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.