Combustible.

CONVERSION DE SISTEMAS A GAS NATURAL
LA OPCION DEL FUTURO
CONCEPTOS GENERALES
•El gas natural es un combustible constituido por una mezcla de hidrocarburos
livianos cuyo componente principal es el metano (CH4). Se denomina "Natural"
porque en su constitución química no interviene ningún proceso, es limpio, sin color y
sin olor. Se le agrega un odorante sólo como medida de seguridad.
•El gas natural es mas ligero que el aire.
•NO requiere de almacenamiento en cilindros o tanques, se suministra por tuberías
en forma similar al agua potable.
GAS NATURAL ENERGÍA
DEL SIGLO XXI
Los beneficios medioambientales del gas natural, en comparación con
otros combustibles de origen fósil, adquieren su máxima relevancia
con las siguientes magnitudes:
• En su combustión produce un 40 a un 45% menos de CO2 que el
carbón y entre un 20 y un 30% menos que los productos
petrolíferos.
• Los vehículos accionados con gas natural producen entre un 20 y un
30% menos emisiones de CO2 que los vehículos accionados con
gasolina y gas –oil.
• El gas natural no emite partículas sólidas ni cenizas. En cuanto a los
óxidos de nitrógeno (NOx), las emisiones son inferiores a las de los
productos petrolíferos y a las del carbón. Además, en la combustión
del gas natural las emisiones de SO2 son prácticamente nulas.
GAS NATURAL ENERGÍA
DEL SIGLO XXI
Los siguientes gráficos muestran la
cantidad relativa de emisiones que
producen en su combustión el gas
natural, el petróleo y el carbón, en
base al valor 100% del carbón.
USO INDUSTRIAL DEL
GAS NATURAL
-Industria del vidrio.
-Industria de alimentos.
-Industria textil.
-Industria cerámicas y del
cemento.
-Fundición de metales.
CONTROL TECNOLOGICO
DE LA COMBUSTION
“La innovación tecnológica como respuesta los retos medioambientales”
La industria moderna afronta el reto de ser competitiva y ambientalmente
responsable. Tanto en el consumo de combustibles fósiles como en la
gestión de emisiones la clave para el éxito está en lograr una combustión
eficiente.
Los quemadores con control inteligente de WEISHAUPT incorporan como
elemento innovador, un sistema automático de gestión de la combustión,
donde el núcleo es el controlador digital directo W-FM 100.
Este efectua una regulación electrónica de la mezcla de aire y combustible.
Su bus CAN comunica sus comandos a servomotores (del tipo paso a paso
de una alta precisión) que estan montados sobre los elementos de ajuste del
quemador (clapeta de aire, regulador de presión del combustible, clapeta de
gas y cámara de mezcla).
SISTEMA DE COMBUSTION
LEYENDA:
1 - Sonda de O2.
2 - Módulo de O2.
3 - Servomotor en clapeta de gas.
4 - Servomotor en cámara de mezcla.
5 - Servomotor en regulador de presión de combustible.
6 - Servomotor en clapeta de aire.
7 - Cable alimentador y de datos (BUS Can).
8 - Controlador digital directo (W-FM 100).
9 - Terminal de usuario (ABE)
10 - DDC
11 - Visualización en PC.
12 - Conversor de frecuencia.
13 - Interruptor de proximidad inductiva.
Beneficios a obtener..
• Rendimiento en el Equipo
• Reducción de Costos
(Ahorro por usar Gas
Natural)
• Beneficios por el Protocolo
de Kyoto.
RENDIMIENTO
EN EL EQUIPO
“La innovación tecnológica
como respuesta los retos
medioambientales”
GENERALIDADES
Los quemadores industriales
Weishaupt de la serie WK fueron
desarrollados
para
aplicaciones
industriales especiales. Se utilizan
para funcionamiento con y sin aire de
combustión precalentado, en función
de la aplicación.
En muchos procesos industriales
se producen temperaturas de los
humos muy altas debido a las altas
temperaturas del médium (p.ej., en
las calderas de alta temperatura). De
esos humos calientes se puede
recuperar una gran cantidad de
energía. La recuperación se realiza
mediante un recuperador de calor
colocado en el conducto de humos.
