Uso Eficiente de Gás
Natural na Indústria
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Características do GN
“Mistura de hidrocarbonetos leves, com predomínio do Metano, que, quando
submetida à temperatura ambiente e pressão atmosférica, permanece no estado
gasoso.”
Composição
Valor energético
(PCI) = 8.600 kcal/m³
Gás Metano
CH4
Res ANP N.º16
17/06/2008
85%
(Mín.)
Metano
12%
Etano
6,0%
Propano
3,0%
Butano
6,0%
Inertes
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Características do GN
• É mais leve que o ar
Em ocasiões de vazamento se dissipa pela atmosfera sem ocorrer
acúmulo.
• Limites de inflamabilidade: 5% a 15% em volume
Apenas neste intervalo de concentração de gás a mistura gás/ar
torna-se inflamável.
• Temperatura de ignição espontânea: 620 oC
Nesta temperatura a mistura se auto detona sem que haja adição de
energia.
• É odorizado
Facilita a identificação de vazamentos
• Não é tóxico
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Características do GN
Produção de energia
•
•
•
•
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O + energia
↑[Ar] = desperdício de calor
↓[Ar] = desperdício de combustível e produção de CO
Combustível não queimado = poluição + prejuízos
Ar
CO2
CO
Deficiência AR Excesso
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Projetos de P&D
A SCGÁS já investiu R$ 3 milhões em P&DT e captou R$ 7,3
milhões com parceiros financiadores.
Programas de P&D:
•
•
•
•
•
•
•
•
Cerâmica
Geração e cogeração
Meio ambiente
Mercado urbano
Mercado veicular
Metal-mecânica
Plástico
Têxtil
Origem dos recursos externos
Outros
1%
Senai
2%
Finep
24%
TBG
11%
Potencial de redução de consumo de Gás Natural: 100 mil m³/dia
Petrobrás
62%
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Projetos de P&D
Etapas de projetos de Consultoria energética
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Avaliação preliminar no cliente
Análise da diretoria
Contratação de grupo de pesquisa
Medições em campo
Elaboração dos relatórios
Aprovação dos relatórios
Apresentação ao cliente
Realização das modificações sugeridas no estudo
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Energia
Aspectos gerais:
•
•
•
•
Grego ergos = trabalho. Produção de calor
Não pode ser criada nem destruída
Ocasionalmente pode não ser percebida
Incide diretamente nos custos de produção
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Por quê fazer eficiência energética?
Benefícios:
Diretos
• Aumento de produtividade
• Aumento de competitividade
• Aumento da vida útil de equipamentos
• Redução da fatura energética do nosso estado e país
• Redução de emissões de poluentes
Indiretos
• Aumento do conforto e segurança
• Redução de ruído
• Redução no consumo de água
• Melhoria no controle de processos
• Estímulo na fabricação de equipamentos eficientes
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Por quê fazer eficiência energética?
As exigências de certificações e gestão estão
aumentando
ISO 14.000
Gestão
Ambiental
OHSAS
SSO
ISO 9000
ISO 50.001
Gestão da
qualidade
Gestão de
Energia
Diferenciação
Competitividade
Sobrevivência
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Obstáculos à promoção da
eficiência energética
• Desconhecimento quanto a processos mais eficientes
• Desconfiança frente às novas tecnologias
• Escassez de capital para investimentos e limitações a
crédito
• Tecnologias eficientes são geralmente mais dispendiosas
• Retorno de investimento relativamente longo
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Origem dos problemas de
eficiência energética
Estágios dos processos produtivos
Perdas
Perdas
Perdas
Concepção
Instalação
Operação
Perdas Cumulativas
Gastos com má
utilização
da energia
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Fonte: Adaptado de Kaehler,
2009
Conscientização
Despertar a consciência de que a
energia é um produto
Aquisição
Uso
Descarte
Manter a produtividade e consumir menos energia
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Oportunidades de melhoria
Equipamentos (2% a 5% de economia)
• Rever isolamento térmico
• Identificar pontos de fuga de calor
• Instalar economizadores em caldeiras
Manutenção (2% a 5% de economia)
• Verificar estado de superfícies de trocas térmicas
• Revisar rede de gás
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Oportunidades de melhoria
Operação (10% a 25% de economia)
• Recuperar calor residual
• Pré-aquecer ar de combustão
• Verificar relação ar/combustível
• Utilizar práticas operacionais eficientes (operar com a carga
adequada do equipamento, programar produção, controlar
consumo específico etc.)
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Oportunidades de melhoria
Pré-aquecimento de ar de combustão
Percentual de economia com pré-aquecimento de ar
Gases de
exaustão
540
650
760
870
980
1095
1200
1300
315
13
14
15
17
18
20
23
26
Temperatura (ᵒC)
Ar pré-aquecido
425
540
650
18
19
23
20
24
28
22
26
30
24
28
33
26
31
35
29
34
39
32
38
43
760
34
37
39
43
47
Gás natural com 10% de excesso de ar. Fonte: Adaptado de IHEA Combustion Technology Manual
870
40
43
47
51
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Fluxo energético de um forno
de alta temperatura
Chaminé: 67%
Temperatura
de processo:
1.400ºC
Outras perdas: 3%
GN: 100%
Produto: 17%
Excesso
de ar: 97%
Paredes e teto: 13%
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Caso: Consultoria energética
em indústria têxtil
T = 115ºC
Secador de
lodo
(ETE)
Calandra
Tingimento
T1 = 25ºC
Tanque de
condensado
Trocador
de calor
T2 = 75ºC
T4 = 40ºC
Tanque de
efluente
T3 = 55ºC
ETE
Água
Secador
Caldeira
T = 80ºC
Consumo médio de gás natural: 3 900 m³/d
Vapor ● Condensado ●
Água ● Água tingida ●
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Caso 1: Consultoria
energética em indústria têxtil
Possibilidades
N.
Opções
Temperatura da água
(ºC)
t1
t2
Economia
(%)
1
T.C. Água tingida
25
40
10
2
T.C. Tanque Condensado
25
30
1,5
3
Isolamento em tubulações
-
-
14
T.C.: Trocador de calor
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Caso 1: Consultoria
energética em indústria têxtil
 Opções escolhidas:
• Trocador de calor Água tingida/Água de processo
• Isolamento de tubulações
 Investimento do cliente: R$ 215.000
 Gastos com gás natural:
Antes: R$2.225.000/ano
Depois: R$1.785.000/ano (20% Economia)
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Caso 1: Consultoria
energética em indústria têxtil
Trocador de calor Água tingida/Água de
processo
Isolamento de tubulações
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MUITO OBRIGADO!
Eng. Antônio Rogério Machado Jr.
Gerência de Tecnologia do Gás
GETEC
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