Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10400.22/2402
Título: Análise e optimização dos consumos de utilidades (vapor e energia eléctrica) na Petibol – Embalagens de Plásticos, S.A.
Autor: Caldeira, Maria João Silva Barbosa Pinto
Orientador: Ribeiro, Albina Maria de Sá
Neto, Paula
Venâncio, João
Palavras-chave: Energia
Optimização energética
Vapor e energia eléctrica
Data de Defesa: 2010
Editora: Instituto Politécnico do Porto. Instituto Superior de Engenharia do Porto
Resumo: Uma grande parte da energia que se consome actualmente, procede de recursos não renováveis, isto e, dos combustíveis fósseis, como o petróleo, o gás natural e o carvão. Graças a estes combustíveis, houve um grande desenvolvimento da sociedade do seculo XX, sobretudo nos aspectos relativos ao transporte e actividade industrial. Hoje em dia, continuam a ser o seu suporte base, uma vez que a energia, que alimenta essas actividades, provem, maioritariamente, destes combustíveis. Com a dependência energética de recursos não renovaveis, apareceram problemas como a escassez de recursos naturais, o volume, cada vez menor, de reservas (ja que se consome energia a um ritmo superior ao da sua regeneração) e a poluição. Devido a estes factores, e necessário encontrar novas formas de obtenção de energia, bem como a sua utilização racional. E neste contexto que aparece a optimização energética na industria. Este trabalho, realizado na Petibol - Embalagens de Plástico, S.A., teve como objectivo a optimização dos seus consumos energéticos, nomeadamente, vapor e energia eléctrica. O levantamento energético efectuado permitiu concluir que na empresa, o maior consumidor de energia primaria, energia final e que acarreta maiores custos e o gás natural. Este representa 75% da energia primária, 88% da energia final e 71% dos custos, contra os 25%, 12% e 29%, respectivamente da energia eléctrica. Na central de vapor, foi proposto pela empresa fazer um estudo sobre a viabilidade de implementação de um permutador de calor, a saída do economizador, e recuperação do calor das purgas, para aquecimento da água de alimentação da caldeira, diminuindo os gastos com o gás natural. No que diz respeito a colocação do permutador de calor, verificou-se que, embora na teoria fosse possivel, na prática, traria problemas de condensação e corrosão, uma vez que os gases de combustão poderiam atingir o seu ponto de orvalho. Relativamente a purga, actualmente, esta e efectuada de trinta em trinta minutos, com uma duração de seis segundos, acarretando uma perda considerável de energia (37,4 kW), o que não é de todo recomendado e por isso fez-se analises a água da alimentação e a água dentro da caldeira. Apos os resultados, verificou-se que, na água de alimentação, parâmetros como o pH, oxigénio, ferro, dureza e condutividade, apresentavam valores superiores ao recomendado. Na água dentro da caldeira, verificou-se que esta apresentava um valor de condutividade elevada (superior ao recomendado). Estes resultados justificam a necessidade da purga ser realizada nos moldes que se encontra actualmente. No entanto, em condições ideias, a purga recomendada teria a duração de quatro segundos e seria praticada de oito em oito horas. Com a purga recomendada, a energia perdida seria de 1,54 kW. Os custos, em gás natural, inerentes a esta purga são de 71 €/ano, sendo da purga actual de 1699 €/ano. A mudança de purga traria uma poupança de 1628 €/ano. A nível da energia eléctrica, as propostas de melhoria foram, na iluminação interior e exterior da fábrica. Na iluminação interior, propôs-se a substituição de quarenta e seis lâmpadas de vapor de mercúrio, de 400 W, por lâmpadas de iodetos metálicos, de 250 W. Esta melhoria traria uma poupança de 26,6 MWh/ano, 5,2 tep e 2,5 kgCO2e. Este investimento teria um payback de 3,4 anos. Na iluminação exterior, foi proposto um interruptor crepuscular.Com este equipamento a iluminação no exterior da fábrica seria ligada e desligada de acordo com a intensidade da incidência de luz solar, evitando assim gastos desnecessários com a iluminação. Com este equipamento haveria uma poupança de 188 €/ano e o payback do investimento seria de 1,3 anos.
A large part of the energy that is consumed today comes from non-renewable resources, i.e. fossil fuels such as oil, natural gas and coal. Thanks to these fuels, there was a major development of twentieth-century society, especially in aspects relating to transport and industrial activity. Today, fossil fuels continue to be the primary source of energy that fuels these activities. With this dependence on non-renewable resources, a number of problems have appeared, including increasing scarcity of natural resources, dwindling reserves (energy is consumed at a greater rate than its regeneration) and pollution. Due to these factors, it is necessary to find new ways of obtaining energy, and methods for its rational use. It is in this context that energy optimization has appeared in industry. This work, conducted at Petibol - Plastic Packaging, SA, aimed at optimizing their energy consumption, in particular the use of steam and electricity. The survey found that natural gas is the largest provider of primary energy and final energy, and that which incurs the highest costs. It represents 75% of primary energy, 88% of final energy and 71% of costs, compared to 25%, 12% and 29% respectively for electricity. In the steam centre, the company proposed to do a study on the feasibility of implementing a heat exchanger at the outlet of the economizer, and of heat recovery from the purges for heating the boiler feed water, thus reducing spending on natural gas. With regard to the placement of the heat exchanger, it was found that although it would be possible in theory, in practice problems with condensation and corrosion would probably arise, since the combustion gases may reach dew point. The drain currently operates every 30 minutes, for a duration of 6 seconds, which results in a considerable loss of energy (37.4 kW). For this reason an analysis of the water supply and the water inside the boiler was performed. The results for the feedwater showed that parameters such as pH, oxygen, iron, hardness and conductivity, had much higher values than recommended. The water inside the boiler was also found to have a much higher value of conductivity than recommended. These results justify the way in which the purge is currently operated. However, in ideal conditions the purge would have a recommended duration of four seconds, and each purge would be carried out at intervals of eight hours. With the recommended drain, the energy loss would be 1.54 kW, and inherent costs in natural gas would be 71 € / year. Operating the current purge system costs 1699 € / year. Implementing the recommended purge cycle would provide savings of 1628 € / year. Considering the level of electricity usage, proposals for improvement were aimed at both interior and exterior factory lighting. For the interior lighting, a proposal was made for the replacement of forty-six, 400 W mercury vapor lamps with 250 W metal halide lamps. This improvement would provide a saving of 26.6 MWh / year, 5.2 tep and 2.5 kgCO 2e. This investment would have a payback period of 3.4 years. For the outdoor lighting, a crepuscular switch was proposed. With this equipment, the exterior lighting would be turned on and off according to the intensity of sunlight, thus avoiding unnecessary lighting expenses. This equipment would provide a saving of 188 € / year, with an investment payback period of 1.3 years.
Descrição: Mestrado em Engenharia Química. Ramo optimização energética na indústria química.
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/2402
Aparece nas colecções:ISEP - DM – Engenharia Química

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