Con esta técnica se pueden
conseguir mejoras en el grado
de rendimiento de hasta un 8%.
MONOBLOCK
COMPACTO W
MONOBLOCK
INDUSTRIAL
DUOBLOCK
INDUSTRIAL
16,5 - 570
12,5 - 550
60 - 300
71 - 5456
1085 - 5170
60 - 4750
60 - 4750
475 - 4335
65 - 2600
150 - 2600
75 - 1000
475 - 10500
1085 - 10500
300 - 10500
300 - 10500
300 - 10500
450 – 22.000
1085 – 22.000
300 – 22.000
300 – 22.000
300 – 22.000
N2Nitrogeno78%
N
N
O2Oxigeno
21%
O O
• GLP = 24.000 kCal/Nm3
• GLP = 11.300 kCal/kg
• GN = 9.065 kCal/Nm3
• Óleo Diesel = 10.200 kCal/kg
• Óleo BPF 1A = 9.600 kCal/kg
• Óleo BPF 2A = 9.300 kCal/kg
Hu,n = 30 kW
2,9 m3
de GN
28,6 m3
de Aire
1,1 m3
de GLP
28,2 m3
de Aire
3,0 l
de Diésel
28,3 m3
de Aire
/ GN
Hu,n = 30 kW / GLP
Hu,n = 30 kW
/ Diésel
7%
92%
1%
100%
•
•
•
•
•
Como podemos garantizar la economía?
100% del combustible debe ser transformado en energía;
Cada 1.000 mg/Nm3 de MP reduce la eficiencia en 3% ;
Cada 1.000 ppm de CO reduce la eficiencia en 2%;
Cada 1% de CxHy reduce la eficiencia en 2,5%
Control Eficaz de Emisión
Gases de Chimenea e Eficiencia
Eficiencia e Combustión Eficaz
Relación Aire Combustible
-Un control mecanico de un
quemador convencional
garantiza una relación Aire –
Combustible.
-Una calidad y una linealidad
de ajuste está relacionado a
niveles mecanicos.
-Las oscilacines no relacionan
Aire Combustible produciendo
tasas de emision de monóxido
de carbono por falta o por
exceso de aire.
Comandos Mecanicos
Comandos Mecanicos
Petrobras
Caldero HOT WARM
Comandos
Mecanicos
Oscilaciones de Eficiencia
en Funcion del CO2
Relação de CO² e O²
12
10
CO2
6
O2
4
2
Meses
D
ez
em
br
o
N
ov
em
br
o
O
ut
ub
ro
Se
te
m
br
o
Ag
os
to
Ju
lh
o
Ju
nh
o
M
ai
o
Ab
ril
M
ar
ço
Fe
ve
re
iro
0
Ja
ne
iro
%
8
Relacion Aire /
Combustible controlado
paso a paso
Oscilaciones de eficiencia
en función del CO2
Relação de CO² e O²
12
10
CO2
6
O2
4
2
Meses
D
ez
em
br
o
N
ov
em
br
o
O
ut
ub
ro
Se
te
m
br
o
Ag
os
to
Ju
lh
o
Ju
nh
o
M
ai
o
Ab
ri l
o
M
ar
ç
Fe
ve
re
iro
0
Ja
ne
iro
%
8
Emision e Eficiencia
• Lineadidad en todas las fases de potencia.
• Camaras de combustion con llama estagiada.
• Control paso a paso de todas las variables de
proceso.
