Aplicação da ISO 50001 a uma indústria de produtos ... · i Aplicação da ISO 50001 a uma...

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Aplicação da ISO 50001 a uma indústria de produtos químicos com

vista à implementação de Planos de Racionalização de Energia

António de Alvarenga Vieira Dias

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em

Engenharia Mecânica

Orientadores: Engª Maria Adélia Castanhas Catarino Pimentel

Prof. António Luís Nobre Moreira

Júri

Presidente: Prof. Viriato Sérgio de Almeida Semião

Orientador: Prof. António Luís Nobre Moreira

Vogal: Prof. Carlos Augusto Santos Silva

Novembro 2016

ii

Agradecimentos

Quero agradecer em primeiro lugar ao Professor António Moreira, por me ter dado a oportunidade de

poder realizar este estágio que permite encerrar mais uma etapa da minha vida, e iniciar outra.

Agradeço também à InChemica e a todos os que lá contribuíram para que o meu trabalho se pudesse

realizar, em especial à Engª Adélia Pimentel, que esteve sempre disposta a ajudar, e ao João Gomes, por me ter

delegado um espaço no seu gabinete e por todos os conselhos e ajuda. Um obrigado também à equipa da

auditoria energética por me ter dado todo o suporte tecnológico necessário.

Agradeço à Galp, por ter criado esta iniciativa e por me ter possibilitado fazer este excelente estágio.

E por último, mas os últimos são sempre os primeiros, um grande obrigado à minha tia Joana

Alvarenga, que me aturou durante estes 5 anos e me acolheu como uma segunda mãe, aos meus pais, a toda a

minha família e aos meus amigos, em especial o Tomás Seixas e a Ana Cláudia Teixeira, que sem eles também

não estaria aqui.

iii

Resumo

Esta dissertação é o culminar do trabalho realizado durante seis meses nas instalações da InChemica –

Indústria Química de especialidades, Soc. Unip., Lda., entre Março e Setembro de 2015, ao abrigo do projecto

Galp 202020 estabelecido entre a Galp Energia e o Instituto Superior Técnico.

O consumo intensivo de energia provoca escassez de recursos naturais e o uso excessivo de energia

está associado a emissões de gases com efeito de estufa, que podem conduzir a alterações climáticas. Uma

organização que promova a redução dos consumos energéticos não só tem a sua imagem salvaguardada junto

das autoridades ambientais, que cada vez mais forçam as empresas a cumprir metas de reduções de consumo

energético, como vêem as suas faturas energéticas diminuir, algo que contribui bastante para a

competitividade no mercado.

No caso do presente estágio, o objetivo global foi aplicar a ISO 50001 na InChemica de forma a auxiliar

o processo de melhoria contínua do desempenho energético. O objetivo da ISO 50001 é permitir que as

organizações estabeleçam os sistemas e processos necessários para melhorar continuamente o desempenho

energético.

Fez-se uma avaliação energética de forma a determinar usos significativos de energia e oportunidades

de melhoria do desempenho energético, tendo-se proposto 9 medidas com um potencial de impacto na

redução do consumo de energia primária de 20%, tanto na área da eletricidade como no gás natural. No

seguimento da avaliação energética estabeleceram-se consumos energéticos de referência e indicadores de

desempenho energético, para medir e monitorizar o desempenho energético da organização no futuro.

Palavras-chave: Desempenho energético, Indústria Química, ISO 50001, Racionalização de energia.

iv

Abstract

This dissertation is the culmination of a six month work in InChemica - Chemical Industry of specialties,

single-member company, Ltd., between March and September 2015, under the project Galp 202020

established between Galp Energia and Instituto Superior Técnico.

Intensive energy consumption causes scarcity of natural resources and excessive use of energy is

associated with emissions of gases with greenhouse effect, which can lead to climate change. An organization

that promotes the reduction of energy consumption not only has its image safeguarded with the

environmental authorities, which increasingly force companies to meet energy consumption reduction targets,

but also they see their energy bills decrease, which contributes to high competitiveness in the market.

In the present stage, the overall objective was to apply the ISO 50001 in InChemica in order to assist

the process of continuous improvement of energy performance. The ISO 50001's goal is to enable organizations

to establish the systems and processes necessary to continually improve energy performance.

There was an energy assessment to determine significant uses of energy and opportunities for

improving energy performance, having proposed 9 measures with a potential impact on the reduction of

primary energy consumption by 20%, both in the area of electricity as in natural gas. Following the energy

assessment it was established a baseline energy consumption and energy performance indicators to measure

and monitor the energy performance of the organization in the future.

Keywords: Chemical Industry, Energy performance, Energy rationalization, ISO 50001.

v

Índice

Agradecimentos ............................................................................................................................................... ii

Resumo ........................................................................................................................................................... iii

Abstract .......................................................................................................................................................... iv

Índice ............................................................................................................................................................... v

Índice de tabelas ............................................................................................................................................ vii

Índice de figuras .............................................................................................................................................. ix

Lista de abreviaturas ........................................................................................................................................ x

1 – Introdução .................................................................................................................................................. 1

2 – Caracterização da empresa ......................................................................................................................... 4

2.1 – Descrição geral do processo produtivo....................................................................................................... 4

2.2 – Fluxogramas do processo produtivo........................................................................................................... 5

2.3 – Sistemas auxiliares ..................................................................................................................................... 6

3 – Avaliação energética................................................................................................................................. 10

3.1 – Fontes de energia ..................................................................................................................................... 10

3.2 – Trabalho de campo ................................................................................................................................... 11

3.3 – Usos significativos de energia (USE) ......................................................................................................... 15

3.4 - Oportunidades de melhoria do desempenho energético .......................................................................... 20

3.4.1 - Cálculos .............................................................................................................................................. 23

4 – Consumo energético de referência ........................................................................................................... 38

4.1 – Cálculo de consumos específicos de energia em janeiro de 2016 ............................................................ 39

4.2 – Cálculo de consumos específicos de energia em 2015, com base nos CEE de janeiro de 2016 ................ 40

5 – Indicadores de desempenho energético (IDE) ........................................................................................... 44

5.1 – Metodologia de cálculo dos IDE ............................................................................................................... 45

5.1.1 - Nível 1 ................................................................................................................................................ 45

5.1.2 - Nível 2 ................................................................................................................................................ 46

5.1.3 - Nível 3 ................................................................................................................................................ 47

vi

5.1.4 - Nível 4 ................................................................................................................................................ 50

6 – Conclusões e trabalho futuro .................................................................................................................... 55

7 – Referências ............................................................................................................................................... 57

ANEXO A – Quadros parciais com contador de eletricidade e principais equipamentos (com relevância no

cálculo dos IDE) .............................................................................................................................................. 59

vii

Índice de tabelas

Tabela 1 - Consumos, custos de energia e emissões em 2015 ............................................................................. 10

Tabela 2 – Lista de contadores de energia elétrica e consumo em 2015 (cores associadas à Figura 10 – Planta

das instalações da InChemica.). .................................................................................................................... 13

Tabela 3 – Seleção de equipamentos a medir (excerto – retirado do livro de Excel). .......................................... 14

Tabela 4 – Acções a ter consoante o grau de significância. .................................................................................. 16

Tabela 5 – Critérios energéticos para o nível 1. .................................................................................................... 16

Tabela 6 – Critérios de potencial de melhoria para o nível 1. ............................................................................... 16

Tabela 7 – Graus de significância para o nível 1. .................................................................................................. 17

Tabela 8 - Critérios energéticos para o nível 2. ..................................................................................................... 17

Tabela 9 - Critérios de potencial de melhoria para o nível 2. ............................................................................... 17

Tabela 10 – Graus de significância para o nível 2. ................................................................................................ 18

Tabela 11 - Critérios energéticos para o nível 3. ................................................................................................... 18

Tabela 12 - Critérios de potencial de melhoria para o nível 3. ............................................................................. 19

Tabela 13 - Graus de significância para o nível 3. ................................................................................................. 19

Tabela 14 - Critérios energéticos para o nível 4. ................................................................................................... 19

Tabela 15 - Critérios de potencial de melhoria para o nível 4. ............................................................................. 19

Tabela 16 - Graus de significância para o nível 4 (excerto). .................................................................................. 20

Tabela 17 – Propostas de medidas de melhoria do desempenho energético. ..................................................... 21

Tabela 18 – Propostas de melhoria do desempenho energético – redução de energia primária. ....................... 22

Tabela 19 – Consumos específicos da central de compressão de ar de processo para duas configurações. ....... 23

Tabela 20 – Poupança energética e económica da medida de optimização da central de compressão de ar de

processo. ....................................................................................................................................................... 24

Tabela 21 – Resultados intermédios e poupança energética e económica associada à medida de corte de vapor

ao tanque de fusão. ...................................................................................................................................... 25

Tabela 22 – Economia com medida 9 implementada. .......................................................................................... 26

Tabela 23 – Economias e P.R.I. na substituição da iluminação exterior por LED. ................................................. 26

Tabela 24 – Características dos motores elétricos e eficiência de motores análogos IE3. ................................... 27

Tabela 25 – Consumos atuais e futuros e economias na instalação de motores IE3. ........................................... 27

Tabela 26 – Períodos de retorno de investimento na substituição de motores para classe IE3. ......................... 28

Tabela 27 – Economia, investimento e PRI na substituição do compressor GA10 por um com VEV. .................. 29

Tabela 28 – Fugas de ar comprimido e volume anual de fugas. ........................................................................... 29

Tabela 29 – Economia na eliminação das fugas de ar comprimido na situação atual e após substituição do

compressor GA10 (ver medida 5). ................................................................................................................ 30

Tabela 30 - Economia, investimento e PRI na substituição do secador de ar CD26. ............................................ 30

Tabela 31 – Lista de válvulas, flanges e tubagens sem isolamento e respetivas temperaturas. .......................... 31

viii

Tabela 32 – Potencial económico no isolamento de flanges, válvulas e tubagens. .............................................. 33

