MITSUI & CO. PLANT SYSTEMS, LTD.
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Mitsui & Co. Plant Systems, Ltd.
Impacto global:
• Vendas globais ~ 143.000 unidades (~ 12.000.000 BHP)
- Ásia ~ 140.500
- América do Norte ~ 2.500
• ~ 500 trilhões anuais de economia de Btu no mundo todo
• ~ 100 milhões de toneladas³ de CO2 reduzidas no mundo por
ano
Avaliando Caldeiras Convencionais:
Oportunidades para a Inovação
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Limitação de design das caldeiras convencionais:
- Tamanho físico
- Ciclo excessivo de aquecimento
- Excessivas perdas por radiação
- Má resposta para mudança de cargas
- Pouca capacidade do sistema de desligamento
- Eficiência operacional sub-par
global/Capacidades de gerenciamento de carga
- Problemas de segurança por energia explosiva
- Falta de controle de emissões de NOx integrado
- Falta de recuperação de calor integrada
- Falta de controles/automação integrados
- Falta de monitoramento 24h/dia
Caldeiras Miura
Série LX
Série EX
250 BHP Tubo de fogo vs Miura 200 BHP
1,030 Galões vs 46 Galões
Instalação Múltipla
Controlando a Variação da Carga de
Energia: Sistemas Convencionais
 Sistemas convencionais de caldeiras gastam grande quantidade
de energia para alcançar as condições de carga variáveis
 Limitações de design de boilers convencionais os impede de
responder efetivamente a quaisquer mudanças nas demandas de
carga
Single
1000 BHP
Boiler
Controlando a Variação da Carga de Energia:
Sistemas Convencionais
• Resultado: Significante quantidade de
energia gasta e emissões nas oscilações de
carga
Desperdício
Controlando a Variação da Carga de
Energia: Sistemas Modulares On-Demand
Os sistemas modulares de caldeiras On-Demand reduzem
o consumo de energia necessária para acompanhar as
cargas variáveis, dividindo a capacidade da saída entre
muitas pequenas unidades (como engrenagens em um
câmbio)
Sistemas modulares são desenhados especificamente para
atender às demandas de variação de carga
Controlando a Variação da Carga de
Energia: Sistemas Modulares On-Demand
• Resultado: Significativa redução de energia e
emissões em oscilações de carga
Gerenciamento de Energia Otimizada via
Modularidade
Conceito de design modular:
Cada unidade da caldeira age como um único pistão no sistema geral
das caldeiras.
1000HP sistema de
caldeiras
TDR=1:15
(15 passos de modulação)
Sistema MI
• Quando a carga é reduzida (controle assimétrico)
Pressão
Carga reduzida
Rango de controle
Carga aumenta
１
２
３
４
Start-up
Shutdown
Quando a carga é reduzida, as caldeiras continuam em baixa
operação para evitar a dispersão e a queda da pressão do vapor
devido a perda no desligamento e no start-up.
