29º Congresso Brasileiro de Manutenção e Gestão de...

Manutenção e Gestão de Ativos:

Gerenciamento de Energia em

Acionamentos de Transportadores de Correia

29º Congresso Brasileiro de Manutenção e Gestão

de Ativos

Autores: Leonardo Chisté

Vanessa Malaco

AGENDA PRINCIPAL

• INTRODUÇÃO

• OBJETIVO

• GANHOS

• PREMISSAS

• METODOLOGIA

• TESTES

• RESULTADOS

ONDE ESTAMOS

PORTO DE TUBARÃO – VITÓRIA/ES

TERMINAL DE MINÉRIOS

5

PA3

5

PA

2

A1

C

4

A

4

AM

1e2

C3a

S

10S

11

AM3

A3b

P.

DE

GUSA

C1

F2

F1

G

4

G

3

G

2

A

2

F

4

F

4b

F7

C

2aH

14

B3g

CN3

CN 4

D

15

D

13 D 12

D

11

D

7D

9

D

5H

23

D

6

D

3

D

10

D 8D 1D 4

H22

MF 02

MF

01

MG

-

01(

GUSA

)

T

5

(Porto)

4

PP5

(US)

T

8

3

PP

9

(US

)

3

PP8

(US)

3

PP5

(US)

T6

B15bB18

B15a

B14a

B12a

EF

01

B

6

B

16

B

17

B12bB14b

B5

B4

C5

B3

T

11

Tratamento

deefluentes

líquidos

Tratamento

deEfluentes

Líquidos

B

3b B

3a

B

1C

6

3

PA1

C5

aF

5

R

2

P

1

(

USINA

)

(

USINA

)

F

6F 3

G

1

H1

CN 1

CN 2

RC

05

RC

01

RC

03

EP

04

RCP

7

RCP

3

3PP

6

5PA

5

7PA

5

7PP

7

6PP

7

EPA

4

EPA

2

3PA

5

PA

3

EP

01

EP

02 RC

02

EP

03

PENEIRAMENTO(6.000

t/h)

BALANÇARODOFERROVIÁRIA

OFICINADE

VAGÕES

N S

ADM.GEOPS

LAVADORDE

PNEUS

Nº:

2

LAVADORDE

PNEUS

Nº

1

LAVADORDE

PNEUS

Nº:

4

SILOS

DEPELOTAS

B

3c

B5a

B5b

A3a

A2a A2bH

24

C3b

EE

02

RC

04

EE

01

N1

N2

6

PP96

PP16

6

PP17

D

C

B

A

E F G H I

4PP

6

P2

6 PP10

TC

26

VV

1

VV

4

VV

2

VV

3

4PA

5

5

PA1

ER

01

H

15

H

21

H

20

H1

7

H18

J

ER

02

H

19

T

12

F

8

I’

H25

6PPP136PPP12

6PP11

SILOS

DEPELOTAS

6PP11

A,B,C,D

e

E

N3N4

N5

N6

ER

03

VIRADORESDE VAGÕES

(6.000 t/h cada)PÁTIO DE

GRANULADOS(1.000.000 t)

RC6PP8

KOBRASCO4.300.000 t/ano

NIBRASCO4.200.000 t/ano

(Cada)

TC 04

PÁTIO DE FINOS(3.000.000 t).

O processo de embarque

possui 4 carregadores de

navios (13.500 a

16.000t/h).

O processo de descarga possui 5

viradores de vagões (7.000t/h).

PORTO DE PONTA DA MADEIRA - SÃO LUIS/MA

O processo de descarga possui 6

viradores de vagões (8.000t/h).

O processo de embarque possui

6 carregadores de navios (8.000

a 16.000t/h).

CENÁRIO ATUAL

• Crise energética (falta de investimentos, governo, falta de chuva, ...);

• Aumento do valor da energia em Jul/14 e outro previsto para 2015;

• Queda do Preço do Minério (mínimo dos últimos 05 anos – U$83)

• Sustentabilidade:

- Visão Vale: “...paixão pelas pessoas e pelo planeta.”

- Valores Vale: “... Cuidar do nosso planeta”

OBJETIVO

Implantar o sistema de gerenciamento de energia em transportadores

de correias nos Portos da Vale com a finalidade de reduzir o consumo

de energia elétrica e parte da energia reativa.

HISTÓRICO

Por volta de 1998, nos Portos de Tubarão e Ponta da Madeira

foi implantado o sistema de gerenciamento de energia em

alguns transportadores. Operou por alguns anos e depois foi

desativado basicamente em função de problemas mecânicos e

demora no diagnóstico dos defeitos em função das limitações de

tecnologia.

