Auditoría energética de una industria de colorante

Este proyecto tiene por objeto la auditoría de una industria de colorante
analizando la forma en que se utiliza la energía, la eficiencia con la que se
aprovecha ésta e identificar las oportunidades para mejorar la eficiencia
energética de la instalación.
La metodología utilizada para el desarrollo de esta auditoría energética
cumple con los requisitos que establece el Real Decreto 56/2016 de 12 de febrero,
por el que se transpone la Directiva 2012/27/UE del Parlamento Europeo y del
Consejo, de 25 de octubre de 2012, relativa a la eficiencia energética, en lo
referente a auditorías energéticas, acreditación de proveedores de servicios y
auditores energéticos y promoción de la eficiencia del suministro de energía. Así
mismo este documento también cumple con los requisitos de la UNE-EN 16247
“Auditorías Energéticas”.
Para este estudio, se ha obtenido la demanda de energía de las instalaciones
en el año 2015. Se analizan los consumos energéticos en dos plantas de la
industria (las cuales se denominarán Planta 1 y Planta 2), tanto de electricidad
como de gas natural, y también se realiza un desglose del balance eléctrico en las
plantas.
Dentro de la distribución de los consumos energéticos de ambas plantas, el
consumo de gas tiene sustancialmente más peso que el consumo eléctrico; siendo
en la Planta 1 de un 92% y un 8%, y en la Planta 2 de un 70% y 30%,
respectivamente. Como se puede apreciar en ambas plantas, la mayor parte del consumo es
de gas, debido a que para la producción de fritas se necesita el funcionamiento
de hornos de fusión que utilizan el gas natural como combustible. Estos
tratamientos son los principales de estas plantas.
En la Planta 1 prácticamente la totalidad del consumo de gas es destinado
al funcionamiento de los hornos, mientras que en la Planta 2 los hornos rozan los
dos tercios de la demanda, los equipos de producción de vapor ligeramente
superan el veinte por ciento y los secaderos suponen prácticamente el resto del
consumo de gas natural.
Además, se estudia la distribución del consumo de energía eléctrica en las
dos plantas para poder detectar los puntos potenciales de mejora dentro de las
mismas.
En la Planta 1, más del treinta por ciento del consumo eléctrico se destina a
la planta de oxígeno, alrededor de un quince por ciento es utilizado por
compresores y moledoras prácticamente a partes iguales. Respecto a la Planta 2,
se puede apreciar que las moledoras y las mezclas corresponden entre ellas a
prácticamente el cincuenta por ciento. El resto del consumo eléctrico en ambas
plantas, se distribuye entre otros usos como puede ser climatización, depuración
de agua y humos o pérdidas en transformadores.
Tras haber analizado minuciosamente todos estos consumos, haber
estimado los precios de las distintas fuentes de energía y estudiar las medidas de
ahorro ya implementadas en las instalaciones, se han considerado una serie de
nuevas propuestas para mejorar la eficiencia de las plantas.
Para la Planta 1, se ha considerado el aumento del aislamiento de los hornos,
sustituir los equipos de climatización de R22, instalar compresores modulantes,
mejorar el aprovisionamiento energético, reconexionar los transformadores,
recuperar el calor de aire de salida de las chimeneas y realizar una instalación
solar térmica.En la Planta 2, además de la instalación de compresores modulantes y la
optimización del aprovisionamiento energético, se ha considerado la renovación
de la iluminación y la instalación de una planta de cogeneración.
La implantación de todas estas medidas en las instalaciones, supondrían un
ahorro energético y económico cada año de 13.151.022 kWh y 293.081 €
respectivamente, y unas emisiones evitadas de 2.584.492 kg CO2 por año. La
inversión necesaria para llevarlas a cabo sería de 1.582.684 € y el período de
retorno simple de la misma de 5,8 años.

The aim of this project is to perform an energy audit of a ceramic
manufacturing industry so that meets with the technical and legal requirements
established by the European Union.
Furthermore, it is compulsory to comprehend how energy is used, analyze
its performance and identify the key points where improvements can be made in
order to increase the industry efficiency.
The methodology used to perform this energy audit meets with all
requirements specified in the Real Decreto 56/2016 of 12th February 2016, where
the Energy Efficiency Directive 2012/27/EU of the European Parliament and of
the Council of the 25th October 2012 is approved by the Spanish Government.
This Directive establishes a common framework of measures for the promotion
of energy efficiency within the Union in order to ensure the achievement of the
Union’s 2020 20 % headline target on energy efficiency and to pave the way for
further energy efficiency improvements beyond that date. It lays down rules
designed to remove barriers in the energy market and overcome market failures
that impede efficiency in the supply and use of energy, and provides a set of
minimum requirements, not preventing any Member State from maintaining or
introducing more stringent measures. This document also satisfies the criterion
stablished in the UNE-EN 16247 “Auditorías Energéticas”.
The industry analyzed is a complex facility, where only two of its plants
will be examined (named as Plant 1 and Plant 2 in the study). Data regarding
energy demand through 2015, considering both electricity and gas, has been
compiled, as well as its production in this period. Energy consumption distribution is considerably altered by gas, being a
92% of Plant’s 1 energy consumption and a 70% in Plant 2. The remaining 8% in
Plant 1 and 30% in Plant 2, is due to electricity. This extraordinary gas demand is
caused by fusion ovens, which are essential for the ceramic manufacturing
process.
Almost the entire gas demand of Plant 1 comes out of ovens, whereas in
Plant 2, only two thirds are due to this fact, a 20 % is consumed by steam
generators and the rest, by dryers.
In addition, electric consumption distribution in both plants will be
analyzed so that potential improvement opportunities can be detected.
Plant 1 requests around one third of its total electricity demand for the
oxygen plant and around a fifteen percent for both, its compressors and grinders.
However, in Plant 2, grinders and mixers comprehend together around half of
this energy’s consumption. The rest of electricity demand in both plants regard
other services, as air conditioning, water and smoke treatment and transformers’
losses.
After having studied precisely all consumptions mentioned, estimated
energy sources’ prices and evaluated previously implemented saving measures,
a set of measures have been proposed to be applied and improve plants’
efficiency.
Proposals for Plant 1 are: increasing oven isolation, R22 air conditioners’
replacement, modulating compressors’ installation, energy supply
improvement, transformers’ reconnection, heat recovery out of chimneys and a
solar thermal installation.
In Plant 2, in addition to modulating compressors’ installation and energy
supply improvement, other measures as illumination replacement and a
cogeneration plant installation have been considered.
The implementation of these procedures in the facilities considered will
suppose an energetic and economic savings up to 13.151.022 kWh and 293.081 €, as well as avoiding 2.584.492 kg of CO2 emissions each year. An investment of
1.582.684 € will be required and its payback would be of 5,8 years.