• Niveles de NOx y CO controlados por camaras de
combustion de flujo turbulento
Tecnologia Weishaupt
• La combustión por etapas se basa en la
explotación de una zona rica de combustión del
combustible, por lo que con poca disponibilidad
de O ² y pico de baja temperatura, seguida por la
inyección de aire secundario para completar la
quema de combustible
ΔP = P1 - P2
CASOS DE CONVERSION
CASO Nº 1
ANTES DE CONVERSION
Caso 1 –Técnicas
Cliente: Unilever
Equipamento: Caldero ATA AWN-8
Parametro
Quemador
Combustible
CO2
CO
MP
Capacidad
Rendimiento
Antiguo
ATA
Actual
-weishaupt –
WKMS 50/2-A ZM
Óleo BPF 1-A
12%
> 1.000 ppm
400 mg/Nm3
12,5%
< 120 ppm
150 mg/Nm3
8.000 kgv/h
82%
90%
QUEMADOR WK
Caso 1 – Económicas
Cliente: Unilever
Equipamento: Caldero ATA AWN-8
Parametro
Quemador
Combustible
Trabajo
Consumo
Antiguo
ATA
Actual
-weishaupt –
WKMS 50/2-A ZM
Óleo BPF 1-A
24hs/dia; 26dias/mes; 70% de utilizacion
260.000 kg./mes
236.000 kg./mes
Costo Óleo
0,66 $/ kg
Economía de 24.000 kg./mes x $ 0,66 = $ 15 897.00
Caso 2
Cliente: Bunge
Equipamento: Forno Rotativo
Parametro
Quemador
Combustible
CO2
CO
Capacidad
Rendimiento
Antiguo
Maçarico Ar-Induzido
GLP
Actual
-weishaupt –
WKG 70/2-A ZM
GN
2%
8%
> 500 ppm
< 50 ppm
9.000.000 kcal/h
67%
85%
Caso 3
Cliente: Teka
Equipamento: ATA MP815
Parametro
Quemador
Combustible
CO2
CO
MP
Capacidad
Rendimento
Antiguo
BPF 1A
Actual
- weishaupt WKG 70/2-A ZM
GN
13,5 %
> 400 ppm
4 Bacharat
10,5 %
< 50 ppm
0 Bacharat
ATA
15.000 kgv/h
82%
90%
REDUCCION DE COSTOS
“Ahorro por Usar Gas Natural”
CUADRO COMPARATIVO POR TIPO DE COMBUSTIBLE
COMBUSTIBLES
Precio en S/. x Gln
Petroleo
Petroleo Diesel No. Gas licuado Gas Natural
2
R6
GLP
GN
4.52
9.40
4.10
1.09
Eficiencia de combustion
82%
87%
90%
92%
Equivalencia en Glns
1.00
1.29
1.53
1.74
Glns x 1 Millon de BTU
6.80
8.77
10.43
11.82
Poder calorifico
COMBUSTIBLES
Petroleo
R6
Petroleo Diesel
Gas licuado GLP
No. 2
Equivalencias de Consumo en glns/mes
COSTOS / MES (S/.)
500.00
607.79
2,260.00
5,713.25
AHORRO ( S/.)
R6 Vs. Otros combustibles / mes
3,453.25
R6 Vs. Otros combustibles / año
41,438.99
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / mes
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / año
Consumo maximo en glns/mes
COSTOS / MES (S/.)
1,000.00
4,520.00
AHORRO ( S/.)
R6 Vs. Otros combustibles / mes
R6 Vs. Otros combustibles / año
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / mes
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / año
Consumo maximo en glns/mes
COSTOS / MES (S/.)
5,000.00
22,600.00
AHORRO ( S/.)
R6 Vs. Otros combustibles / mes
R6 Vs. Otros combustibles / año
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / mes
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / año
Consumo maximo en glns/mes
COSTOS / MES (S/.)
10,000.00
45,200.00
AHORRO ( S/.)