INTRODUÇÃO

Motor Acoplamento

Hidráulico

Redutor

• Quantidade de motores de acionamento;

• Taxa reduzida ou a vazio;

• Desligamento do M2 *;

• Acompanhamento do valor da corrente do M1;

• Decisão pelo religamento ou não do M2;

• Alternância dos motores.

M1 M2

O “drive” é sempre a corrente elétrica

INTRODUÇÃO

• Redução do consumo de energia elétrica;

• Redução da energia reativa (>FP);

• Possível aumento da periodicidade de planos de manutenção;

• Possível aumento da vida útil de componentes eletromecânicos.

Ƞ [%]

i [A]

GANHOS

• Estudar os transportadores que estiverem com seus relés (sinal de

corrente) interligados à rede de automação;

• A “partida” será realizada utilizando todos os motores;

• Transportadores com acoplamento hidráulico variável;

• Considerar, no estudo teórico, que todos os acionamentos estão

funcionando conforme projetado, sem restrição;

• Considerar o cálculo mecânico de potência necessária para operar

com cargas menores que a nominal, em função da quantidade de

motores desligados.

PREMISSAS

ESCOPO

125 TRs

• Usina – 06 TRs

• MFe – 119 TRs

46 TRs MFe

• 2 motores - 26 TRs



Interligado à rede TA

• 12 TRs elencados – 08 estudados (Rota CLN)

08 TRs – 06 embarque e 02 descarga

Porto de Tubarão Porto de Ponta da Madeira

105 TRs

• Usina – 11 TRs

• MFe – 94 TRs

42 TRs MFe




Interligado à rede TA

• 30 TRs elencados

• 04 excluídos

26 TRs – 15 embarque e 11 descarga

METODOLOGIA

• Estudo teórico do transportador:

seleção dos transportadores

análise do perfil de carga

cálculo de capacidade mecânica

definição dos parâmetros teóricos (taxa [t/h] x corrente [A]);

• Testes de desligamento de motores (parâmetros de corrente);

• Desenvolvimento do algoritmo de funcionamento e lógica do

CLP;

• Validação e implementação para acompanhamento dos

resultados.

POSSÍVEIS EFEITOS COLATERAIS

• Acoplamentos Hidráulicos e freios: bomba de lubrificação

sempre ligada e freio sempre aberto;

• Tensão Induzida após desligamento de um motor: não existe

banco de capacitores;

• Corrente de repartida: valor menor que a corrente de partida

normal devido ao escorregamento.

O sistema de gerenciamento de energia não insere problemas no

transportador, mas sim, detecta e mostra que não está operando

conforme projeto.

O motor sempre operará abaixo da corrente nominal.

TESTES DESLIGAMENTO/RELIGAMENTO DE MOTORES

Corrente nominal: Motor 1 = Motor 2 = 78,8A

Antes desligamento: somatório = 80,6A

Após desligamento: M1 = 59,5A

Economia = 21,2A (29,9%)

RESULTADOS ESPERADOS

• Estimativa de redução de consumo mensal no Porto de

Tubarão (Vitória-ES) e Porto de Ponta da Madeira (São Luis-

MA): 872MWh/mês = 2,6% consumo da fatura.

• Equivale a 5.590 residências ou um dia de operação dos

Portos.

Obs: A pesquisa do EPE (Empresa de Pesquisa Energética - 2010) aponta um

consumo médio mensal de, aproximadamente, 156 kWh para uma residência.

RESULTADOS ATINGIDOS

• Ganhos Absolutos de Corrente

Comparação entre o somatório da corrente de todos os motores

antes do desligamento de um motor pelo gerenciador e o

somatório das correntes após o desligamento.

Testes a vazio: 25,8% a 65%

Teste com carga reduzida: 2% a 39,8%

RESULTADOS ATINGIDOS

• Redução de Consumo de energia elétrica:

Após implantação dos pilotos em 14/08/14 (TU) e 02/09/14

(TMPM), pôde-se verificar os seguintes ganhos :

Economia

projetada mês [MWh]

Tempo de operação dos transportadores

[h]

Redução do Tempo de operação – Motores [h]

M1 M2 M3

Pilotos Portos TU e TMPM

213,5 861,4 299 403,2 439,8

ACOMPANHAMENTO DOS RESULTADOS APÓS IMPLANTAÇÃO

Em desenvolvimento

AGRADECIMENTOS

CCO (Centro de Controle de Operações Portuárias)

Equipes de Manutenção Preventiva Elétrica (Descarga, Embarque e

Automação)

Engenharias (Transportadores, Equipamentos e Automação)

www.vale.com

Contatos:

Tel.: (27)3333-6503, (27) 99276-8755

E-mail: [email protected]

Tel.: (27)3333-2544, (27) 99631-3485

E-mail: [email protected]

Obrigado!

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