fotográfrica digital

Page 37: calculo de eficiencia de caldera.pdf

37BIBLIOGRAFIA

♦ DIAGRAMA PRESION –ENTALPIA DEL AMONIACO.

♦ USO EFICIENTE DE LA ENERGIA EN CALDERAS Y REDES DE FLUIDOS -(IDAE) España.

♦ SISTEMA DE GENERACION Y DISTRIBUCION DEL VAPOR –Inspección Estatal Energética.

Cálculo Rápido I. CNE. 1986.

♦ ELECTROENERGETICA- Inspección Estatal Energética. Cálculo Rápido II. CNE. 1986.

♦ Guías de Inspección. Inspección Estatal Energética.

Page 38: calculo de eficiencia de caldera.pdf

38

PROGRAMAS TECNICOS DE COMPUTACION UTILIZADOS

DTV01 Transporte y uso eficiente del vapor.

NEVERA Cálculos de pérdidas por aberturas en sistemas de refrigeración.

SALIDEROS Cálculos de pérdidas por salideros.

AISLA Cálculos de pérdidas por aislamiento.

Page 39: calculo de eficiencia de caldera.pdf

39

INTRODUCCION GENERAL........................................................................................................................................1

SUBPROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGETICA ...............................................................................................3

INTRODUCCION ...........................................................................................................................................................4

1.- CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA PLANTA...................................................................................................61.1.- DESCRIPCIÓN DE LA FABRICA DE HELADOS ............................................................................................................6

1.1.1.- Tiempo de operación y personal......................................................................................................................71.1.2.- Materias primas y productos principales.........................................................................................................7

2.- CONSUMOS ENERGÉTICOS..................................................................................................................................7

2.1.- CONSUMOS ENERGÉTICOS ANUAL ..........................................................................................................................7CONSUMOS ENERGETICOS AÑO 1999 ....................................................................................................................72.2.- DISTRIBUCIÓN DEL CONSUMO (%) ........................................................................................................................82.3.- ESTRUCTURA DE CONSUMO ...................................................................................................................................8

3.- PRODUCCIÓN, CONSUMO DE ENERGÍA Y SU COSTO...................................................................................9

3.1.- CONSUMOS Y COSTOS UNITARIOS DEL AÑO 1999 ......................................................................................................93.1.1.- Análisis de los gráficos de producción-consumo ........................................................................................... 11

3.2.- ANÁLISIS DE LA FACTURACIÓN DEL AÑO 1999...................................................................................................... 11CONSUMOS MENSUALES ..................................................................................................................................... 12

CONCEPTOS ................................................................................................................................................................ 12

Clima MW.h............................................................................................................................................................. 123.2.1.- Factor de potencia ........................................................................................................................................ 123.2.2.- Consumos en el horario pico......................................................................................................................... 123.2.3. Autolectura diaria .......................................................................................................................................... 12

3.3.- CAPACIDAD INSTALADA, CONSUMO Y USO DE MOTORES ELÉCTRICOS .................................................................. 133.4.- ILUMINACIÓN ...................................................................................................................................................... 14ANALISIS SISTEMA DE ILUMINACION.............................................................................................................. 14

4.- GENERACIÓN Y USO DE LA ENERGÍA TÉRMICA ......................................................................................... 14

4.1.- CALDERAS. DATOS BÁSICOS. ............................................................................................................................... 144.2.- QUEMADORES ..................................................................................................................................................... 144.3.- CALDERAS. PARÁMETROS BÁSICOS...................................................................................................................... 15

4.3.1.- Mediciones en calderas................................................................................................................................. 164.4.- RENDIMIENTO DE CALDERA................................................................................................................................. 17

4.4.1.- Cálculo del rendimiento de las calderas........................................................................................................ 18Pérdidas de calor en los gases de escape ................................................................................................................. 18Pérdidas por inquemados gaseosos .......................................................................................................................... 19Pérdidas por sólidos inquemados ............................................................................................................................. 19Pérdidas por radiación y convención de paredes ..................................................................................................... 19Pérdidas de combustible por baja temperatura del H2O de alimentar ...................................................................... 19Pérdidas por no recuperación de condensados......................................................................................................... 20

RESULTADOS .............................................................................................................................................................. 20

4.5.- BALANCE ENERGÉTICO DE LA CALDERA............................................................................................................... 214.6.- SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN Y USO DE VAPOR ...................................................................................................... 214.7.- EVALUACIÓN DE LAS PÉRDIDAS POR AISLAMIENTO EN LAS TUBERÍAS .................................................................. 224.8.- EVALUACIÓN DE PÉRDIDAS POR ORIFICIOS .......................................................................................................... 23

Page 40: calculo de eficiencia de caldera.pdf

40

5.- COMBUSTIBLE. DATOS DE CONSUMOS Y COSTOS ESTADÍSTICOS........................................................ 24

6.- AGUA, AIRE COMPRIMIDO Y REFRIGERACIÓN........................................................................................................ 246.1.- USOS DE AGUA ..................................................................................................................................................... 246.2.- COMPRESORES DE AGUA ...................................................................................................................................... 25

6.2.1.- Usos de aire comprimido............................................................................................................................... 25

7.- GENERACIÓN Y USO DE LA ENERGÍA TÉRMICA ......................................................................................... 25

7.1.- COMPRESORES .................................................................................................................................................... 25SISTEMA DE CLIMATIZACION (REFRIGERACION) ....................................................................................... 26

7.1.1.- Evaluación de compresores........................................................................................................................... 267.2.- CÁMARAS DE REFRIGERACIÓN............................................................................................................................. 27

7.2.1.- Situación de la cámara de -30 °C................................................................................................................. 28Valoración de las pérdidas por aislamiento dañado en techo y piso ......................................................................... 29

8.- PAROS IMPREVISTOS POR DEFICIENCIAS..................................................................................................... 30

8.1.- ANÁLISIS DE LAS CAUSAS Y DURACIÓN (H)............................................................................................................ 30

9.- MOTORES MAYORES CONSUMIDORES .......................................................................................................... 30

10.- TRATAMIENTO DE AGUA ................................................................................................................................. 30

11.- TORRES DE ENFRIAMIENTO............................................................................................................................ 31

12.- BOMBAS ................................................................................................................................................................ 31

13.- RESUMEN DE POTENCIALES DE AHORRO................................................................................................... 32

14.- IMPACTO AMBIENTAL...................................................................................................................................... 32

RECOMENDACIONES................................................................................................................................................ 34

DISTRIBUCION HORARIA DE ENERGIA ELECTRICA........................................................................................ 35

INSTRUMENTOS DE MEDICION UTILIZADOS..................................................................................................... 36

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................................................... 37

PROGRAMAS TECNICOS DE COMPUTACION UTILIZADOS............................................................................. 38