R6 Vs. Otros combustibles / mes
R6 Vs. Otros combustibles / año
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / mes
Diesel 2 Vs. Otros combustibles / año
Gas Natural GN
698.74
2,864.84
774.65
844.37
604.84
34,378.10
-2,848.41
-34,180.89
-1,415.63
-16,987.60
-4,868.88
-58,426.59
1,215.58
11,426.50
1,397.48
5,729.68
1,549.30
1,688.73
6,906.50
82,877.97
1,209.68
68,756.20
-5,696.81
-68,361.78
-2,831.27
-33,975.20
-9,737.76
-116,853.17
6,077.92
57,132.49
6,987.42
28,648.42
7,746.48
8,443.67
34,532.49
414,389.86
6,048.42
343,780.98
-28,484.07
-341,808.88
-14,156.33
-169,876.00
-48,688.82
-584,265.86
12,155.85
114,264.98
13,974.84
57,296.83
15,492.97
16,887.33
69,064.98
828,779.72
12,096.83
687,561.96
-56,968.15
-683,617.76
-28,312.67
-339,751.99
-97,377.64
-1,168,531.71
CASO PRACTICO DE UNA
EMPRESA MINERA
CONSUMO COMBUSTIBLES ACTUALES
R500
gal/año
Diesel
US$/año
Equipo nº1
113,222
177,861
Equipo nº2
1,313,256
Equipo nº3
gal/año
GLP
US$/año
Kg/año
TOTAL
US$/año
US$/año
923,253 2,800,948
2,978,809
2,063,006
126,012
382,291
2,445,297
758,904
1,192,169
115,140
349,311
1,541,480
Equipo nº4
1,920,366
3,016,720
153,241
464,899
3,481,619
Equipo nº5
979,495
1,538,698
76,207
231,195
1,769,894
Equipo nº6
1,734,558
2,724,833
140,043
424,860
Equipo nº7
2,702,070
4,244,706
168,997
512,701
4,757,407
Equipo nº8
2,507,316
3,938,765
167,583
508,411
4,447,176
414,744 1,258,242
1,258,242
Equipo nº9
Equipo nº10
TOTAL
1,939,062
1,428,568 1,114,283
3,046,090
21,942,849
(•) Consumo proyectado 2008. Real a marzo, planeado a diciembre.
4,263,976
3,046,090
6,932,858
1,114,283
29,989,990
CASO PRACTICO DE UNA
EMPRESA MINERA
CONSUMO EQUIVALNTE DE GAS NATURAL (GN)
GNL
gal/año
GNL
US$/año
gal/año
GNL
US$/año
Kg/año
TOTAL
US$/año
US$/año
Equipo nº1
198,365
80,536
1,473,253
598,141
678,677
Equipo nº2
2,300,840
934,141
201,079
81,638
1,015,779
Equipo nº3
1,329,609
539,821
183,732
74,595
614,416
Equipo nº4
3,364,504
1,365,989
244,529
99,279
1,465,268
Equipo nº5
1,716,088
696,732
121,605
49,372
746,103
Equipo nº6
3,038,966
1,233,820
223,469
90,729
Equipo nº7
4,734,059
1,922,028
269,672
109,487
2,031,515
Equipo nº8
4,392,848
1,783,496
267,416
108,571
1,892,067
661,814
268,697
268,697
Equipo nº9
Equipo nº10
TOTAL
3,397,260
792,141
321,609
1,379,288
9,935,851
1,646,158
1,379,288
1,480,507
321,609
11,737,968
CASO PRACTICO DE UNA
EMPRESA MINERA
BENEFICIO ECONOMICO
COMBUSTIBLES
GNL
AHORRO
US$/año
US$/año
ACTUALES
US$/año
Equipo nº1
2,978,809
678,677
2,300,132
Equipo nº2
2,445,297
1,015,779
1,429,518
Equipo nº3
1,541,480
614,416
927,064
Equipo nº4
3,481,619
1,465,268
2,016,351
Equipo nº5
1,769,894
746,103
1,023,790
Equipo nº6
4,263,976
1,646,158
2,617,818
Equipo nº7
4,757,407
2,031,515
2,725,892
Equipo nº8
4,447,176
1,892,067
2,555,109
Equipo nº9
1,258,242
268,697
989,545
Equipo nº10
3,046,090
1,379,288
1,666,803
29,989,990
11,737,968
18,252,023
TOTAL
DEMANDA PROYECTADA
DE GAS NATURAL
CLIENTES INICIALES DE GN
DEMANDA PROYECTADA
DE GN
Fuente: Deuman S.A.C.
METODOLOGÍA
GENERAL
• La metodología aplicada es general, y se basa principalmente en la
determinación de los datos de demanda energética de los
combustibles en el escenario con y sin proyecto de gas natural.
• Estos datos son multiplicados por factores de emisión de los
contaminantes en estudio (CO2, SO2y MP) para obtener las
emisiones de cada contaminante en uno u otro escenario.
• Las metodologías específicas están dadas en función del sector y el
contaminante considerado, lo cual definirá el factor de emisión
respectivo y la demanda energética en el escenario con y sin
proyecto.