Tabela 33 – Economia, investimento e payback globais na aplicação de isolamentos......................................... 33

Tabela 34 – Idem Tabela 33, com medida 9 implementada. ................................................................................ 34

Tabela 35 – Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 1. ........................................................................ 35

Tabela 36 - Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 2. ......................................................................... 35

Tabela 37 – Temperatura e caudal médio conjugado das duas linhas. ................................................................ 36

Tabela 38 – Economias, investimento e PRI associados à instalação de uma caldeira com recuperação de calor

dos gases de exaustão para produção de vapor a 7,5 bar. ........................................................................... 36

Tabela 39 – Indicadores para consumo energético de referência. ....................................................................... 38

Tabela 40 – Regimes de produção em janeiro de 2016 ........................................................................................ 39

Tabela 41 – Pesos dos sulfatados a 70%, para o regime 1. ................................................................................... 39

Tabela 42 – Produções 2015 (em toneladas de matéria ativa). ............................................................................ 40

Tabela 43 - Código para cada conjugação de processos de produção de sulfonados (os números de 0 a 4 são

semanas). ...................................................................................................................................................... 41

Tabela 44 – Indicadores de desempenho energético – Níveis 1 e 2. .................................................................... 44

Tabela 45 – Indicadores de desempenho energético – Níveis 3 e 4. .................................................................... 45

Tabela 46 – Consumo bomba 2 de água de refrigeração e QP 12 no dia 5 de Julho de 2016. ............................. 51

Tabela 47 – Principais equipamentos dos Quadros Parciais 12 e da linha SO3-2 .................................................. 59

Tabela 48 – Principais equipamentos dos QP da linha SO3-1 e linha RF-1 ............................................................ 60

ix

Índice de figuras

Figura 1 - Modelo de gestão de energia para a ISO 50001 (adaptado de [5]). ....................................................... 3

Figura 2 – Produção de SO3 ..................................................................................................................................... 5

Figura 3 – Produção de ácidos sulfónicos (sulfonados) .......................................................................................... 5

Figura 4 – Produção de sulfatados a 35% e 70% ..................................................................................................... 6

Figura 5 – Produção de sulfatados a 27% ............................................................................................................... 6

Figura 6 – Central de arrefecimento de águas. ....................................................................................................... 7

Figura 7 – (a) - Gerador de vapor 2000 kg/h; (b) – Tanque de condensados.......................................................... 7

Figura 8 – Central de ar comprimido (compressores e secador). ........................................................................... 8

Figura 9 – ETAR. ...................................................................................................................................................... 8

Figura 10 – Planta das instalações da InChemica. ................................................................................................... 9

Figura 11 – Tarifário de energia elétrica da InChemica. ....................................................................................... 11

Figura 12 – (a) – Medição de energia elétrica; (b) – Medição de caudal de água de refrigeração ....................... 12

Figura 13 – Exemplo de medição de energia elétrica (diagrama de carga do ventilador de regeneração de sílica

da linha 2)...................................................................................................................................................... 14

Figura 14 - Níveis de Usos Significativos de Energia. ............................................................................................ 15

Figura 15 – Consumo de gás natural da instalação no período de 30/06/2016 a 21/08/2016 ............................ 24

Figura 16 – Luminária com tecnologia LED. .......................................................................................................... 26

Figura 17 – Motor de classe IE3. ........................................................................................................................... 28

Figura 18 – Tabela de caudais de fuga de ar comprimido [11]. ............................................................................ 30

Figura 19 – Exemplo de válvulas não isoladas. (a) – Fotografia; (b) - Termografia ............................................... 31

Figura 20 – Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 1. ......................................................................... 34

Figura 21 - Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 2. .......................................................................... 35

Figura 22 – Caldeira com recuperador de calor. ................................................................................................... 37

Figura 23 - Screenshot do livro de Excel utilizado para calcular os consumos específicos. .................................. 42

Figura 24 – Consumos energéticos de referência (2015). ..................................................................................... 43

Figura 25 – Screenshot da ferramenta de cálculo e registo dos indicadores de desempenho energético

(Outputs). ...................................................................................................................................................... 53

Figura 26 – Screenshot da ferramenta de cálculo e registo dos indicadores de desempenho energético (Inputs

nível 1). .......................................................................................................................................................... 54

x

Lista de abreviaturas

AT – Alta Tensão

CE – Consumo Específico

CEE – Consumo Específico de Energia

CER – Consumo Energético de Referência

CIE – Consumidor Intensivo de Energia

ERSE – Entidade Reguladora dos Serviços Energéticos

IDE – Indicador(es) de Desempenho Energético

IPQ – Instituto Português da Qualidade

ISO – International Organization for Standardization

MAT – Muito Alta Tensão

MT – Média Tensão

N-1 – Neutralização 1

N-2 – Neutralização 2

NP – Norma Portuguesa

PDCA – Plan-Do-Check-Act

PREn – Plano de Racionalização dos Consumos de Energia

PRI – Período de Retorno de Investimento

PRM – Posto de Regulação e Medição

QP –Quadro Parcial

RF-1 – Reator de Filme 1 (“Ballestra”)

RF-2 – Reator de Filme 2 (“Mazzoni”)

SC-1 – Sulfonadores em cascata 1

SC-2 – Sulfonadores em cascata 2

xi

SGCIE – Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de Energia

SGE – Sistema de Gestão de Energia

tMA – tonelada de Matéria Ativa

USE – Uso(s) Significativo(s) de Energia

VEV – Variação Eletrónica de Velocidade

1

1 – Introdução

Vive-se atualmente uma época em que a energia se tornou um vetor essencial para o

desenvolvimento das nações, constituindo o motor que alimenta o seu progresso. A contrapartida do uso

intensivo de energia de origem em combustíveis fósseis revela-se na emissão intensiva de gases com efeito de

estufa, que podem conduzir a alterações climáticas [1]. Deste modo, um aumento da eficiência no uso e

conversão de energia, bem como um aumento no share de produção de energia elétrica de origem renovável,

entre outras medidas, permitem reduzir essas emissões.

Com estas preocupações a Comissão Europeia criou legislação para permitir serem atingidas 3 metas

chave, no ano de 2020 [2]:

Reduzir em 20% as emissões de gases com efeito de estufa (em relação a valores de 1990).

20% de energia na União Europeia produzida por fontes renováveis.

Melhoria em 20% da eficiência energética.

Metas essas que são a inspiração do programa de cooperação Galp 20-20-20. O objetivo global deste programa

é inserir alunos de mestrado em engenharia em estágios em diferentes empresas, do sector industrial ou

serviços, de forma a desenvolver projetos de eficiência energética e sustentabilidade. A estreita ligação entre

os objetivos clima e energia expressa no pacote energia/clima de 2020 foi reafirmada e reforçada com os novos

objetivos clima e energia aprovados em 2014 pelos Chefes de Estado e de Governo da União Europeia para

2030, acrescentando às três metas (gases com efeito de estufa, fontes de energia renováveis e eficiência

energética) uma quarta meta relativa a interligações [3]. As três metas, atualizadas para 2030, são [4]:

Reduzir em 40% as emissões de gases com efeito de estufa (em relação a valores de 1990).

27% de energia na União Europeia produzida por fontes renováveis.

Melhoria em 27% da eficiência energética.

Estes objetivos e políticas energéticas foram usados como ponto de partida no Decreto-lei 68-A/2015, de 30 de

abril.

No caso do presente estágio, o objetivo foi aplicar a ISO 50001 de forma a auxiliar o processo de

melhoria contínua do desempenho energético numa fábrica de produtos químicos, a InChemica, na

Azambuja.

A ISO 50001:2011 é uma norma internacional que especifica requisitos para sistemas de gestão de

energia (SGE), sobre os quais uma organização pode desenvolver e implementar uma política energética e

estabelecer objetivos, metas e planos de ação que tenham em conta as exigências legais e informações

2

relacionadas com o uso significativo de energia. Um SGE permite a uma organização alcançar os seus

compromissos políticos e legais, tomar as medidas necessárias para melhorar o seu desempenho energético e

demonstrar a conformidade do sistema com os requisitos desta Norma [5]. A diferença de um SGE reside na

disciplina que a norma obriga no cumprimento dos objetivos. Além disso, faz com que se conheça os consumos

de energia com mais pormenor, fazendo-se o seguimento de indicadores que são sobretudo consumos

específicos e eficiências de processos e equipamentos. Esse conhecimento acaba por permitir ao gestor de

energia ter um maior controlo sobre o que se passa na organização, e deste modo consegue-se uma melhor

eficiência no processo de melhorar o desempenho energético. Por fim, mas não menos importante, uma

empresa certificada com a ISO 50001 transmite uma melhor imagem ao exterior. No caso da InChemica, uma

empresa que produz para venda a outras indústrias, não é tanto a imagem que tem junto dos clientes, mas a

imagem que transmite para as entidades ambientais.

O objetivo da ISO 50001 é permitir que as organizações estabeleçam os sistemas e processos

necessários para melhorar continuamente o desempenho energético, incluindo a eficiência energética, o uso e

o consumo de energia. Pretende-se que a implementação desta Norma conduza a uma redução nas emissões

de gases com efeito de estufa e de outros impactes ambientais relacionados, assim como uma redução nos

custos de energia, através de uma gestão sistemática da mesma [5].

Aplica-se a todas as variáveis que afetem o desempenho energético e que podem ser monitorizadas e

influenciadas pela organização. Esta Norma não prescreve critérios específicos de desempenho no que diz

respeito à energia, de forma a poder ser implementada por qualquer organização [5].

Esta Norma é baseada na metodologia conhecida como “Plan-Do-Check-Act” (PDCA) e incorpora a

gestão da energia nas práticas diárias das organizações. No contexto da Gestão da Energia, a abordagem PDCA

pode ser descrita da seguinte forma [5]:

Plan (planear): realizar a avaliação energética e estabelecer a linha de base, os indicadores de

desempenho energético (IDE), objetivos, metas e planos de ação necessários para produzir resultados

que vão melhorar o desempenho energético de acordo com a política de energia da organização;

Do (executar): implementar os planos de ação de gestão da energia;

Check (verificar): monitorizar e medir os processos e as características chave das operações que

determinam o desempenho energético face à política energética e aos objetivos, e relatar os

resultados;

Act (actuar): empreender ações que visem melhorar continuamente o desempenho do SGE.

