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planeamiento de Auditoria Energetica en la planta de Bombeo...

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA EFICIENCIA ENERGÉTICA I/2020

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA DE OCCIDENTE INGENIERÍA INDUSTRIAL

8.0 GRUPO

TEMÁTICA: PROPUESTA DE EFICIENCIA ENERGETICA EN PLANTA ANDA: EL TREBOL #1 MATERIA: EFICIENCIA ENERGETICA DOCENTE: ING. MAURICIO CARTAGENA PRESENTADO POR: OLIVARES DE BLANCO, NORMA CAROLINA RIVERA MARTINEZ, ALBA JANETH ROSALES ÁVILA, JORGE HUMBERTO

OD16001 D 8.0 RM15065 D 7.0 RA16074 D 7.0

SANTA ANA, VIERNES 8 DE MAYO DE 2020. “Hacia la Libertad por la Cultura”

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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR DEPARTAMENTO DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA EFICIENCIA ENERGÉTICA I/2020

INDICE

Contenido INTRODUCCION............................................................................................................................3 OBJETIVOS.....................................................................................................................................4 OBJETIVO GENERAL.................................................................................................................4 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.........................................................................................................4 CONTENIDO GENERAL DEL INFORME..................................................................................5 ANTECEDENTES...........................................................................................................................6 MEDIDAS A IMPLEMENTARSE PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA EN EL CONSUMO ENERGÉTICO...........................................................................................................6 MEDIDAS ADMINISTRATIVAS.................................................................................................6 MEDIDAS TÉCNICAS.................................................................................................................7 GESTIÓN TÉCNICA......................................................................................................................7 CÁLCULOS DE CDT Y HP FALTANTES:...................................................................................7 PARA POZO 1...............................................................................................................................7 PARA CISTERNAS.......................................................................................................................8 MOTOR POZO 2 SIN HP..............................................................................................................8 MEMORIA DE CÁLCULO PARA NUEVOS EQUIPOS.............................................................9 TABLA DE EQUIPOS PROPUESTOS........................................................................................12 AHORRO.......................................................................................................................................13 COSTOS Y RECUPERACION.....................................................................................................14 SUB ESTACION............................................................................................................................14 PRESUPUESTO RED A TIERRA................................................................................................16 CONCLUSION...............................................................................................................................17 BIBLIOGRAFIA............................................................................................................................18

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INTRODUCCION

En las posteriores paginas el lector encontrara un plan de eficiencia energética para la planta El Trébol #1, se detalla el estado y consumo actual de los motores o equipos instalados en ese lugar, se determinan los consumos por día y mes de cada equipo con la finalidad de conocer el estado actual de consumo eléctrico para luego pasar a la parte más importante del trabajo, la cual es que se generan algunas propuestas de mejora en los equipos para un mayor ahorro de energía eléctrica. Todo lo anterior con base a las normativas técnicas de ANDA así como a las demás especificaciones técnicas de las instituciones encargadas de regular la instalación de dichos aparatos eléctricos. La finalidad general es obtener una propuesta solida de eficiencia energética que permita reducir el consumo eléctrico en la planta.

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OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Conocer la metodología para una correcta aplicación de

Ahorro de Energía,

mediante la implementación de medidas de Eficiencia Energéticas dentro de la planta el Trébol #1 Santa Ana.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Aprender sobre la eficiencia de equipos utilizados en el bombeo y distribución del agua potable. 

Aplicar las normativas técnicas vigentes para el cambio de equipos de bombeo y rebombeo de agua potable.



Llevar a cabo los cálculos necesarios para determinar las características de eficiencia energética de cada equipo que se pretenda cambiar.



Aumentar la eficiencia de los equipos y disminuir el consumo de energía eléctrica dentro de la planta.