Factores de emisión CO2
(IPCC)
Factores de emisión de SO2
y MP (EPA)
Factores de Emisión para
Fuentes Móviles
PROYECTO
DE
EMISION DE CO2 y SO2
• Fuente: FONAM
Fondo Nacional del Ambiente - Perú
Línea Base de emisiones
de CO2, SO2
ESCENARIO SIN PROYECTO (LINEA BASE)
ESCENARIO CON
PROYECTO
REDUCCIÓN DE
EMISIONES
RESUMEN
BENEFICIOS POR ….
La Respuesta Internacional:
El Protocolo de Kyoto y El
Mecanismo de Desarrollo Limpio
OPORTUNIDADES
PRINCIPALES
COMPRADORES
El precio promedio de 1 CER = 1 Tonelada de CO2 = US$28
EJEMPLO DE BONOS DE
CARBONO
EMISIONES ACTUALES DE CO2
R500
gal/año
Diesel
TCO2/año
gal/año
GLP
TCO2/año
Kg/año
TOTAL
TCO2/año
TCO2/año
Equipo nº1
113,222
1,370
923,253
9,742
11,112
Equipo nº2
1,313,256
15,892
126,012
1,330
17,222
Equipo nº3
758,904
9,184
115,140
1,215
10,399
Equipo nº4
1,920,366
23,239
153,241
1,617
24,856
Equipo nº5
979,495
11,853
76,207
804
12,658
Equipo nº6
1,734,558
20,991
140,043
1,478
Equipo nº7
2,702,070
32,699
168,997
1,783
34,483
Equipo nº8
2,507,316
30,342
167,583
1,768
32,111
414,744
4,376
4,376
Equipo nº9
Equipo nº10
1,939,062
1,428,568
9,116
23,466
TOTAL
169,038
(•) Consumo proyectado 2008. Real a marzo, planeado a
diciembre.
31,585
23,466
24,113
9,116
202,268
EMISIONES DE CO2 CON GNL
GNL
gal/año
GNL
TCO2/año
gal/año
GNL
TCO2/año
Kg/año
TOTAL
TCO2/año
TCO2/año
Equipo nº1
198,365
994
1,473,253
7,379
8,372
Equipo nº2
2,300,840
11,524
201,079
1,007
12,531
Equipo nº3
1,329,609
6,659
183,732
920
7,580
Equipo nº4
3,364,504
16,851
244,529
1,225
18,076
Equipo nº5
1,716,088
8,595
121,605
609
9,204
Equipo nº6
3,038,966
15,221
223,469
1,119
Equipo nº7
4,734,059
23,711
269,672
1,351
25,062
Equipo nº8
4,392,848
22,002
267,416
1,339
23,341
661,814
3,315
3,315
Equipo nº9
Equipo nº10
TOTAL
3,397,260
792,141
3,967
17,015
122,573
20,308
17,015
18,264
3,967
144,804
PRECIO DEL CER
US$ /TCO2
28.80
100%
Cert. De Emisiones Reducidas
Participación
REDUCCION DE EMISIONES DE CO2
EMISIONES
EMISIONES
ACTUALES
GNL
TCO2/año
TCO2/año
REDUCCION
DE EMISIONES
TCO2/año
US$/año
Equipo nº1
11,112
8,372
2,740
78,906
Equipo nº2
17,222
12,531
4,691
135,103
Equipo nº3
10,399
7,580
2,819
81,193
Equipo nº4
24,856
18,076
6,780
195,274
Equipo nº5
12,658
9,204
3,453
99,457
Equipo nº6
31,585
20,308
11,277
324,782
Equipo nº7
34,483
25,062
9,421
271,325
Equipo nº8
32,111
23,341
8,770
252,563
Equipo nº9
4,376
3,315
1,062
30,574
23,466
17,015
6,450
185,768
202,268
144,804
57,463
1,654,945
Equipo nº10
TOTAL
CONCLUSIONES
•Llevar a cabo el programa de masificación del consumo de gas natural
en los diferentes sectores de consumo.
•Profundizar con estudios más específicos por cada sector las emisiones
de cada contaminante. Estudiar los factores de emisión según la
tecnología existente en nuestro país.
•Crear mecanismos de incentivo para superar los costos de conversión,
para cada sector específico.
•Fomentar la implementación de proyectos de sustitución de
combustibles y generación eléctrica, para ser presentados en el
Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL) y acceder a los créditos de
carbono.