O presente estágio incidiu principalmente na primeira fase, a do planeamento.

3

Figura 1 - Modelo de gestão de energia para a ISO 50001 (adaptado de [5]).

4

2 – Caracterização da empresa

2.1 – Descrição geral do processo produtivo

A atividade principal da empresa é a produção de produtos tensoativos para o abastecimento das

indústrias de detergentes, higiene pessoal e cosmética, que são: ácidos sulfónicos, lauriléteres sulfatos de

sódio a 70% e 27% de concentração e decil-sulfato de sódio a 35%. O regime de funcionamento da fábrica nas

zonas de produção é em contínuo (24 horas por dia e 7 dias por semana). As áreas administrativas e de

gabinetes funcionam em regime de turno de segunda a sexta [6].

As principais matérias primas são:

Alquilbenzeno linear;

Álcool natural;

Oxigénio do ar captado da atmosfera;

Enxofre, normalmente recebido no estado líquido, embora a empresa tenha sempre uma reserva de

enxofre sólido, para ser utilizado na falta de enxofre líquido.

A primeira fase do processo de fabrico consiste na produção de trióxido de enxofre (SO3), utilizado

posteriormente na produção dos diferentes produtos. Existem duas linhas de produção de SO3. O enxofre

líquido (armazenado a 150ºC num tanque aquecido com vapor) é enviado para um tanque de nível constante

que alimenta os fornos de combustão de enxofre de duas linhas semelhantes. O comburente é o oxigénio

presente no ar atmosférico, que é previamente arrefecido e desumidificado, alimentado através de

compressores (o arrefecimento é feito por água glicolada arrefecida por um chiller e a desumidificação é feita

com depósitos de sílica gel). Dessa combustão resulta o dióxido de enxofre, que passa por uma torre de catálise

da qual resulta o trióxido de enxofre. Ao longo deste processo o gás vai sendo arrefecido ao passar por

permutadores de calor, onde cede calor a ar atmosférico fornecido por meio de ventiladores.

Para a produção de ácidos sulfónicos, podem ser utilizados reatores/sulfonadores em cascata (SC-1 e

SC-2) ou reatores de filme (RF-1 e RF-2), em que o objetivo é fazer reagir o SO3 com alquilbenzeno linear. Para

concluir a reação, o produto passa por maturadores e estabilizadores e é armazenado em tanques de produto

final. A produção de sulfatados a 70% e a 35% é feita utilizando reatores de filme onde é provocada a reação

entre o SO3 e o álcool natural ou álcoois lineares, respetivamente, dando origem, após neutralização, aos

sulfatos do agente neutralizante. Os sulfatados a 70% são produzidos sempre pelo RF-1, e os sulfatados a 35%

são sempre produzidos pelo RF-2. Normalmente, a linha 1 produz SO3 para o RF-2 ou para os SC-1, enquanto a

linha 2 produz SO3 para o RF-1. Os SC-2 são raramente utilizados. Os sulfatados a 27% são produzidos num

misturador (Blending) através da diluição com água descalcificada de sulfatados a 70%.

5

Os equipamentos consumidores de energia diretamente ligados ao processo produtivo são sobretudo

compressores, ventiladores, bombas e agitadores, acionados por motores elétricos.

Para a compreensão do processo produtivo e como pano de fundo nos cálculos dos consumos

específicos de energia, usou-se o método dos diagramas de blocos. No capítulo seguinte apresentam-se

diagramas de blocos simplificados que sumarizam o processo produtivo.

2.2 – Fluxogramas do processo produtivo

Figura 2 – Produção de SO3

Figura 3 – Produção de ácidos sulfónicos (sulfonados)

SO3

Ácido sulfónico

Sulfonadores em

cascata/Reator de filme

Maturadores

Estabilizador

Forno de Combustão de enxofre

Torre de catálise

Enxofre

Ar de processo

Filtro de SO3

Água descalcificada

Arrefecimento

Arrefecimento

SO2

SO3

SO3

Alquilbenzeno linear

6

Figura 4 – Produção de sulfatados a 35% e 70%

Figura 5 – Produção de sulfatados a 27%

2.3 – Sistemas auxiliares

Em termos de sistemas auxiliares na InChemica, destacam-se:

Central de arrefecimento de águas (Figura 6) – É a secção auxiliar mais importante no que toca ao

consumo energético, tem como principais equipamentos três bombas de circulação de água (duas

trabalham alternadamente) e duas torres de arrefecimento. A água é usada na refrigeração em

diferentes etapas do processo.

SO3

Reator de filme 1/2

Neutralização 1/2

Tanques de mistura

Desaerificador

Tanque de mistura/Blending

Sulfatados a 70%

Álcool natural Álcoois lineares

Água descalcificada Agentes neutralizantes

Sulfatados a 35%

Sulfatados a 70%

Água descalcificada

Sulfatados a 27%

7

Figura 6 – Central de arrefecimento de águas.

Central geradora de vapor (Figura 7) – Possui duas caldeiras de produção de vapor com capacidades

de 2000 e 640 kg de vapor/hora, sendo que a última só trabalha em caso de avaria da primeira, e um

tanque de condensados. O combustível usado é o gás natural, e é aqui que é consumido praticamente

todo o gás fornecido pela rede, sendo que o restante é usado em pequenos esquentadores e caldeiras

domésticas. O vapor é usado principalmente para manter o enxofre no estado líquido, mas também

em outros aquecimentos em menor escala.

(a) (b)

Figura 7 – (a) - Gerador de vapor 2000 kg/h; (b) – Tanque de condensados

Central de ar comprimido (Figura 8) – Composta por dois compressores que funcionam

alternadamente (alternam de dia para dia, sendo que um trabalha dois dias seguidos por semana –

domingo e segunda-feira), um secador de ar, dois depósitos e filtros. O ar comprimido é usado no

acionamento de válvulas, pequenas bombas, ferramentas manuais, automação, entre outros. Os

compressores funcionam em regime carga/vazio.

8

Figura 8 – Central de ar comprimido (compressores e secador).

Estação de tratamento de efluentes líquidos (ETAR) (Figura 9): Nesta área tratam-se os efluentes

líquidos poluentes provenientes da fábrica, de forma a poderem ser descarregados para o esgoto com

os parâmetros requeridos legalmente.

Figura 9 – ETAR.

A página seguinte mostra uma planta de toda a instalação da InChemica. As caixas coloridas

representam a localização geográfica dos equipamentos agregados a um certo quadro com contador de

eletricidade. No capítulo 3.2 – , apresenta-se a lista de contadores elétricos e a que cor corresponde cada um.

Ainda nesta figura, temos: 1 – Central de águas de refrigeração; 2 – Linha de enxofre; 3 – Central geradora de

vapor.

9

Figura 10 – Planta das instalações da InChemica.

10

3 – Avaliação energética

A ISO 50001 prevê que a organização desenvolva, mantenha e registe uma avaliação energética. A

metodologia e critérios utilizados para desenvolver a avaliação energética devem ser documentados [5].

A InChemica é uma organização consumidora intensiva de energia (CIE), por ter consumos anuais

superiores a 500 tep, e por isso aplica-se à empresa o SGCIE – Sistema de Gestão dos Consumos Intensivos de

Energia, regulamentado pelo Decreto-Lei nº 71/2008 de 15 de abril. O SGCIE prevê que as empresas CIE

realizem, periodicamente, auditorias energéticas que promovam o aumento da eficiência energética e que

elaborem e executem Planos de Racionalização dos Consumos de Energia (PREn), estabelecendo acordos de

racionalização desses consumos com a Direcção Geral de Energia e Geologia (DGEG) [6]. A InChemica, estando

no segundo PREn, tem já umas instalações com um nível razoável de eficiência energética.

3.1 – Fontes de energia

As fontes de energia consumidas pela instalação são:

Energia elétrica, fornecida em média tensão (30 kV), transformada para baixa tensão (400V);

Gás natural, fornecido à pressão de 800 mbar (relativos);

Gasóleo.

Apresenta-se na Tabela 1 os consumos de energia no período de referência (2015), em termos de

energia primária e final, bem como o custo e emissões de CO2 associadas. Estes valores foram obtidos das

faturas energéticas.

Tabela 1 - Consumos, custos de energia e emissões em 2015

Fonte de energia

Quantidade (Energia eléctrica em kWh, gás

e gasóleo em toneladas)

Quant. energia primária (tep)

Quant. Energia final (GJ)

Emissões (ton CO2) Custo (€)

Energia Eléctrica

3 523 021,00 757,45 12 682,88 1 655,82 372 223,15

Gás natural 220,08 237,03 9 925,73 636,24 119 423,60

Gasóleo 1,29 1,32 55,19 4,08 1 281,26

TOTAL - 995,80 22 663,79 2 296,14 492 928,01

O gás natural é usado praticamente por completo para alimentar o gerador de vapor de 2000 kg/h. A

restante energia, na forma de eletricidade, é usada nas tecnologias de processo e nos sistemas auxiliares,

através sobretudo de bombas, compressores, ventiladores e agitadores, todos acionados por motores

elétricos. O consumo de gasóleo é bastante inferior às outras formas de energia, e é usado no pré-

11

aquecimento e num empilhador. O tarifário de energia elétrica é o “Ciclo semanal opcional para os

consumidores em MAT, AT e MT em Portugal Continental” (Figura 11) [7].

Figura 11 – Tarifário de energia elétrica da InChemica.

