Noviembre 2018 Eficiencia Energetica en Procesos Mineros · Unrestricted / © Siemens AG 2014. All Rights Reserved. siemens.com/large-drives Eficiencia Energetica en Procesos Mineros

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Eficiencia Energetica en

Procesos Mineros

Noviembre 2018

2014-08-06

Unrestricted / © Siemens AG 2014. All Rights Reserved.

Page 2 Sebastian Link I DT LD P S STP

Tomando conciencia de “Eficiencia Energética

Energía: La escasez de recursos hace necesario su utilización sostenible y

racional.

Mayores tendencias alrrededor del mundo:

Globalización, urbanización, cambio demográfico, cambio climático

Medidas de proteccion climática

Dificultades en el Suministro

Incremento en los costos

Crecimiento de la

demanda de energía

Consumo de la energía

Aumento de la

contaminación

Emisiones de CO2

Aumento de los

costos de energía

Precio de la energía

Disminución de

recursos

Producción de Petróleo

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Consumo de energía de Motores en

aproximadamente 70% de la energía total consumida

por la Industria

Reducción de la

demanda de energía:

• Menores costos de

producción

• Más productividad

• Más eficiencia

• Crear ventajas

competitivas

*) Source: Energie Agentur NRW (2010)

“Del factor de costo al factor de éxito”El tren de accionamientos completo tiene que ser analizado para lograr la reducción de la

demanda de energía de los accionamientos eléctricos.

Demanda de Energía Eléctrica

(Por ejemplo) Alemania Industria

Transporte

27%

43%

Consumo

doméstico

Edificios, etc.

Industria

3%

27%Iluminación,

IT, etc.

Motores

eléctricos

y Drives

30%

70%

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Potencial de ahorro con accionamientos eléctricos

en la Industria Minera

“Del factor de costo al factor de éxito”El tren de accionamientos completo tiene que ser analizado para lograr la reducción de la

demanda de energía de los accionamientos eléctricos.*) Source: ZVEI, Fachbereich elektrische Antriebe (2008)

Motores

• Aumento en participación de motores eficientes

• Eficiencia mínima legal clase IE2 en Europa a

partir del 2011

• Normas legales sólo donde sea beneficiosa

Control de velocidad

• Considerable aumento en la participación de los

sistemas de accionamientos para el control de

velocidad con variadores de frecuencia, desde

aproximadamente 25% hoy.

Enfoque en el sistema

• Introducción del análisis LCC (costos del ciclo de

vida)

Velocidad - fija

Velocidad - variable

Optimización del sistema

… en lugar del control mecanico!

Potencial de ahorro:

Enfoque en componentes y sistemas

Fixed-speed drive

Variable-speed

drive

Mechanical

system optimization

Potencial de ahorrro

▪ Incremento en el uso de

motores eléctricos

eficientes

▪ Cambiar control

mecánico por

accionamientos

eléctricos para el

control de velocidad

▪ Optimización del

sistema mecánico

de la máquina completa

approx. 10%

approx. 30%

approx. 60%

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Principales cargas con aplicaciones de Drives en la

industria Minera

*) Source: Rationelle Energiegewinnung in der Industrie, Fraunhofer Institut System und Innovationsforschung Karlsruhe

Bombas, ventiladores, compresores, elevadores, mezcladoras ,y fajas

transportadoras tienen un potencial para incrementar su eficiencia energética

Aplicaciones Variadores de

Velocidad

69%

Bombas Relaves

23%

Bombas Agua

30%

Ventiladores

14%Fajas

Transportadoras

14%

Compresoras de aire

10%

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Competencias del Factor de Costos del Ciclo de Vida

“Total Cost of Ownership (TCO)” (Total de costos

propios)

El retorno de inversión en eficiencia energética toma un mayor tiempo

96,8% 98,7% 99,0%96,8% 98,7% 99,0%

0,9% 0,1%0,2%

2,3% 0,9%1,1%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1.5 kW 15 kW 110 kW

Potencia Nominal

Co

sto

s d

el cilco

de v

ida

Costos de energía Costos de instalación y mantto Costos de compra

▪ Los costos del ciclo de vida son determinados por

los costos de energía

▪ Los costos de energía pueden constituir hasta el

99% de los costos del ciclo de vida

La eficiencia energética de la solución con VDF

es una selección crucial y criterio de decisión

Ejemplo: costos del clclo de vida de motores

▪ Tiempo estadistico: 1.5 kW: 12 a

15 kW: 15 a

110 kW: 20 a

▪ Retorno de inversión después de

0.5 a 2 años

Costos ciclo de vida motores eléctricos

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Comparación de los estándares de eficiencia

energética

EU/CEMEP

(Antiguo)IEC 60034-30 NEMA MG1 GB 18613-2012

IE 4 Grade 1 (IE 4)

