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Uso Eficiente de Gás Natural na Indústria
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Gás Metano CH4
85% (Mín.)
12%
6,0%
Metano
Etano
Propano
Butano3,0%
Valor energético (PCI) = 8.600 kcal/m³
Composição
Características do GN
“Mistura de hidrocarbonetos leves, com predomínio do Metano, que, quando submetida à temperatura ambiente e pressão atmosférica, permanece no estado gasoso.”
Res ANP N.º16 17/06/2008
6,0% Inertes
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• É mais leve que o arEm ocasiões de vazamento se dissipa pela atmosfera sem ocorrer
acúmulo.
• Limites de inflamabilidade: 5% a 15% em volumeApenas neste intervalo de concentração de gás a mistura gás/ar
torna-se inflamável.
• Temperatura de ignição espontânea: 620 oCNesta temperatura a mistura se auto detona sem que haja adição de energia.
• É odorizadoFacilita a identificação de vazamentos
• Não é tóxico
Características do GN
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Produção de energia
• CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + energia• ↑[Ar] = desperdício de calor• ↓[Ar] = desperdício de combustível e produção de CO• Combustível não queimado = poluição + prejuízos
Deficiência AR Excesso
CO
CO2
Ar
Características do GN
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A SCGÁS já investiu R$ 3 milhões em P&DT e captou R$ 7,3 milhões com parceiros financiadores.
Petrobrás62%TBG
11%
Finep24%
Outros1%
Senai2%
Origem dos recursos externosProgramas de P&D:
• Cerâmica• Geração e cogeração• Meio ambiente• Mercado urbano• Mercado veicular• Metal-mecânica• Plástico• Têxtil
Projetos de P&D
Potencial de redução de consumo de Gás Natural: 100 mil m³/dia
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Etapas de projetos de Consultoria energética
1. Avaliação preliminar no cliente2. Análise da diretoria3. Contratação de grupo de pesquisa4. Medições em campo5. Elaboração dos relatórios6. Aprovação dos relatórios7. Apresentação ao cliente8. Realização das modificações sugeridas no estudo
Projetos de P&D
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Aspectos gerais:
• Grego ergos = trabalho. Produção de calor• Não pode ser criada nem destruída• Ocasionalmente pode não ser percebida• Incide diretamente nos custos de produção
Energia
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Diretos • Aumento de produtividade• Aumento de competitividade• Aumento da vida útil de equipamentos• Redução da fatura energética do nosso estado e país• Redução de emissões de poluentes
Indiretos • Aumento do conforto e segurança• Redução de ruído• Redução no consumo de água• Melhoria no controle de processos• Estímulo na fabricação de equipamentos eficientes
Por quê fazer eficiência energética?
Benefícios:
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As exigências de certificações e gestão estão aumentando
DiferenciaçãoCompetitividade
Sobrevivência
ISO 9000Gestão da qualidade
ISO 14.000Gestão
Ambiental
OHSASSSO
ISO 50.001Gestão de
Energia
Por quê fazer eficiência energética?
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• Desconhecimento quanto a processos mais eficientes
• Desconfiança frente às novas tecnologias
• Escassez de capital para investimentos e limitações a crédito
• Tecnologias eficientes são geralmente mais dispendiosas
• Retorno de investimento relativamente longo
Obstáculos à promoção da eficiência energética
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Perdas
Concepção
Perdas
Instalação
Perdas
Operação
Estágios dos processos produtivos
Perdas Cumulativas
Origem dos problemas de eficiência energética
Fonte: Adaptado de Kaehler, 2009
Gastos com má utilização da energia
Slide12/21Manter a produtividade e consumir menos energia
Aquisição Uso Descarte
Recuperação
Despertar a consciência de que a energia é um produto
Conscientização
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Oportunidades de melhoria
Equipamentos (2% a 5% de economia)
• Rever isolamento térmico
• Identificar pontos de fuga de calor
• Instalar economizadores em caldeiras
Manutenção (2% a 5% de economia)
• Verificar estado de superfícies de trocas térmicas
• Revisar rede de gás
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Operação (10% a 25% de economia)
• Recuperar calor residual
• Pré-aquecer ar de combustão
• Verificar relação ar/combustível
• Utilizar práticas operacionais eficientes (operar com a carga adequada do equipamento, programar produção, controlar consumo específico etc.)
Oportunidades de melhoria
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Percentual de economia com pré-aquecimento de ar
Temperatura (ᵒC)Gases de exaustão
Ar pré-aquecido315 425 540 650 760 870
540 13 18 - - - -650 14 19 23 - - -760 15 20 24 28 - -870 17 22 26 30 34 -980 18 24 28 33 37 40
1095 20 26 31 35 39 431200 23 29 34 39 43 471300 26 32 38 43 47 51
Gás natural com 10% de excesso de ar. Fonte: Adaptado de IHEA Combustion Technology Manual
Oportunidades de melhoria
Pré-aquecimento de ar de combustão
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Chaminé: 67%
Produto: 17%
Paredes e teto: 13%
Outras perdas: 3%
GN: 100%
Excesso de ar: 97%
Temperatura de processo: 1.400ºC
Fluxo energético de um forno de alta temperatura
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Secador de lodo(ETE)
ETE
Água
Tanque de efluente
TingimentoTa
nque
de
cond
ensa
do
Secador
Calandra
Trocador de calor
Caldeira
Consumo médio de gás natural: 3 900 m³/d
Vapor ● Condensado ●Água ● Água tingida ●
T 2 = 7
5ºC
T1 = 25ºC
T4 = 40ºC
T 3 = 5
5ºC
T = 80ºC
T = 115ºC
Caso: Consultoria energética em indústria têxtil
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N. Opções
Temperatura da água (ºC) Economia
(%)t1 t2
1 T.C. Água tingida 25 40 10
2 T.C. Tanque Condensado 25 30 1,53 Isolamento em tubulações - - 14
T.C.: Trocador de calor
Caso 1: Consultoria energética em indústria têxtil
Possibilidades
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Opções escolhidas:• Trocador de calor Água tingida/Água de processo• Isolamento de tubulações
Investimento do cliente: R$ 215.000
Gastos com gás natural:Antes: R$2.225.000/anoDepois: R$1.785.000/ano (20% Economia)
Caso 1: Consultoria energética em indústria têxtil
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Trocador de calor Água tingida/Água de processo
Isolamento de tubulações
Caso 1: Consultoria energética em indústria têxtil
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MUITO OBRIGADO!
Eng. Antônio Rogério Machado Jr.Gerência de Tecnologia do Gás
GETEC
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