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CONTENIDO GENERAL DEL INFORME

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ANTECEDENTES. Desde tiempo atrás se considera de suma importancia el cuido de los recursos naturales no renovables, es en esta lucha que se llevan a cabo actividades encaminadas a dicho fin, en este caso se buscara obtener equipamiento de bombeo eficiente que baje el consumo actual de energía eléctrica en una planta específica, para así brindar un servicio de calidad a un costo de producción menor del actual y con esto también: Dar cumplimiento al el Acuerdo Ejecutivo No. 58-2015 Política de Austeridad en lo relacionado Al uso racional y eficiente de la energía en las Instituciones del Sector Público y los lineamientos establecidos por el CNE(Consejo Nacional de Energía) en materia de eficiencia energética. Fotografía de ubicación de la planta ¿

MEDIDAS A IMPLEMENTARSE PARA INCREMENTAR LA EFICIENCIA EN EL CONSUMO ENERGÉTICO. Se considera que deben existir dos tipos de medidas en lo relacionado a la eficiencia y continuación se presentan: las medidas administrativas y técnicas a implementar que permitan mejorar la eficiencia en cuanto al consumo eléctrico que actualmente se tiene dentro de la planta.

MEDIDAS ADMINISTRATIVAS 

Concientización del Personal en el uso y eficiente de la energía eléctrica:

Un equipo puede estar diseñado para brindar la mayor eficiencia posible pero al final el control y funcionamiento de este depende de una persona que tenga los conocimientos en cuanto al ahorro y eficiencia de los recursos eléctricos, es por ello que se toma a bien el

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llevar a cabo esta medida, para que todo operario realice las acciones pertinentes para el ahorro de energía eléctrica, que se detallaran en capacitaciones o charlas. MEDIDAS TÉCNICAS.  

Sustitución de equipos cuya vida útil este ya por caducar. Sustitución de equipos que por rebobinado o reparaciones tengan problemas de eficiencia.



Sustitución de equipos que generen un alto costo energético.



Realizar las actividades pertinentes a la sub-estación eléctrica en el caso de ser necesarias, con el fin de obtener un ahorro eléctrico.

GESTIÓN TÉCNICA Inicialmente para la gestión técnica se calcula el consumo eléctrico actual dentro de la planta. Para esto se tomaron datos de las tablas proporcionadas y así determinar el consumo que se tiene por cada tipo de motor eléctrico el cual se menciona a continuación: SISTEMA CISTERNA

CANT

El trébol #1 El trébol #1

1 1

SISTEMA POZO

CANT

Pozo 1 Pozo 2

1 1

POTENCIA MOTOR HP 75 75 POTENCIA MOTOR HP 60 75

CONSUMO Kw/h

PRODUCCIO N EN GPM

CDT PIES

CONSUMO KW/DIA

55.95 55.95

300 300

719 719

1342.8 279.75

CONSUMO Kw/h

PRODUCCIO N EN GPM

CDT PIES

CONSUMO KW/DIA

CONSUMO KW/MES

44.76 55.95

350 300

549 600

984.72 895.2

29541.6 26856

212.61

TOTAL:

CONSUMO KW/MES 40284 8392.5

105074.1

Consumo = 212.61 kw/h Consumo mensual = 105074.1 kw/h CÁLCULOS DE CDT Y HP FALTANTES: PARA POZO 1 BHP=

Q∗CDT ∗SPg 3960∗RBom

y

BHP = Hp∗N motor

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BHP=60∗0.936 =55.44

Entonces despejamos CDT y sustituimos valores: BHP∗3960∗R Bom 300∗1

=CDT

55.44∗3960∗0.75 =CDT 300∗1 549 ft

¿ CDT

PARA CISTERNAS BHP=75∗0.93 =69.75 Entonces despejamos CDT y sustituimos valores: BHP∗3960∗R Bom =CDT 300∗1

69.75∗3960∗0.78 =CDT 300∗1 719 ft

¿ CDT

MOTOR POZO 2 SIN HP De la formula brindada se despeja la potencia: Q∗CDT ) factor de cambio Hp= 3960 (

Entonces: 300∗600 ) 0.746 Hp= 3960 (

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Se supondrá uno de 75 hp

MEMORIA DE CÁLCULO PARA NUEVOS EQUIPOS Para pozo 1

Así que procedemos a bajarle la CDT a 500 y el caudal a 300 gpm, es en ese punto donde se ve un notorio cambio, ya que ahí el motor sugerido es de 50 hp, con la misma eficiencia pero menos potencia, así que este se tomara para la mejora. Con la ayuda de la aplicación National Pums Selector y en base a las características de caudal y CDT buscaremos motores más eficientes o sabremos si los actuales son los correctos: Utilizando las medidas actuales en la app observamos que incluso se nos sugiere un motor de 75 hp, es decir un motor de mayor potencia.