3.2 – Trabalho de campo

Por forma a avaliar o consumo de energia no presente, é necessário realizar medições de grandezas

que não são monitorizadas numa base diária. O trabalho de campo foi realizado por uma entidade externa

(EDP), no âmbito do SGCIE, e as medições foram utilizadas para a 50001. O trabalho de campo consistiu

principalmente em:

Medições de equipamentos (motores) elétricos;

Análise dos gases de exaustão do gerador de vapor de 2000 kg/h;

Análise do ar de exaustão previamente usado para arrefecer os gases do processo;

Análise do caudal de água de refrigeração;

Medições de temperatura de válvulas, flanges, tubagens, etc.

12

(a) (b)

Figura 12 – (a) – Medição de energia elétrica; (b) – Medição de caudal de água de refrigeração

A InChemica possui diversos contadores, alguns dos quais de contagem de energia elétrica, em que se

pode aceder às suas contagens numa plataforma online. Contudo, da lista de contadores de eletricidade

(Tabela 2), com a exceção dos compressores, todos os contadores englobam diversos equipamentos, que nem

sempre estão afetos ao mesmo tipo de produto. É então relevante medir a contribuição de cada equipamento

no contador a que está associado. Não sendo viável medi-los todos, fez-se uma análise prévia para determinar

quais seriam mais significativos em termos de consumo energético.

Os consumos de energia elétrica evidenciados na Tabela 2 são obtidos através de contadores elétricos.

Por essa razão, o consumo total de energia elétrica difere ligeiramente do consumo total evidenciado na Tabela

1, que foi obtido pelas faturas de eletricidade.

13

Tabela 2 – Lista de contadores de energia elétrica e consumo em 2015 (cores associadas à Figura 10 – Planta das

instalações da InChemica.).

Contadores de energia elétrica Consumo de energia eléctrica (real)

GJ %

QP 12 – Central de águas de refrigeração, central de

captação, descalcificação e pressurização de água,

tanques 701 e 702.

2 385,73 18,73%

Linha SO3-2 1 647,86 12,94%

Compressor de ar de processo SO3-2 nº1 1 638,63 12,86%

Linha Ballestra (RF-1) 1 290,42 10,13%

Compressor de ar de processo SO3 - 1 1 178,29 9,25%

Outros 1 096,69 8,61%

Chiller 994,40 7,81%

Linha SO3-1 917,00 7,20%

Compressor de ar de processo SO3 - 2 nº2 784,89 6,16%

ETAR 442,69 3,48%

Compressor GA11C (ar comprimido) 188,73 1,48%

Compressor GA10 (ar comprimido) 118,60 0,93%

Posto de Enchimento de Camiões 53,58 0,42%

Total 12 737,52 100,00%

Para determinar os equipamentos a medir, fez-se uma lista extensiva de vários equipamentos da

fábrica, de consumo (à partida) significativo. Dessa lista estima-se o consumo de eletricidade em 2015, através

da potência nominal e do número de horas de funcionamento aproximado, e ajusta-se em função do consumo

do quadro ao qual o equipamento está associado. Nos casos em que existe a informação sobre o consumo

energético, a determinação desse consumo é imediata. De seguida atribuem-se pontuações baseadas nesse

consumo e no potencial de melhoria de cada equipamento (Pc e Ppm), que vão de 0 a 1. Se a soma dessas

pontuações der igual ou superior a 1,5, considera-se “uso significativo de energia”, não em termos de entrar no

SGE, mas para analisar com mais detalhe estes equipamentos.

14

Tabela 3 – Seleção de equipamentos a medir (excerto – retirado do livro de Excel).

Equipamentos Potência

(kW)

tempo de

funcionamento

(h)

Consumo de

energia elétrica Pc

Potencial

de melhoria Ppm Ptotal

Uso

significativo de

energia?

GJ %

Compressor de ar de

processo SO3-2 nº1 75

1 638,6 14,21% 1 Baixo 0 1 Não

Compressor de ar de

processo SO3 - 1 75

1 178,3 10,22% 1 Baixo 0 1 Não

Chiller 117

994,4 8,62% 1 Médio 0,5 1,5 Sim

Compressor de ar de

processo SO3 - 2 nº2 55

784,9 6,80% 1 Baixo 0 1 Não

Bomba 1 água de

refrigeração 37 4250 566,1 4,91% 1 Médio 0,5 1,5 Sim

Bomba 2 água de

refrigeração 37 4250 566,1 4,91% 1 Médio 0,5 1,5 Sim

Figura 13 – Exemplo de medição de energia elétrica (diagrama de carga do ventilador de regeneração de sílica da linha 2).

0

2

4

6

8

10

12

14

11:23

13:23

15:23

17:23

19:23

21:23

23:23 1:23

3:23

5:23

7:23

9:23

11:23

13:23

15:23

17:23

19:23

21:23

23:23 1:23

3:23

5:23

7:23

9:23

11:23

13:23

15:23

17:23

19:23

21:23

23:23 1:23

3:23

5:23

7:23

9:23

Po

tên

cia

mé

dia

to

mad

a [k

W]

Tempo [hh:mm]

15

3.3 – Usos significativos de energia (USE)

A NP ISO 50001 refere [5]:

“Para desenvolver a avaliação energética a organização deve…identificar instalações,

equipamentos, sistemas, processos e pessoas que trabalhando para a organização, ou em

seu nome, afetam significativamente o uso e consumo de energia” (NP ISO 50001:2011,

2012, p. 14)

A identificação dos USE deve ser feita de acordo com critérios bem definidos. No âmbito do SGE da InChemica,

consideram-se quatro níveis de Usos Significativos de Energia, apresentados na Figura 14.

Figura 14 - Níveis de Usos Significativos de Energia.

Em cada nível, listam-se os usos de energia, e pontuam-se de acordo com o consumo energético e com o

potencial de melhoria, numa nota de 0 a 5, segundo critérios bem definidos. Áreas, sistemas, processos e

equipamentos que tenham uma média superior a 3 pontos, consideram-se USE, e por isso são integrados no

SGE (Tabela 4). Isto significa que terá de ser feito um acompanhamento sistemático do desempenho energético

desses usos de energia, através dos Indicadores de Desempenho Energético (IDE), que serão vistos mais à

frente. Os consumos energéticos listados são em relação ao ano de 2015.

Nível 1 •Entradas/fontes de energia

Nível 2 • Conversões e sistemas auxiliares

Nível 3 • Linhas e processos

Nível 4 •Equipamentos

16

Tabela 4 – Acções a ter consoante o grau de significância.

Graus de significância Acções:

5 EXTREMAMENTE SIGNIFICATIVO

Integrar no SGE. Identificar prioridades de actuação.

4 MUITO SIGNIFICATIVO Integrar no SGE. Identificar prioridades de actuação.

3 MODERADAMENTE

SIGNIFICATIVO Integrar no SGE. Identificar prioridades de actuação.

2 POUCO SIGNIFICATIVO

Realizar acções apenas se justificado (economicamente, legalmente, indicações de grupo ,etc.).

1 NÃO SIGNIFICATIVO

Realizar acções apenas se justificado (economicamente, legalmente, indicações de grupo ,etc.).

Mostra-se em seguida os quadros com os critérios de significância para cada nível. Optou-se por

manter a formatação utilizada no programa Excel usado para fazer esta análise.

Tabela 5 – Critérios energéticos para o nível 1.

Tabela 6 – Critérios de potencial de melhoria para o nível 1.

As percentagens, para todos os níveis, são definidas de modo a escolher, no arranque do SGE, sistemas e

equipamentos para todos os graus de significância. Nas revisões futuras das listagens dos níveis, contudo, essas

percentagens permanecem iguais.

CRITÉRIO ENERGÉTICO

Consumo de energia final

superior a

5 MUITO ELEVADO 25,00%

4 ELEVADO 20,00%

3 MÉDIO 15,00%

2 BAIXO 4,00%

1 MUITO BAIXO 0,00%

CRITÉRIO POTENCIAL

MELHORIA Redução de consumo de

energia superior a


3 ELEVADO 6,00%

4 MÉDIO 4,00%

2 BAIXO 2,00%

1 MUITO BAIXO 0,00%

17

Havendo um potencial de redução de energia primária de 11,7% para o gás natural e de 8,4% para a

energia elétrica, calculados no capítulo 3.4 - Oportunidades de melhoria do desempenho energético, tem-se,

para o nível 1:

Tabela 7 – Graus de significância para o nível 1.

Nível 1 - ENTRADAS CONSUMO DE ENERGIA CRITÉRIOS DE SIGNIFICÂNCIA

(GJ) (%) CONSUMO DE

ENERGIA POTENCIAL DE

MELHORIA MÉDIA

Electricidade 12.682,88 56,0% 5 5 5

Gás Natural 9.925,73 43,8% 5 5 5

Gasóleo 55,19 0,2% 1 1

TOTAL 22.663,79 100,00%

Os critérios para o nível 2 são expostos em seguida, na Tabela 8 e Tabela 9. A redução de consumo

energético é calculada com base no vetor energético base, ou seja, para um sistema elétrico averigua-se a

redução de consumo relativamente ao consumo global de energia elétrica, e para um sistema térmico

averigua-se a redução de consumo relativamente ao consumo global de gás natural.

Tabela 8 - Critérios energéticos para o nível 2.

CRITÉRIO ENERGÉTICO

Consumo de energia final superior a


4 ELEVADO 5,00%

3 MÉDIO 1,50%

2 BAIXO 0,50%

1 MUITO BAIXO 0,00%

Tabela 9 - Critérios de potencial de melhoria para o nível 2.

CRITÉRIO POTENCIAL MELHORIA

Redução de consumo de

energia superior a


4 ELEVADO 3,00%

3 MÉDIO 2,00%

2 BAIXO 1,00%

1 MUITO BAIXO 0,00%

18

Na tabela seguinte encontra-se a listagem para o nível 2. Os potenciais de melhoria estão de acordo

com as oportunidades de melhoria calculadas no capítulo 3.4. Para os sistemas em que não se determinou

nenhuma oportunidade de melhoria não se pontua segundo este critério.

Tabela 10 – Graus de significância para o nível 2.

