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Reduzindo o Custo do MW

01/09/2014

Reduzindo os custos do MW

No Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) 2022 aprovado pelo Ministro de Minas e Energia, em Dezembro de 2013, é citado que o setor Sucroenergético poderia aumentar sua relevância na matriz energética nacional através da modernização das usinas sucroalcooleiras, nos equipamentos que tange à produção de energia elétrica, ou seja, principalmente as Caldeiras.

Ainda existe no Setor Sucroenergético muitas Caldeiras antigas que não são adequadas para a geração de energia. E por uma decisão estratégica destas Empresas foi optado por comprar energia em vez de cogerar, por isto, no momento, não há previsão de investimentos em cogeração nestas Usinas.

E o bagaço (insumo energético), não utilizado nestas Usinas, é vendido para clientes dentro ou fora do Setor que tem Cogeração de Energia.

Com relação à tecnologia das Caldeiras do Setor Sucroenergético não podemos deixar de constatar que houve uma evolução rápida visando busca da melhoria da eficiência energética. Hoje temos caldeiras de alta pressão (100 bar), altas temperaturas (520°C), “single drum” e leito fluidizado. Podemos dizer que em menos de dez anos a tecnologia de Caldeiras disponível para o Setor Sucroenergético atingiu o estado da arte.

Constatamos também o uso otimizado dos turbos-geradores, onde um mix entre T/G’s de contrapressão; de extração; de condensação buscam a melhor composição para uma melhor eficiência energética.

Os fornecedores de equipamentos para cogeração sempre terão como foco a busca da Eficiência Energética.

Mas será que esta rápida evolução na tecnologia das Caldeiras foi totalmente absorvida pelo usuário final? Ou seja, na pratica estas novas Caldeiras estão atingindo a Eficiência Térmica para qual foi projetada?

Estas respostas devem vir de uma analise um pouco mais aprofundada, em conjunto, entre os Fornecedores de Equipamentos e a Equipe Técnica dos Clientes.

Vamos fazer uma analise de um equipamento auxiliar que tem uma função vital na operação das caldeiras, que é o Soprador de Fuligem. Mas antes, para melhor compreensão, vamos discutir um pouco sobre a formação destas camadas de depósitos de fuligens.

Em qualquer processo de combustão sempre será gerado fuligem (combustível não queimado) e cinzas que serão arrastadas com o fluxo de gás para a chaminé. A fuligem, cinza, e cinza fundida (escória) irão acumular-se nos tubos de transferência térmica da caldeira.

Uma parte destas cinzas irá derreter e sinterizar na superfície do tubo e se não forem removidos imediatamente formarão uma camada isoladora (ver fotos abaixo) muito difícil de ser removida, que além de impedir a transferência de calor causa a corrosão dos tubos.

Segundo estudos do Dr. Albrecht KAUPP - The Soot and Scale Problems – (*) uma camada isoladora de apenas 3 mm reduz a eficiência térmica da caldeira em 7,5% (ver tabela baixo). Entendemos aqui uma camada com 3 mm (em media) em toda a zona de troca térmica da caldeira (Superaquecedor e Feixe tubular). Esta espessura é facilmente atingida em caldeiras que queimam bagaço, conforme mostram as fotos acima.

Esta redução de Eficiência Térmica da Caldeira provocará um aumento do consumo de bagaço para manter a mesma geração de vapor e consequentemente um haverá um aumento do custo do MW.

A remoção desses depósitos é realizada por um equipamento auxiliar chamado Soprador de Fuligem, também conhecido no passado de Ramonador de Fuligem. A sua função é a de remover os depósitos dos tubos da caldeira e com isso aumentar a eficiência térmica da mesma.

Na pratica, na maioria dos casos, este equipamento ainda é visto como um Ramonador (do Francês RAMONEUR, “limpador de chaminé”), ou seja, como um limpador de fuligem e não como um equipamento cuja função é a de aumentar a Eficiência Térmica das Caldeiras.

Consequentemente, tanto a manutenção como a operação destes equipamentos não são priorizadas. Não existe um plano de manutenção, esta só é realizada na entressafra ou a cada duas entressafras, às vezes o equipamento permanece quase uma safra toda sem operar. Quanto à operação, não existem procedimentos padronizado, como por exemplo, em relação à frequência de sopragem da caldeira, que parâmetro deveria ser seguido para saber se a quantidade de sopragem realizadas por dia é suficiente ou não para manter a zona de troca térmica da caldeira limpa.

Quando enxergamos o soprador de fuligem como um equipamento cuja função é a de aumentar a Eficiência Térmica das Caldeiras e consequentemente reduzir os custos do MW, temos uma visão mais ampla, uma abordagem mais técnica, desde a definição do modelo, da localização, na instalação, no tipo/condições do vapor, na sequência/frequência de sopragem, etc.

Vamos fazer uma analise de um caso pratico usando as informações do Dr. Dr. Albrecht KAUPP, que são confirmadas por muitos outros autores estudiosos em eficiência energética de caldeiras.

Caso prático:

Consumo Mensal de bagaço: 180 / 2,25 = 80 x 24 x 30 = 57.600 ton.

Condições: Eficiência Térmica: 87%

Camada de fuligem: 3 mm - redução da eficiência: 7,5%.

Consumo Mensal excedente de bagaço:

(57.600 x (87/79,5) – 1) = 5.434 ton. x $ 100 = R$ 543.400,00/mês

Geração de Energia:

(5.434 / 2,25 / 6) = 402,5 MW x $ 300 = R$ 120.750,00/mês

Os números acima mostram que uma camada de apenas 3 mm de espessura de deposito de fuligem, a eficiência térmica da caldeira é reduzida em 7,5%. E para manter a mesma geração de vapor será utilizado um adicional mensal de bagaço em torno de 5.500 ton. Isto quer dizer que estamos adicionando ao custo do MW um valor mensal de R$ 543 mil. Com este adicional de bagaço também poderia ser produzir 402 MW.

As novas tecnologias em Caldeiras que até pouco tempo eram mais empregadas em outros segmentos estão disponíveis para o Setor Sucroenergético.

Precisamos agora trabalhar na Eficiência Térmica do Sistema, no Rendimento das Caldeiras como também dos equipamentos auxiliares. Uma analise técnica mais detalhada e atualizada destes equipamentos isoladamente nos permitira enxergar pontos de melhoria e muitas vezes com resultados surpreendentes.

O caso dos sopradores de fuligem é um exemplo de potencial de ganho real, mas somente com uma avaliação detalhada, em conjunto, de cada instalação será possível calcular de viabilidade deste potencial.

Espero que o exemplo acima possa ser usado como base para outros estudos em outras áreas da Usina.

(*) Dr. Albrect kaupp: - M.S Mathematics and PH D Engineering - Team Leader, Energy Market Integration Programme MED-EMIP, Cairo Egypt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fonte: http://sucroenergetico.revistaopinioes.com.br/revista/detalhes/21-reduzindo-o-custo-de-mw/