Sistema MI: Simulação
Condição  Caldeira: SQ-2500*12 / Caldeiras preferencialmente de
baixa operação：5
Required
Steam
amount
(kg/h)
Steam
pressure
(kg/cm2)
Hire fire 3
Low fire 7
Hire fire 1
Low fire 6
Análise de Eficiência em Serviço:
Benchmarking
Vapor
Demanda de Vapor
Tanque
Perdas por Radiação
Água
Medidor de Água
Medidor de Gás
Caldera Existente
Gás
Miura
Perda Memória de Dados
Calculadora de Custos de Vapor:
TCO (Custos Totais de Operação) Análise
 Combustível
 Água
 Desperdícios
 Electricidade
 Custos de Quimica
 Serviços
 O&M
 Custos Futuros de CO2
 Ciclos de Vida Projetados
Eficiência energética– R.O.I.:
• Típica Instalação 800 BHP:
•
Carga média: 600 BHP
•
Operação: 16h/dia, 5 dias/semana, 50 semanas/ano
•
Uso de combustíveis: 820,000 therms / ano
•
Custo anual de combustíveis: $0.75 / therm = R$1.230.000 /ano
•
Custo inicial das caldeiras: c/ instalação = R$840.000
•
Economia anual de combustíveis: 24% = R$295.200 /ano
•
Redução anual em emissões de CO2 = 990 ton³ CO2 /ano
•
Projeção de ciclo de vida de economia de combustíveis = +R$7.8 milhões (por 20 anos)
•
Projeção de ciclo de vida de redução de emissões de CO2 = 19,800 mtCO2 (por 20 yrs)
+
• Custos operacionais rapidamente compensam o
investimento inicial nas caldeiras
• Eficiência energética = econômica+benefícios ambientais
Capacidade de Integração Total Miura
Manutenção Miura
BOILERMATE®
Controle
CPI-MI
Bomba de Injeção de
Químicos Miura
Manutenção Linear
MIURA SS
Tanque de Água
de Alimentação
Análise de Água
MW Suavizador &
Colorímetro
•Upgrade das caldeiras - (6) unidades 300BHP
substituíram (3) já existentes unidades de caldeiras
Kewanee firetube 600 BHP
•Planta com pico no verão
•Colocada em funcionamento - Março/08
•Economia de energia reportada: R$560.000/ano
•Redução de emissões de CO2: ~1400 ton³ de CO2/ano
•"Vapor On-Demand é um ótimo ativo, uma vez que nos permite
controlar o aumento rapidamente, e então diminui-lo offline
quando a carga diminui, é muito útil. Outra vantagem das caldeiras
Miura é que, caso aconteça, nós percamos uma caldeira, por
qualquer razão, nós somente perdemos um sexto de nossa
produção. Se você perder uma grande caldeira, você perde tudo.
Esse fator de confiança adicional da múltipla instalação das
caldeiras Miura é também algo de que gostamos."
•"Com a instalação de seis caldeiras Miura LX-300, a Universidade
do Arkansas não só aumentou a planta física com as vantagens do
sistema On-Demand, como também reduziu os danos ao meio
ambiente, isso também economizou dinheiro,"
•Upgrade das caldeiras - (2) unidades 200BHP
•Colocada em funcionamento - 2005
•Economia média de energia: R$334.000/ano
•Redução média de emissões de CO2: ~1200 ton³
de CO2/ano
•"Nós temos caldeiras Miura há cerca de três anos. Nossas
duas primeiras 'se pagaram' em aproximadamente um ano
em economia de combustível, somente" - Clifton
•"Nós descobrimos mais economia com a Miura do que com
nossas caldeiras adquiridas anteriormente, de um mês para
o outro, pelo menos 1000 Decatherms" - Clifton
•"A eficiência é essencial para alcançar nossas necessidades,
a economia de combustível é muito importante para nossa
base. Eu recomendo muito as caldeiras Miura" - Clifton
•"As caldeiras Miura, por serem tão pequenas e tão
eficientes, realmente nos colocaram à frente de todos da
região - e dessa indústria - em conservação de água Shannon Clifton, Supervisor de engenharia, Duke Raleigh
Hospital
•Upgrade das caldeiras - (3) unidades LXL-100 BHP
•Colocada em funcionamento - 2010
•Economia média de energia estimada: R$260.000/ano
(173,300 therms/ano)
•Redução média de emissões de CO2 estimada: 870 ton³ de
CO2/ano
•"As novas caldeiras a vapor de baixa pressão são de 80 a 85%
eficientes energeticamente, produzem menos emissões da planta,
e são custo-benefício. De afto, durante o calendário de 2009-2010,
a PBC Philadelphia economizou 27% em custos de combustíveis,
no que resultou para a companhia em economia de $130.000"Peter Eilskov, Gerente de Manutenção
•"Nós precisávamos de uma solução geradora de vapor que seria
mais eficiente em 60% do que nós obtínhamos com nossas
caldeiras de 30 anos. Com o preço do gás tendo subido, nossos
custos para manter nossas caldeiras de 100 e 200 HP também
aumentaram. Como parte da performance com missão e
propósito da Pepsi Co. - um compromisso com entregar
crescimento sustentável investindo em um futuro mais saudável
para as pessoas e para o planeta - a PBC explorou soluções em
energia e custo-benefício com menos emissões" - Eilskov
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