Nível 2 - CONVERSÕES E SISTEMAS AUXILIARES

CONSUMO DE ENERGIA ELÉCTRICA

CRITÉRIOS DE SIGNIFICÂNCIA

(GJ) (%) CONSUMO DE


MELHORIA MÉDIA

Central de Águas 2.385,73 16,91% 5 1 3

Compressores de frio 994,40 7,05% 4 4

ETAR 442,69 3,14% 3 3

Ar comprimido 307,33 2,18% 3 3 3

Posto de Enchimento de Camiões 53,58 0,38% 1 1

TOTAL 4.183,74 29,65%

CONSUMO DE GÁS NATURAL


(GJ) (%) CONSUMO DE


MELHORIA MÉDIA

Geradores de Vapor 9.866,17 69,93% 5 5 5

Outros 59,55 0,42% 1 1

TOTAL 9.925,73 70,35%

TOTAL GLOBAL 14.109 100%

Para os níveis 3 e 4, o processo é semelhante. Apresentam-se a título informativo as listagens de

processos e equipamentos de cada nível, e a sua significância determinada de acordo com os critérios

definidos.


CRITÉRIO ENERGÉTICO Consumo de energia final

superior a


4 ELEVADO 12,00%

3 MÉDIO 8,00%

2 BAIXO 4,00%

1 MUITO BAIXO 0,00%

19


CRITÉRIO POTENCIAL MELHORIA

Redução de consumo de

energia superior a


4 ELEVADO 0,80%

3 MÉDIO 0,40%

2 BAIXO 0,20%

1 MUITO BAIXO 0,00%

Tabela 13 - Graus de significância para o nível 3.

Nível 3 - LINHAS E PROCESSOS



(GJ) (%) CONSUMO DE


MELHORIA MÉDIA

Compressores de ar de processo 3.601,81 48,30% 5 5 5

Linha SO3-2 1.647,86 22,10% 5 5

Linha Ballestra (RF-1) 1.290,42 17,30% 4 1 3

Linha SO3-1 917,00 12,30% 4 1 3

TOTAL 7.457,09 100,00%


CRITÉRIO ENERGÉTICO >

5 MUITO ELEVADA 5,00%

4 ELEVADA 3,00%

3 MÉDIA 2,00%

2 BAIXA 1,00%

1 MUITO BAIXA 0,00%


CRITÉRIO POTENCIAL

MELHORIA

Redução de consumo de energia superior a

5 MUITO ELEVADA 0,10000%

4 ELEVADA 0,01000%

3 MÉDIA 0,00100%

2 BAIXA 0,00010%

1 MUITO BAIXA 0,00000%

20

Tabela 16 - Graus de significância para o nível 4 (excerto).

Nível 4 - EQUIPAMENTOS



(GJ) (%) CONSUMO DE


MELHORIA MÉDIA

Compressor de ar de processo SO3-2 nº1

1.638,63 7,23% 5 1 3

Compressor de ar de processo SO3 - 1

1.178,29 5,20% 5 5 5

Chiller 994,40 4,39% 4 4

Compressor de ar de processo SO3 - 2 nº2

784,89 3,46% 4 1 3

Bomba 1 água de refrigeração 593,17 2,62% 3 2 3


Ventilador arrefecimento linha 2 459,33 2,03% 3 3

Bomba refrigeração RF-1 378,75 1,67% 2 2

Torre 2 279,99 1,24% 2 2

Torre 1 248,78 1,10% 2 2

Bomba de recirculação N1 236,62 1,04% 2 2


3.4 - Oportunidades de melhoria do desempenho energético

Apresentam-se no seguinte quadro o resumo das medidas propostas de melhoria do desempenho

energético. Repare-se que algumas medidas apresentam dois resultados possíveis, consoante outra medida é

aplicada ou não. Isto porque algumas medidas influenciam o cálculo de outras medidas. Para os totais, somam-

se os valores das linhas todas excepto as que dizem “sem medida x”.

21

Tabela 17 – Propostas de medidas de melhoria do desempenho energético.

Sector Medida

Economia anual

Investimento (€)

P.R.I. (anos) Energia

elétrica (kWh)

Gás natural (kWh)

Energia primária

(tep)

Emissões (tCO2)

(€)

Compressores de ar de processo

1 - Desativação do compressor da linha 1 de SO3

274.969 - 59,1 129,2 23.821,38 0,00 0,0

Tanque de fusão de enxofre

2 - Corte de alimentação de vapor ao tanque (sem medida

9) - 467.019 40,1 107,8 20.157,05 0,00 0,0

2 - Corte de alimentação de vapor ao tanque (com medida

9) - 342.629 29,5 79,1 14.788,23 0,00 0,0

Iluminação 3 - Instalação de luminárias

com lâmpadas LED no exterior 10.366 - 2,2 4,9 860,65 3.306,70 3,8

Força motriz 4 - Instalação de motores IE3 19.085 - 4,1 9,0 1.653,40 15.997,13 9,7

Ar comprimido

5 - Substituição do compressor GA10 por um com VEV

38.889 - 8,4 18,3 3.369,04 8.602,15 2,6

6 - Reparação de fugas da rede de distribuição (sem medida 5)

62.273 - 13,4 29,3 5.394,92 0,00 0,0

6 - Reparação de fugas da rede de distribuição (com medida 5)

33.906 - 7,3 15,9 2.937,34 0,00 0,0

7 - Substituição do secador de ar

10.400 - 2,2 4,9 900,98 7.526,88 8,4

Linhas de vapor e água

quente

8 - Isolamento de válvulas e tubagens (sem medida 9)

- 33.428 2,9 7,7 1.442,81 2.743,46 1,9

8 - Isolamento de válvulas e tubagens (com medida 9)

- 21.467 1,8 5,0 926,55 2.743,46 3,0

Central de vapor

9 - Recuperação térmica das linhas 1 e 2 - instalação de

caldeira de produção de vapor a 7,5 bar com queimador

auxiliar

- 950.038 81,7 219,2 41.004,69 250.000,00 6,1

TOTAL - 387.615 1.321.642 197,0 487,2 90.586,3 288.176,3 3,2

Na Tabela 18 mostra-se a redução de consumo de energia primária em percentagem, para cada medida e no

total.

22

Tabela 18 – Propostas de melhoria do desempenho energético – redução de energia primária.

Sector Medida Medida

Economia anual

Energia primária

(tep)

% Redução En. primária


1 Desativação do compressor da linha 1 de SO3 59,1 5,9%

Tanque de fusão de enxofre

2 Corte de alimentação de vapor ao tanque (sem

medida 9) 40,1 4,0%

2 Corte de alimentação de vapor ao tanque (com

medida 9) 29,5 3,0%

Iluminação 3 Instalação de luminárias com lâmpadas LED no

exterior 2,2 0,2%

Força motriz 4 Instalação de motores IE3 4,1 0,4%

Ar comprimido

5 Substituição do compressor GA10 por um com VEV 8,4 0,8%

6 Reparação de fugas da rede de distribuição (sem

medida 5) 13,4 1,3%

6 Reparação de fugas da rede de distribuição (com

medida 5) 7,3 0,7%

7 Substituição do secador de ar 2,2 0,2%

Linhas de vapor e água quente

8 Isolamento de válvulas e tubagens (sem medida 9) 2,9 0,3%

8 Isolamento de válvulas e tubagens (com medida 9) 1,8 0,2%

Central de vapor 9 Recuperação térmica das linhas 1 e 2 - instalação de caldeira de produção de vapor a 7,5 bar com

queimador auxiliar 84,8 8,5%

TOTAL - - 199,5 20,0%

As medidas 3 a 9 foram as apresentadas pela equipa da auditoria energética [8], tendo sido confirmados os

cálculos na maior extensão possível.

23

3.4.1 - Cálculos

1 – Desativação do compressor de ar de processo da linha 1 de SO3

A melhoria nos compressores de ar de processo consiste em usar apenas 2 compressores, sendo que a

melhor eficiência obtém-se com os dois compressores da linha 2. Para estimar a poupança anual compara-se a

eficiência da central de ar de processo num período com dois compressores em funcionamento com um

período em que os três compressores se encontravam em funcionamento. Calculou-se a eficiência no período

de 1 a 16 de junho de 2016, onde o compressor da linha 1 encontrava-se avariado, e comparou-se com a

eficiência no período de 12 a 24 de junho de 2015, onde se encontravam os 3 compressores em

funcionamento. Assegurou-se que as condições meteorológicas e os regimes de produção eram semelhantes.

A eficiência da central (Consumo Específico, C.E.) de ar de processo é dada por:

[

] (1)

Onde Cc1, Cc2, Cc3 são os consumos de energia elétrica de cada compressor.

Para determinar a quantidade de ar de processo, observam-se os relatórios de turno e retiram-se

vários valores de caudais de ar de processo, para calcular um valor médio. Multiplicando pelo número de

horas, obtém-se a quantidade total de ar produzido, em kg. Na tabela seguinte apresentam-se os resultados

dos consumos específicos.

Tabela 19 – Consumos específicos da central de compressão de ar de processo para duas configurações.

Configuração Consumo (kWh) Ar produzido (t) Consumo específico

(kWh/t)

2 compressores 28.377 1.982 14,32

3 compressores 41.637 1.638 25,43

Redução 44%

O consumo anual da central de ar de processo, com dois compressores em funcionamento, é estimado

de acordo com a seguinte equação:

( )

( )

(2)

24

Não se considerou a redução nos meses de junho a setembro por haver dificuldade em manter a qualidade dos

produtos nesse período, devido às altas temperaturas nessa época do ano.. A tabela seguinte apresenta os

resultados finais. Usou-se um custo médio de energia elétrica de 0,0866 €/kWh (média ponderada dos custos

de cada tarifário. A ponderação de cada tarifa é a percentagem temporal anual – ver Figura 11).

Tabela 20 – Poupança energética e económica da medida de optimização da central de compressão de ar de processo.

