Eficiência energética em um sistema de ar comprimido

Abstract

A presente monografia descreve uma avaliação de eficiência energética em um sistema de ar comprimido de uma indústria metalúrgica localizada no município de Cachoeirinha – Rio Grande do Sul. Primeiramente o trabalho realiza uma revisão dos principais conceitos de medição e verificação de performance utilizados em projetos do Programa de Eficiência Energética da ANEEL, além de uma revisão das principais medidas de conservação de energia aplicadas à sistemas de ar comprimido na indústria. A segunda parte do trabalho é um estudo de caso que tem por objetivo estimar o potencial de eficiência energética do sistema de ar comprimido da indústria escolhida utilizando a modelagem da bibliografia de referência. Para a realização dessa avaliação, foram coletados dados do conjunto motor-compressor, consumo de energia do sistema, processos da planta industrial, custos com energia e produção da fábrica. Em seguida, foram analisadas as medidas de eficiência energética oportunas de acordo com as características do sistema estudado, seus potenciais de economia e redução de custos. Analisou-se o impacto no consumo de energia do sistema e na consequente economia financeira para duas ações de eficiência distintas e para ambas simultaneamente, sendo elas o reparo de vazamentos de ar e a troca do controle de pressão de carga/alívio pela tecnologia de controle de variação de velocidade (VSD, do inglês). Por último, são apresentados os indicadores econômicos das soluções como o Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR) e payback descontado. A redução de vazamentos e a utilização do controle VSD, trazem um potencial estimado de economia de energia de 31% e 29,4%, e payback descontado 0,17 e 3,83 anos, respectivamente, e as medidas conjuntas apresentam potencial de 51,3% de redução no consumo com payback descontado de 2,14 anos.

This report describes an energy efficiency assessment in a compressed air system in a metallurgical industry located in Cachoeirinha - Rio Grande do Sul. First, the paper reviews the main concepts of measurement and verification of performance in projects of ANEEL's Energy Efficiency Program, as well as a review of the main measures of energy improvement opportunity to industrial compressed air systems. The second part of the paper is a case study whose objective is to estimate the energy efficiency potential of the compressed air system of the chosen industry using the reference literature modeling. For the evaluation of this efficiency, data were obtained of the motor-compressor set, system energy consumption, industrial plant processes, energy costs and factory production. Then, were analyzed suitable energy efficiency measures according to the characteristics of the system studied, their potential for savings and cost reduction. The impact on the energy consumption of the system and the consequent money savings were analyzed for two different efficiency actions and for both simultaneously, the repair of air leaks and the change of load/unload control pressure by the variable speed drive (VSD) technology. The reduction of leakage and the use of the VSD control have an estimated energy saving potential of 31% and 29,4%, and discounted payback of 0,17 and 3,83 years, respectively, and the joint measures have an energy saving potential of 51,3% with discounted payback of 2,14 years.