MEMORIA DE CALCULO : HP = CDT X Q/N% X 3960

TIPO y COSTO: Motor Franklin sumergible, cerrado de 50 hp y 6”, trifásico, de 460 v para un caudal de 300 gpm. “Hacia la Libertad por la Cultura”

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costo+35 % de traslado+40 % de venta $ 3726 + 1304.1+ 2012.4=$ 7,042.5

Para pozo 2

De igual manera se bajó la CDT a 521 y ahí incluso se puede optar por un motor de 50 hp, sin embargo dado que el de 60 representa una opción viable y a la vez mejora las necesidades se tomara el de 60 hp como el indicado. TIPO y COSTO: Motor Franklin sumergible, cerrado de 60 hp y 6”, trifásico, de 460 v para un caudal de 300 gpm. Para este tipo de requerimientos del pozo 2 nos arrojó un motor de 60 hp, actualmente mediante cálculos algebraicos se determinó uno de 75 hp en la tabla inicial ya que era el que más se aproximaba a 61 hp.

costo+35 % de traslado+40 % de venta $ 4442 + 1554.7 + 2398.68 =$ 8,

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Para cisternas

Originalmente con los datos generales el motor propuesto excede la potencia del actual, ya que se tiene uno de 75 hp y aquí se nos sugiere uno de 100 hp, sin embargo al ver la grafica es notorio que esta se acerca mas a los 75 hp lo cual coincide con el que se tiene.

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Se decidió bajarle la carga dinámica en 73 ft lo que permite una bajada de potencia y aunque la app diga que se necesita uno de 75 hp, al analizar la gráfica es aceptable que se puede utilizar uno de 60 hp que es justo la potencia que se tiene sobre la línea, por lo tanto es esta la indicada para eficientizar.

TIPO y COSTO: Motor USMotors vertical, de 60 hp, trifásico, de 460 v, 3600 rpm para un caudal de 300 gpm. costo+35 % de traslado+ 40 %de venta 4359 + 1525.65 + 2353.86 =$ 8,238.51

SISTEMA CISTERNA

TABLA DE EQUIPOS PROPUESTOS Motor tipo alta Bomba tipo turbina, eje vertical, alta “Hacia la Libertad por la Cultura”

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eficiencia, sumergible, cerrado

El trébol #1 El trébol #1 SISTEMA POZO Pozo 1 Pozo 2

SISTEMA ACTUAL HP 75 75 60 75

PROPUESTA CONSUMO DE MOTOR Kw/h HP 60 44.7 60 44.7 CONSUMO Kw/h 50 37.3 60 44.7

eficiencia CAUDAL EN GPM

CDT EFICIENCIA PIES %

300 550 300 550 PRODUCCION CDT EN GPM PIES 300 511 300 521

PRECIO $

93.6 8238.51 93.6 8238.51 EFICIENCIA PRECIO % $ 94.5 7042.5 95 8395.38

Consumo = 171.4 kw/h COSTO TOTAL DE LA INVERSION: $ 31,914.9 + BBA +ARRANCADOR +M.O

AHORRO CONSUMO DE NUEVOS EQUIPOS SISTEMA CISTERN A El trébol #1 El trébol #1 SISTEMA POZO Pozo 1 Pozo 2

CAN T 1 1 CAN T 1 1

POTENCIA MOTOR HP 60 60 POTENCIA MOTOR HP 50 60

CONSUM O Kw/h 44.7 44.7 CONSUM O Kw/h 37.3 44.7

HORA S

CONSUM O KW/DIA

24 5- 24

1072.8 223.5 CONSUM O KW/DIA 820.6 715.2

22 16

CONSUM O KW/MES 32184 6705 CONSUM O KW/MES 24618 21456

Entonces: CONSUMO Equipo actual Kw/h

Consumo mensual (Cma)