Sistema Consumo 2015

(kWh)

Consumo após

medida (kWh)

Economia

(kWh) Economia (€)

Investimento

(€)

Compressores

de ar de

processo

1.000.503 725.534 274.969 23.821,38 0

Pode haver algum investimento para automatizar o processo.

2 – Corte de vapor ao tanque de fusão de enxofre

Neste caso, estudou-se o potencial de redução no consumo de gás natural ao cortar a alimentação de

vapor ao tanque de fusão de enxofre, tanque este que funciona apenas como backup do tanque de enxofre

líquido. Realizou-se um ensaio entre as 14:00 do dia 27 de julho e as 14:00 do dia 1 de agosto de 2016, onde se

fecharam as válvulas de vapor do tanque de fusão. Observou-se uma redução significativa no consumo global

de gás natural (Figura 15). A redução no consumo de gás, no período do ensaio (assinalado a azul), face ao

restante período indicado no gráfico, foi de cerca de 19%.

Figura 15 – Consumo de gás natural da instalação no período de 30/06/2016 a 21/08/2016

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

800,00

30

-06

-20

16

02

-07

-20

16

04

-07

-20

16

06

-07

-20

16

08

-07

-20

16

10

-07

-20

16

12

-07

-20

16

14

-07

-20

16

16

-07

-20

16

18

-07

-20

16

20

-07

-20

16

22

-07

-20

16

24

-07

-20

16

26

-07

-20

16

28

-07

-20

16

30

-07

-20

16

01

-08

-20

16

03

-08

-20

16

05

-08

-20

16

07

-08

-20

16

09

-08

-20

16

11

-08

-20

16

13

-08

-20

16

15

-08

-20

16

17

-08

-20

16

19

-08

-20

16

21

-08

-20

16

Consumo gás natural (Nm3)

25

Idealmente, o abastecimento de enxofre líquido ocorre de acordo com as necessidades e durante o

ano inteiro não será necessário abrir as válvulas de vapor, pelo que esta redução se aplica ao ano todo, excepto

na paragem anual. Contudo, é difícil nunca haver falhas no abastecimento, e portanto estimaram-se as

necessidades de utilização do tanque de fusão, através da informação dos abastecimentos de enxofre em 2015,

concluindo-se que só seria necessário usar o tanque de fusão uma vez, pelo que se pode considerar

desprezável o consumo associado.

Apresenta-se em baixo uma tabela resumo com os resultados principais. A cada grandeza corresponde

uma letra minúscula,

Tabela 21 – Resultados intermédios e poupança energética e económica associada à medida de corte de vapor ao tanque

de fusão.

a - Média anual (sem contar com paragem)

(Nm3)

b - Consumo c/ fábrica em

funcionamento (Nm

3)

c - Consumo nos dias de paragem

(Nm3)

d - Total anual (após medida)

(Nm3)

e - Total 2015 (Nm

3)

650 184.546 3.878 188.424 232.782

As equações seguintes mostram como foram calculados os diferentes valores. As variáveis correspondem cada

uma a uma grandeza evidenciada na Tabela 21:

( ) ( ) (3)

(4)

(5)

(6)

(7)

13 (Eq. 3) é o número de dias da paragem anual em 2015. O preço do gás natural (eq. 7) é a média do ano de

2015 (custo total/consumo total).

O investimento pode ser diferente de zero de forma a automatizar o fecho e abertura das válvulas de

acordo com as necessidades.

f - Poupança (Nm3) g - Poupança (kWh) h - Poupança (€) Investimento (€)

44.358 467.019 20.157,05 0

26

Para calcular a economia com a implementação da medida 9, de substituição da atual caldeira por

uma com recuperação de calor, utiliza-se o consumo anual de gás natural calculado para essa medida, e aplica-

se a redução de 19%. A Tabela 22 apresenta os resultados.

Tabela 22 – Economia com medida 9 implementada.

Consumo gás anual (MWh)

Consumo gás s/tanque de fusão

(MWh)

Economia (MWh)

Economia (€)

1.771 1.428 343 14.788,23

3 - Instalação de luminárias com lâmpadas LED no exterior

Apenas se considerou trocar a iluminação no exterior por já haver iluminação eficiente equipada com

balastros eletrónicos, decorrente do anterior PREn. A potência dos projectores exteriores é de 450 W, que se

substituem por lâmpadas LED de 166 W, de rendimento luminoso elevado (100 lm/W). Considerou-se 10 horas

de funcionamento por dia, das 20h às 6h, 365 dias por ano.

Figura 16 – Luminária com tecnologia LED.

Tabela 23 – Economias e P.R.I. na substituição da iluminação exterior por LED.

Local Nº de

luminárias Nº de

lâmpadas

Consumo anual atual (kWh)

Consumo anual após

medida (kWh)

Economia anual (kWh)

Economia anual (€)

Investimento (€)

P.R.I. (anos)

Edifício administrativo

3 3 4.928 1.818 3.110 258 992,01 3,8


1 1 1.643 606 1.037 86 330,67 3,8

Tanque 702 1 1 1.643 606 1.037 86 330,67 3,8

Tanque 701 2 2 3.285 1.212 2.073 172 661,34 3,8

Posto de enchimento de camiões

2 2 3.285 1.212 2.073 172 661,34 3,8

Posto de transformação

1 1 1.643 606 1.037 86 330,67 3,8

TOTAL 10 10 16.425 6.059 10.366 861 3306,7 3,8

27

4 – Instalação de motores IE3

Apresentam-se nas tabelas seguintes os cálculos desta medida. O consumo do motor IE3 é calculado

da seguinte forma:

(8)

Tabela 24 – Características dos motores elétricos e eficiência de motores análogos IE3.

Identificação do motor Marca Potência nominal

(kW)

Velocidade (rpm)

cos ϕ

Eficiência atual

Eficiência IE3

Bomba água de refrigeração 1 SIEMENS 37 1.475 0,84 92,50% 94,1%



1º Sulfonador - 3 705 0,76 77,97% 83,5%

2º Sulfonador ELETROALFA 14,7 1.406 0,8 86,41% 91,9%

3º Sulfonador SIEMENS 15 1.460 0,84 88,44% 91,9%

4º Sulfonador EFACEC 22 1.460 0,88 82,90% 92,3%

5º Sulfonador SIEMENS 15 1.450 0,83 86,57% 91,9%

Bomba homogeneização N-1 WEG 22 1.470 0,84 87,16% 92,3%

Tabela 25 – Consumos atuais e futuros e economias na instalação de motores IE3.

Identificação do motor Horas de

funcionamento anual

Potência média (kW)

Consumo atual (kWh)

Consumo futuro (kWh)

Economia anual (kWh)

Economia anual (€)

Bomba água de refrigeração 1

4.260,0 38,76 165.118 162.310 2.808 243,22


4.260,0 38,76 165.118 162.310 2.808 243,22


8.520,0 7,23 61.640 58.357 3.283 284,46

1º Sulfonador 3.003,1 3,00 9.009 8.412 597 51,69

2º Sulfonador 3.003,1 6,91 20.755 19.515 1.240 107,42

3º Sulfonador 3.003,1 7,05 21.179 20.382 797 69,08

4º Sulfonador 3.003,1 10,34 31.062 27.899 3.163 274,06

5º Sulfonador 3.003,1 7,05 21.179 19.951 1.228 106,41

Bomba homogeneização N-1

7.212,3 7,87 56.760 53.600 3.161 273,84

TOTAL - - 551.821 532.736 19.085 1653,399

28

As potências médias apresentadas foram obtidas por medições de energia elétrica realizadas na auditoria

energética, excepto para o 1º Sulfonador.

Figura 17 – Motor de classe IE3.

Tabela 26 – Períodos de retorno de investimento na substituição de motores para classe IE3.

Identificação do motor Economia anual (€) Investimento (€) P.R.I. (anos)

Bomba água de refrigeração 1 243,22 3.794,20 15,6

Bomba água de refrigeração 2 243,22 3.794,20 15,6

Bomba água de refrigeração 3 284,46 945,62 3,3

1º Sulfonador 51,69 700,88 13,6

2º Sulfonador 107,42 1.173,39 10,9

3º Sulfonador 69,08 1.173,39 17,0

4º Sulfonador 274,06 1.720,99 6,3

5º Sulfonador 106,41 1.173,39 11,0

Bomba homogeneização N-1 273,84 1.521,07 5,6

TOTAL 1.653,40 15.997,13 9,7

5 – Substituição do compressor GA10 por um com VEV

A partir do volume anual de ar comprimido produzido, é possível calcular o consumo anual do novo

compressor, pela informação do seu consumo específico. A metodologia para calcular a produção anual de ar

comprimido é descrita no capítulo 5.1.2 - Nível 2, no primeiro indicador de desempenho energético aí

apresentado. A produção em 2015 foi de 469500 m3. A Tabela 27 mostra os principais resultados.

29

Tabela 27 – Economia, investimento e PRI na substituição do compressor GA10 por um com VEV.

Consumo específico de energia (kWh/m

3)

Consumo energético anual (kWh) Economia

(kWh) Economia

(€) Investimento

(€) P.R.I. (anos) Compressor

atual Compressor

novo Compressor

atual Compressor

novo

0,182 0,099 85.369 46.480 38.889 3.369,04 8.602,15 2,6

6 - Reparação de fugas da rede de distribuição de ar comprimido

Para o cálculo desta medida de melhoria analisou-se um relatório de pesquisa e eliminação de fugas

de ar comprimido feito por uma empresa externa [9], onde se identificaram 18 fugas, tendo-se reparado 3

delas de imediato. Essa pesquisa foi feita recorrendo a um instrumento de medição de ultra-sons, que é um

método pouco rigoroso [10], e chegava à conclusão que se poupava uma quantidade de energia superior ao

consumo real, numa base anual. Sendo assim, estimou-se cada fuga como tendo uma abertura de 1 mm e

pressão de 4 bar (pressão de fornecimento – 7 bar). A tabela seguinte mostra a quantidade de ar perdido e o

respetivo volume a ter de ser produzido pelo compressor, a 7,5 bar, para colmatar as fugas.