IE 3 Eficiencia

Premium

Grade 2 (IE 3)

EFF1 IE 2 Eficiencia

Energética

Grade 3 (IE 2)

EFF2 IE 1

EFF3

Las clases de eficiencia desde un primer punto de vista son comparables;

sin embargo, existen diferencias, es decir, tolerancias

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Placas características con clases de eficiencia IE y

NEMA

IE2 / NEMA Eficiencia Energética IE3 / NEMA Eficiencia Premium

Motor type: Three-phase low-voltage motor

Order No.

Factory number (ID No., serial number)

Type of construction

Degree of protection

Rated voltage [V]

and winding voltage

Frequency

Rated current [A]

Rated power [kW]

Power factor (cosφ)

Efficiency

Rated speed [rpm]

IE efficiency classes

Standards and regulations

Motor weight

Temperature class

Frame size

Additional details (optional)

Operating temperature range (only if different from the standard)

Installation altitude (only if higher than 1000 m)

Customer data (optional)Date of manufacture YYMM

Half-key balancing

Code letter "CL"

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Costos de Energia 24,000 €/a (en 0.0873 €/kWh)

Filtro de gas en una Fundidora de Aluminio

– Uso de Motor IE2 / Variador & Sistema optimizaciónEjemplo 1

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Paso 3:

Sistema de

Optimización

Paso 1:

Cambio Motor IE2

Paso 2:

Usar un variador

Filtro de gas en una Fundidora de Aluminio

– Uso de Motor IE2 / Variador & Sistema optimización

31.330.7

10.3 9

0

5

10

15

20

25

30

35

old state, beforeefficiency check

with efficient IE2motor

with efficient IE2motor

and converter

with efficient IE2motor,converterand incl. system

optimization

Filtro de gas de combustión: Consumo de Energía Ventilator - Motor

Costos de corriente 24.000 €/a (en 0,0873 €/kWh)

-2%

-66%

-13%

en total -71%

~ 17.000€

(expected)

kW

Example 1

2014-08-06



Stromkosten 24.000 €/a (bei 0,0873 €/kWh)

Aire acondicionado / secadora• diferente cantidad de aire fresco

Suministro de aire comprimido/ Suministro de agua• diferente consumo

Industria Química, proceso tecnológico• diferente recurso• diferente temperatura• diferente concentración• diferente product final

Sobredimensionamiento• Estar en el lado seguro (confiabilidad planificada)• Efectos secundarios indeseados (facilidades de gas, carga de presión)

Bomba• Obstrucción de los filtros• Quemadura del rotor• Acumulaciones en las tuberías

• Limpieza de las tuberías

Suministro de agua• Expansión planeada de la red

Pérdidas temporales de energía eléctrica

Constantes pérdidas considerable de energía eléctrica PN

t

t

t

t

Mantenimiento. Mantenim.

Expansión

Purga Purga

PN

PN

PN

p

Ejemplos de pérdidas de energía temporal o

constante

carga parcial de los motores utilizados en fluidosbackup

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ccc

TransformadorhT = 99 %

Regulación de caudal usando a acelerador

Poder de penetración

Regulación de caudal variando velocidad

Poder de penetración

M

~

~

TransformadorhT = 99 %

MotorhM = 94 %

BombahP = 60 %

Válvulade aceleraciónhV = 63 %

Eficiencia:

VariadorhFU = 96 %

BombahP = 70 %

MotorhM = 94 %

X

M

100%

160%

281%

285%

100%

158%

160%

152%

142%

265%

Eficiencia:

h0 = 93 %

h1 = 38 %

h0 = 89 %

h1 = 70 %

En el servicio con variador los costos de Energía son (1 - hsteuer / hregel) = 44% menos, aunque el propio

control de velocidad tiene menor eficiencia de h0 = 89 %, comparada con la red operada por un motor

sin variador de h0 = 93 %

Con potencia útilhsteuer = P hn = 35 %

Con potencia útilhregel = P hn = 63 %

Comparación de eficiencia con control de motor

utilizados en fluidobackup

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Gracias por su atención!

Misael Hinojosa

PD – LD

Peru

Celular: +51 987938705

E-Mail:

[email protected]

siemens.com/large-drives

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