Equipo propuesto Kw/h

Consumo mensual (Cmpropuesto)

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212.61 kw/h

105074.1 kw/h

171.4 kw/h

84963 kw/h

AHORRO: 41.21 kw/h AHORRO MENSUAL: 20111.1 kw/h ( Cma –Cmpropuesto) AHORRO MENSUAL EN $: 20111.1 kw/h * 0.22ctv = $4,424.44 COSTO MENSUAL PROPUESTO: 84963 kw/h * 0.22 =$18,691.86

COSTOS Y RECUPERACION ACTUAL VS PROPUESTO CONSUMO CONSUMO (KW/H) ($) Actual 105074.1 23116.3 TIPO

Propuesto Ahorro

84963 20111.1

18691.86 4424.44

TABLA DE PERIODO DE RECUPERACION EN LA LINEA DE TIEMPO CONTEMPLANDO UN AHORRO DE $4,424.44 SOBRE UN GASTO DE $18,691.86 DE FORMA CONSTANTE Y CON GRADIENTE DE $0

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SUB ESTACION La subestación actual cuenta con 3 transformadores de 100kva cada uno y dado que la potencia que se requiere para funcionar la planta está dentro del rango cubierto por los transformadores no se considera de manera inmediata cambiarlos, si bien los equipos serán cambiados, estos pretenden bajar el consumo, así que no se requiere que los transformadores abastezcan más a la planta. La potencia requerida por los 4 motores será de 230 hp por lo tanto si se cambiase a 3 x 75 kva estos no cubrirían las necesidades de la planta, y dado q 3 x 100 kva satisfacen la necesidad con un margen amplio es que la subestación se mantiene intacta, salvo el presupuesto de red a tierra que será incluido

Bbas arrancadores

mano de obra??

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PRESUPUESTO RED A TIERRA METRADO

PRECIO UNITARIO

TOTAL

Electrodo de cobre de 16 mm ø x 2,40 m

3

$220

660

Conector de bronce para electrodos de 16 mm ø y conductor de cobre de 16 mm2

3

$2.55

7.65

Conector Doble Vía Bimetálico para cable de Acero de 10 mm ø y cobre de 16 mm2

3

$4.47

13.41

Caja Registro de Concreto para Puesta a Tierra 0.5 x 0.5 x 0.45 m

3

$25.5

76.5

Cemento Conductivo

6

$120

720

Medición de Resistividad del terreno

1

$300

300

6.5

$105

682.5

3

$46

138

6.5

$45

292.5

DESCRIPCIÓN

Excavación en terreno Instalación de Puesta a Tierra tipo PAT-1 con un electrodo vertical en poste CAC Relleno y Compactación de puesta a Tierra con material adecuado

$2890.56

Este costo puede fácilmente ser costeado por los ahorros que se tendrán en materia energética.

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CONCLUSION

En la búsqueda por contribuir con los programas de ahorro de recursos y energía es que surgen propuestas para obtener el mayor beneficio de dichos recursos, es decir utilizarlos de manera eficiente para que en este caso en particular sea posible hacer una sustitución de equipos con menor potencia, cuyo objetivo sea que a largo plazo se ahorren recursos monetarios en pagos de energía eléctrica. En cuanto a los sistemas de bombeo es decir bombas deben ser sustituidas por unas acorde a las actuales, que permitan continuar con el trabajo de bombeo. Se requieren muchos conocimientos técnicos, así como de normas de instalaciones de todo tipo, pero aun con el poco conocimiento que a nuestro nivel manejamos se consideró que en cuanto a eficientizar los recursos, es apreciable que si se logró, sin embargo se debe reconocer también que hay equipos actuales que son acorde a su labor ya que en nuestro caso se tuvo que modificar características de pozos , como caudales y cargas dinámicas para obtener datos menores de potencia, y estos cambios deberían ser aplicados en la vida real para que lo propuesto deba funcionar.

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

BIBLIOGRAFIA Norma técnica de conexiones y reconexiones eléctricas en redes



Especificaciones Electromecánicas ANDA



Estándares distribución de energía eléctrica.



USMotors.com



Hidroserviciosambientales.com

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