Tabela 28 – Fugas de ar comprimido e volume anual de fugas.

Quantidade

Pressão (bar)

Diâmetro (mm)

Horas de funcionamento

Fuga anual (m

3 ar livre)

Total de fugas 15 4 1 8.688 342.481

Para calcular o caudal de fugas usou-se a tabela representada em baixo na Figura 18.

30

Figura 18 – Tabela de caudais de fuga de ar comprimido [11].

De seguida calcula-se o potencial de redução de energia elétrica e o respetivo custo, para duas

situações distintas: com o compressor GA10 ou com esse compressor substituído por um novo com VEV (ver

medida 5). O investimento e o PRI são nulos.

Tabela 29 – Economia na eliminação das fugas de ar comprimido na situação atual e após substituição do compressor

GA10 (ver medida 5).

Consumo associado/Potencial de economia (kWh)

Economia (€)

Compressor velho 62.273 5.394,92

Compressor novo 33.906 2.937,34

7 – Substituição do secador de ar CD26

Esta medida passa pela substituição do secador de ar comprimido para um mais eficiente. A Tabela 30

mostra o potencial económico.

Tabela 30 - Economia, investimento e PRI na substituição do secador de ar CD26.

Horas de funcionamento

anual

Potência média de

funcionamento (kW)

Consumo energético

anual (kWh)

Economia (kWh)

Economia (€)

Investimento (€)

P.R.I. (anos)

Secador atual 8.760 1,70 14.857 10.400 900,98 7.526,88 8,4

Secador novo 8.760 0,51 4.457

31

8 – Isolamento de válvulas, tubagens e flanges

O isolamento de tubagens, flanges e válvulas, dependendo da temperatura superficial, é uma medida

que tem geralmente um payback muito curto. Apesar de já haverem muitas válvulas e flanges e quase todas as

tubagens “quentes” isoladas, ainda se detetaram várias oportunidades de melhoria nesta área. A Tabela 31

mostra essas oportunidades, e as temperaturas medidas para cada caso.

Tabela 31 – Lista de válvulas, flanges e tubagens sem isolamento e respetivas temperaturas.

Local Tipo Diâmetro Quantidade/ comprimento

(m)

Temperatura medida (ºC)

Temperatura ambiente

(ºC)

Temperatura sup.

envolvente (ºC)

Horas de Funcionamento

anual

Central geradora de vapor

Flange DN 40 1 101 30 40 8.688

Válvula DN 40 1 101 30 40 8.688

Flange DN 40 1 132 30 40 8.688

Linha SO3-1

Tubagem DN 40 1 143 30 40 8.688

Tanque nível

constante enxofre

Válvula DN 20 1 143 30 40 8.688

Válvula DN 15 1 143 30 40 8.688

Flange DN 40 2 138 30 40 8.688

Armazém enxofre

Válvula DN 20 1 125 30 40 8.688

Tubagem DN 20 3 125 30 40 8.688

Flange DN 40 1 141 30 40 8.688

Linha SO3-2

Tubagem DN 65 1 160 30 40 8.688

Flange DN 65 1 160 30 40 8.688

Válvula DN 40 1 155 30 40 8.688

Válvula DN 65 1 163 30 40 8.688

Flange DN 65 2 152 30 40 8.688

Tubagem DN 65 1 159 30 40 8.688

(a) (b)

Figura 19 – Exemplo de válvulas não isoladas. (a) – Fotografia; (b) - Termografia

32

As perdas de calor numa tubagem cilíndrica são dadas por:

( ) (

) (9)

onde:

q’: Perdas de calor por unidade de comprimento (W/m);

q’conv: Perdas de calor por convecção, por unidade de comprimento (W/m);

q’rad: Perdas de calor por radiação, por unidade de comprimento (W/m);

h: Coeficiente de convecção (W/m2 K);

D: Diâmetro exterior do tubo (m);

Ts: Temperatura da superfície exterior do tubo (K);

T∞: Temperatura do ar ambiente (K);

ε: Emissividade do material do tubo;

σ: Constante de Stefan-Boltzmann (5,67E-8

W/m2K

4);

Tenv: Temperatura da superfície envolvente (K);

Estando todos os casos de potencial melhoria no interior da nave fabril, o regime de convecção é o de

convecção livre. Assim, pode-se usar a seguinte expressão para calcular o coeficiente de convecção [12]:

(10)

onde k é a condutividade térmica do ar e é dado por

{

[ ( ) ] }

(11)

em que Pr é o número de Prandtl e

( )

(12)

onde:

g: aceleração da gravidade (9,8 m/s);

β: coeficiente de expansão térmica volumétrica (1/K);

α: difusividade térmica (m2/s);

ν: viscosidade cinemática (m2/s).

As 3 últimas grandezas, o número de Prandtl, Pr, e a condutividade, k, são obtidos através da tabela A.4 em

[12], em que a temperatura usada para determinar as grandezas é a média entre Ts e T∞. Usou-se uma

emissividade de 0,6 para as válvulas (ferro fundido), e de 0,83 para as flanges e tubagens (aço inoxidável

oxidado) [13,14]. Calculadas as perdas de calor por unidade de comprimento, pela equação 9, multiplica-se

pelo comprimento de tubagem não isolada. No caso das válvulas, estas perdem calor de modo equivalente a

33

um metro de tubagem do mesmo diâmetro, enquanto as flanges perdem o equivalente a meio metro de

tubagem do mesmo diâmetro [15]. Multiplicando as perdas de calor pelas horas anuais, e dividindo por um

fator de 0,8, para contabilizar a eficiência da caldeira e do transporte de vapor, obtém-se as perdas anuais em

kWh de gás natural.

Para as perdas de calor com isolamento, utilizam-se os valores calculados pelos auditores.

A Tabela 32 apresenta as perdas de calor, bem como o potencial económico. O preço do gás natural é

a média do ano de 2015 (custo total/consumo total). Na Tabela 33 é apresentado também o investimento e o

PRI.

Tabela 32 – Potencial económico no isolamento de flanges, válvulas e tubagens.

Local Tipo Diâmetro Quantidade/ comprimento

(m)

Perdas atuais (kWhG.N./ano)

Situação proposta Economia

Temperatura superficial

(ºC)

Perdas (kWh/ano)

kWh/ano €/ano

Central geradora de vapor

Flange DN 40 1 664 29,33 89 575 24,83

Válvula DN 40 1 1.151 29,33 268 883 38,12

Flange DN 40 1 1.092 31,48 126 966 41,70

Linha SO3-1

Tubagem DN 40 1 2.521 32,22 276 2.245 96,91

Tanque nível

constante enxofre

Válvula DN 20 1 1.177 33,27 326 851 36,75

Válvula DN 15 1 924 32,29 268 656 28,32

Flange DN 40 2 2.366 31,88 264 2.102 90,72

Armazém enxofre

Válvula DN 20 1 932 31,93 276 656 28,30

Tubagem DN 20 3 3.209 31,93 552 2.657 114,68

Flange DN 40 1 1.229 32,08 136 1.093 47,19

Linha SO3-2

Tubagem DN 65 1 4.820 32,39 381 4.439 191,57

Flange DN 65 1 2.410 32,39 190 2.220 95,81

Válvula DN 40 1 2.484 33,01 457 2.027 87,49

Válvula DN 65 1 4.215 32,57 583 3.632 156,75

Flange DN 65 2 4.397 31,91 359 4.038 174,28

Tubagem DN 65 1 4.766 32,33 378 4.388 189,38

TOTAL - - - 38.357 - 4.929 33.428 1.442,81

Tabela 33 – Economia, investimento e payback globais na aplicação de isolamentos.

Perdas atuais

(kWh/ano)

Perdas após

medida (kWh/ano)

Economia (kWh de

gás natural)

Economia (€/ano)

Investimento (€)

P.R.I. (anos)

Isolamentos 38.357 4.929 33.428 1.442,81 2.743,46 1,90

34

Para calcular a economia com a implementação da medida 9, de substituição da atual caldeira por

uma com recuperação de calor, aplica-se a redução de 36% no consumo de gás natural calculada na medida 9,

à economia de energia calculada na aplicação dos isolamentos. A Tabela 34 apresenta os resultados.

Tabela 34 – Idem Tabela 33, com medida 9 implementada.

Economia (kWh de gás

natural)

Economia (€/ano)

Investimento (€)

P.R.I. (anos)

Isolamento (com medida 9)

21.467 926,55 2.743,46 2,96

9 - Recuperação térmica das linhas 1 e 2 de SO3 - instalação de caldeira de produção de vapor a 7,5 bar com

queimador auxiliar

Esta medida consiste em aproveitar o calor existente no ar de exaustão da fábrica para produzir vapor,

substituindo uma das caldeiras atuais por uma caldeira de recuperação, com um queimador auxiliar. O ar de

exaustão tem origem nos ventiladores de arrefecimento das linhas de SO3, que fornecem ar atmosférico a

permutadores de calor para arrefecer os gases do processo (SO2 e SO3). Os caudais e temperaturas obtidos do

ar de exaustão das duas linhas são apresentados nas tabelas e figuras seguintes.

Figura 20 – Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 1.

35

Tabela 35 – Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 1.

Parâmetros Medidos

Min. Méd. Máx

Temperatura [ºC] 150,6 152,6 154,9

Caudal [m3/h] 3.412 3.706 3.952

Figura 21 - Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 2.

Tabela 36 - Caudal e temperatura do ar de exaustão da linha 2.

Parâmetros Medidos

Min. Méd. Máx

Temperatura [ºC] 86,1 132,9 153,6

Caudal [m3/h] 5.557 5.723 5.943

No caso da linha 2 verificam-se oscilações periódicas na temperatura. Isto deve-se ao facto de haver

um recuperador de calor para aquecer água para os tanques de armazenamento, e os pontos onde a

temperatura desce rapidamente ocorrem quando a válvula do ar de exaustão ao recuperador abre (e quando a

temperatura sobe, essa válvula fechou).

