Diseño de intercambiador tubular de agua por gases residuales de grupo electrógeno para reducir costos de generación de vapor en planta Hayduk Puerto Malabrigo. 2018
Abstract
En la industria peruana, un agente térmico fundamental en los procesos industriales es el vapor,
el cual se produce principalmente en calderas, las cuales consumen una importante cantidad de
combustible, estando el costo energético de producción de vapor entre los 150 y 180 soles por
tonelada. (Hayduk, 2017)
Además, debido a que las empresas pesqueras operan solamente entre 4 a 6 meses por año,
debido a los períodos de veda, se trata de minimizar los períodos de paradas debido a fallas
imprevistas, pues ocasionan pérdidas económicas muy importantes, irrecuperables, no
cumpliéndose el Plan de Producción. De la misma manera se debe minimizar los cortes de
energía en periodos de producción. Por este motivo las plantas pesqueras generan su propia
energía eléctrica con generadores Diesel, dependiendo de su capacidad de producción. Siendo
elevado el costo de energía eléctrica con grupos electrógenos alimentados con Diesel R6
(0.7soles/kWh), en comparación con el costo de la red nacional (0.187soles/kWh).
(Osinergmin, 2018)
Por estas circunstancias, ya que el costo de energía con grupos electrógenos es alto, se debe
aprovechar al máximo la energía producida por ellos. Siendo estos las unidades que más se
utilizan en el proceso de producción de harina de pescado.
Los gases residuales generados en los grupos electrógenos, que en su mayoría son gases de
efecto invernadero, van hacia el medio ambiente con aproximadamente un tercio de energía
obtenida en el proceso de combustión (Etiene Lenoir, 1863). Esta energía puede ser usada para
maximizar la eficiencia del equipo, incentivo principal de la presente investigación. Por este
motivo se propuso el dimensionamiento de un intercambiador en cruz de agua, calentado por
gases residuales de grupos electrógenos, permitiendo reducir los costos de producción de vapor
en la empresa Hayduk de Puerto Malabrigo.
Para la recuperación de calor se diseñó un intercambiador tubular de agua por gases residuales,
basado en su factibilidad técnica económica. Consiste en realizar un balance de energía y masa
del grupo electrógeno, estableciendo la potencia térmica recuperada y aprovechada. También
se determinó la masa del agua a calentar en el tanque de alimentación a la caldera. Se realizó el
dimensionando de superficie del intercambiador de calor, asimismo, se logró calcular los costos
de implementación del equipo, beneficios económicos por reducción de consumo de
combustible, y a la vez se realizó un análisis financiero, determinado por los indicadores de
valor actual neto, tasa interna de retorno, y periodo de retorno de la inversión. Finalmente se
realizó un análisis de impacto ambiental, logrando reducir las emisiones de gases residuales.
Los resultados obtenidos arrojaron importantes ahorros. El agua se logró calentar más 20°C,
después del balance térmico. En el combustible se tiene un beneficio neto de más de 86,000
soles al año. Se observa que la reducción porcentual de gases residuales a la atmosfera es cerca
del 4% debido a la reutilización de gases residuales del motor de combustión interna.
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