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Nos últimos anos o cenário energético brasileiro vem sofrendo grandes variações, sejam elas de preço da energia elétrica ou disponibilidade de geração de energia por falta de chuvas ou deficiências em conclusões de projetos de usinas ou linhas de transmissão no Brasil. As industrias cada vez mais vêm buscando novas fontes de geração de energia elétrica para não serem influenciadas pelas incertezas de chuvas, as variações nos níveis dos reservatórios de usinas e consequente variações nos preços de energia e aplicações das bandeiras tarifárias. As principais vantagens destas novas fontes de geração são, a independência em uma pequena parte do consumo de energia que é gerada internamente e seu custo conhecido, que auxiliam nas provisões e fornecem dados seguros para orçamentos anuais e fluxo de caixa. Suas desvantagens são a necessidade de que o custo total de geração de energia internamente seja mais barato que a aquisição da própria energia elétrica junto a concessionária e a capacitação de uma equipe de manutenção apta a fornecer suporte e reparos nos equipamentos. Neste trabalho foi selecionada uma planta industrial produtora de formol, com o objetivo de aumentar sua eficiência energética reduzindo seu custo fixo da compra de energia elétrica através da geração interna de energia elétrica por meio de uma turbina a vapor ligada a um gerador de energia. Como o vapor é produzido por meio do resfriamento da reação exotérmica que ocorre no reator, seu fornecimento é constante e paralelo ao funcionamento da planta. Atualmente a redução da pressão de vapor da unidade é realizada somente através de uma válvula, desperdiçando energia. Um dos consumidores deste vapor se encontra posicionado ao lado da planta de formol e pode receber o restante de energia não convertida na turbina para sua operação. O “Protocolo Internacional de Medição e Verificação de Performance” (PIMVP) foi utilizado com a opção de estudo “D – Simulação calibrada”, uma vez que os dados levantados de consumo de energia elétrica para o estudo possuem uma linha base levantada através de medição em campo e a implementação da “Ação de Eficiência Energética” (AEE) que ocorrerá no futuro. Assim a economia foi estimada através de um software de simulação calibrado chamado EES, indicando a máxima energia possível a ser gerada pela turbina e retornada para a planta para avaliar a economia gerada. Finalmente a implementação se apresentou viável. Como o consumo inicial da planta era de 522 kWh por hora, a unidade se torna mais eficiente com a instalação teórica do equipamento, tendo seu consumo reduzido para 325 kWh, 37% menor. Os indicadores de rentabilidade e risco, tanto o valor presente líquido, R$ 2.525.641,93, quanto a taxa interna de retorno de 39,74% com um payback descontado de 76 meses indicaram também a viabilidade do projeto.
In the last few years the energy scenario in Brazil has undergone a lot of variations, of electric energy pricing or availability of power generation due to lack of rainfalls or deficiencies in the conclusions of projects of power plants or transmission lines in Brazil. Industries are increasingly seeking new sources of electricity generation not to be influenced by rainfall uncertainties, such as variations in the levels of reservoirs of power plants and consequent variations in energy prices and application of tariffs. The main benefits of these new sources are: Independence in a small way of industrial energy electrical consumption generated internally and its known cost, which aid in the provisions and ingredients of annual budgets and cash flow. Their disadvantages are: the necessity for the total cost of generating electricity internally be cheaper than an acquisition of the electric power itself along with a dealership and training of a maintenance team to be able to provide support and repairs on the equipment. In this study, a formaldehyde-producing industrial plant was selected, with the objective of increasing its energy efficiency and reducing its fixed cost through the internal generation of electric energy by means of a steam turbine connected to an energy electrical generator. The steam is produced by cooling the exothermic reaction that occurs in the main formaldehyde reactor, the supply is constant and parallel to the operation of the plant. Currently, the unit’s vapor pressure reduction to the general low-pressure network is available through a valve, wasting energy. One of the consumers of this steam is positioned next to the formalin plant and can receive the remaining unconverted energy into the turbine for its operation. The “International Measurement and Performance Verification Protocol” (IPMVP) was used, with the “D – Simulation Calibrated” study option, since the data collected from the electric power consumption for the study have a baseline raised through and the implementation of the “Energy Efficiency Action” (ESA) will take place in the future. Thus, the economy will be estimated through calibrated simulation software called EES, indicating the maximum possible energy to be generated by the turbine and returned to the plant to evaluate the generated economy. Finally, the implementation was feasible, as the initial consumption of the plant was 522 kWh, the unit becomes more efficient with the theoretical installation of the equipment having its consumption reduced to 325 kWh, 37% less. The profitability and risk indicators, both the net present value of R $ 2,525,641.93 and the internal rate of return of 39.74% with a discounted payback of 76 months also indicate the viability of the project.
Data da defesa: 05/02/2018
Banca Examinadora
Orientador (a): Lúcio de Medeiros (Lactec)
Membro da Banca: Guilherme Cunha da Silva (Lactec)
Membro da Banca: Sebastião Ribeiro Junior (UFPR)
Membro da Banca: Emerson Martim (PUCPR)
Palavra(s)-Chave: Eficiência energética; EROI; Planta de formol; Turbina a vapor.
Keywords: Energy Efficiency; EROI; Formaldehyde plant; Steam turbine.