Com os dados obtidos, calcula-se uma temperatura média das duas linhas, através de uma média

ponderada pelos caudais, e um caudal médio (Tabela 37).

36

Tabela 37 – Temperatura e caudal médio conjugado das duas linhas.

Temperatura (ºC)

140,6

Caudal (m3/h) 9.428,80

Não se sabendo em detalhe o funcionamento da nova caldeira, estimou-se mesmo assim a energia

térmica recuperável, através da seguinte equação:

( ) (13)

onde é a massa volúmica do ar, dada por

(14)

em que

: Pressão do ar de exaustão (estimado em 1,5 bar);

: Constante dos gases perfeitos (ar – R = 287 J/kg K);

: Temperatura de entrada do ar de exaustão à caldeira (140,6 ºC);

e

: Caudal volumétrico de ar de exaustão (m3/h);

: Calor específico ar (para esta gama de temperaturas, =1013 J/kg K [16]);

: Temperatura à saída do ar de exaustão (estando a água da caldeira a 100ºC, estima-se esta temperatura

em 110ºC);

: Nº de horas médio de funcionamento das linhas de SO3, anualmente;

A energia térmica necessária obtém-se do consumo anual de gás natural, em que se multiplica por 0,9 para

contabilizar a eficiência da caldeira. A essa energia térmica subtrai-se a obtida pela eq. 13 e divide-se por 0,9,

para calcular a energia (MWh de gás natural) necessária com a caldeira de recuperação de calor instalada. A

Tabela 38 apresenta os resultados relevantes e mostra o potencial económico e energético desta medida. O

preço do gás natural é a média do ano de 2015 (custo total/consumo total).

Tabela 38 – Economias, investimento e PRI associados à instalação de uma caldeira com recuperação de calor dos gases

de exaustão para produção de vapor a 7,5 bar.

Consumo gás natural (MWh/ano)

Economia Investimento P.R.I.

Atual Futuro (MWh/ano) (€) € anos

Aproveitamento térmico 2.757,15 1 807,11 950,04 41 004,69 250.000,00 6,10

Estes resultados são um pouco mais conservadores dos que os calculados pela equipa da auditoria energética,

em que chegavam a um PRI de 5,1 anos.

37

Figura 22 – Caldeira com recuperador de calor.

38

4 – Consumo energético de referência

Segundo a ISO 50001, a organização deve estabelecer um Consumo Energético de Referência (CER)

[5]:

“A organização deve estabelecer um consumo energético de referência utilizando a

informação da avaliação energética inicial, considerando um período adequado ao uso e

consumo de energia da organização. Alterações no desempenho energético devem ser

medidas por comparação com o(s) consumo(s) energético(s) de referência.” (NP ISO

50001:2011, 2012, p. 14)

Um período adequado é normalmente um ano civil, e o caso da InChemica não é excepção, que trabalha em

contínuo durante todo o ano, parando a produção no final do ano para manutenções. O CER deve ser um

conjunto de indicadores de consumo específico de energia, ou seja, energia por quantidade produzida, para

poder ser comparável. A unidade funcional utilizada para a quantidade produzida é tonelada de matéria ativa

(tMA). Havendo quatro tipos de produto diferentes, existem cinco indicadores de consumo energético para

referência, introduzidos na Tabela 39.

Tabela 39 – Indicadores para consumo energético de referência.

Indicadores para consumo energético de referência Abreviatura Unidades

Consumo específico de energia global CEE (global) GJ/tMA; kgep/tMA

Consumo específico de energia para a produção de

sulfonados CEE (sulfonados) GJ/tMA; kgep/tMA


sulfatados a 70% CEE (Sulfat. a 70%) GJ/tMA; kgep/tMA





De seguida mostra-se de forma sucinta como são calculados os consumos energéticos de referência.

No caso da InChemica, este cálculo é relativamente complexo, olhando para os consumos específicos

por produto, por haver várias possibilidades de combinações produtivas. Por exemplo, o RF-1 pode produzir

sulfonados ou sulfatados a 70%, e portanto não se sabe de imediato que quantidade de energia foi consumida

para produzir o produto A e para o produto B. Os regimes de produção mudam semanalmente sobretudo por

questões de gestão de stocks. No caso do CEE global, contudo, o cálculo é simples, já que se tem apenas de

dividir o consumo total de energia pela produção total.

39

Para calcular os consumos específicos de energia por produto parte-se de consumos específicos

calculados de forma detalhada (dia a dia) no mês de janeiro de 2016, e extrapola-se para o mês que se quer

calcular. Desta forma é possível calcular consumos específicos de forma expedita, embora os resultados

possam não ser os mais precisos.

4.1 – Cálculo de consumos específicos de energia em janeiro de 2016

A metodologia usada para calcular os consumos específicos em janeiro de 2016 é, sucintamente, a seguinte:

1. Identificar os diferentes regimes de produção, no mês em estudo;

Tabela 40 – Regimes de produção em janeiro de 2016

Regime 1 2ª linha de SO3 com RF-1 (sulfatados a 70%), 1ª linha de SO3 com RF-2 (sulfonados)

Regime 2 2ª linha de SO3 com RF-1 (sulfatados a 70%), 1ª linha de SO3 com RF-2 em

simultâneo com os SC-1 (sulfonados)

Regime 3 2ª linha de SO3 com RF-1 (sulfatados a 70%), 1ª linha de SO3 com os SC-1

(sulfonados)

Regime 4 2ª linha de SO3 com RF-1 (sulfatados a 70%), 1ª linha de SO3 com RF-2 (sulfatados a

35%) em simultâneo com os SC-1 (sulfonados)

2. Para cada regime de produção, calcular, para cada contador (eletricidade e gás geral), qual a

percentagem do consumo (peso) de cada produto;

Tabela 41 – Pesos dos sulfatados a 70%, para o regime 1.

Contador Fórmula (Peso*consumo) Peso

Linha Ballestra 1*Consumo linha Ballestra 1,00


0,61

Linha SO3-2

0,62

Linha SO3-1

0,23

Chiller

0,61

Central de arrefecimento de

águas(1)

0,65

Gás(2)

0,70

(1) – 0,95: fracção das águas de refrigeração neste quadro. (2) – 0,009: fracção de gás para o Blending.

∑

( )

40

3. Alguns contadores estão associados a sistemas que não são influenciados pelos regimes de produção.

A esses contadores, vai-se buscar o consumo mensal e divide-se pelos produtos (alocações mensais),

de acordo sobretudo pela quantidade produzida mensal de cada produto;

4. Aplicar, em cada dia, os pesos calculados no ponto 2, sendo que os pesos a utilizar dependem do

regime de produção nesse dia (alocações diárias);

5. Para cada tipo de produto, somar as alocações diárias e alocações mensais, e dividir pela quantidade

produzida (tMA).

4.2 – Cálculo de consumos específicos de energia em 2015, com base nos CEE de

janeiro de 2016

A informação necessária para o cálculo dos consumos específicos de energia por produto são: as

produções - para cada mês - em tMA (Tabela 42), a energia total consumida (em tep ou GJ) e a conjugação de

processos na produção de sulfonados, que é codificada com um número de 1 a 15, de acordo com a Tabela 43.

Tabela 42 – Produções 2015 (em toneladas de matéria ativa).

Mês Sulfonados

(tMA) Sulfatados a 70%

(tMA) Sulfatados a 35%

(tMA) Sulfatados a 27% (tMA)

Total (tMA)

Janeiro 736,785 782,314 7,989 51,911 1578,999

Fevereiro 539,771 862,68 7,907 20,434 1430,792

Março 490,138 955,041 7,795 54,797 1507,771

Abril 530,935 999,564 14,675 38,194 1583,368

Maio 638,959 673,121 0 59,932 1372,012

Junho 584,818 948,013 16,421 50,36 1599,612

Julho 663,924 1031,12 0,023 56,618 1751,685

Agosto 629,755 912,912 15,307 63,595 1621,569

Setembro 793,896 1080,354 0 45,335 1919,585

Outubro 582,474 1062,596 23,559 43,453 1712,082

Novembro 612,283 824,206 0 54,177 1490,666

Dezembro 521,232 580,739 0 37,218 1139,189

Total 7324,97 10712,66 93,676 576,024 18707,33

% 39,16% 57,26% 0,50% 3,08% 100,00%

41

Tabela 43 - Código para cada conjugação de processos de produção de sulfonados (os números de 0 a 4 são semanas).

A última linha apresenta as variações no consumo específico em relação ao período padrão (janeiro 2016 –

conjugação nº4 – uma semana RF-2, três semanas SC-1). Considera-se apenas as mudanças de regime da linha

1, já que apenas pontualmente se altera o regime da linha 2. Não se consideram os regimes em que se produz

sulfatados a 35%, que é produzido também pontualmente.

Para ilustrar e ajudar a explicar o método de cálculo, apresenta-se abaixo um screenshot do livro de

Excel usado para calcular os consumos específicos (Figura 23).

Processos 1 2 3 4 5 6 7 8

RF-2 4 3 2 1 0 0 0 1

SC-1 0 1 2 3 4 0 1 0

RF-2+SC-1 0 0 0 0 0 4 3 3

Variação 33,2% 22,1% 11,1% 0% -11,1% 63% 45% 52%

Processos 9 10 11 12 13 14 15

RF-2/Mazzoni 0 2 1 0 3 1 2

Cascata 2 0 1 3 0 2 1

RF-2+SC1 2 2 2 1 1 1 1

Variação 28% 45% 34% 11% 39% 17% 28%

42

Figura 23 - Screenshot do livro de Excel utilizado para calcular os consumos específicos.

À quantidade de produção de cada produto, multiplica-se pelos consumos específicos calculados para

janeiro de 2016, obtendo-se os consumos de energia expectáveis para os níveis de produção que se verificaram

(1). O total é comparado com o total real (2), calculando-se a variação em percentagem (3).

Para o consumo específico de sulfonados, a essa percentagem soma-se o produto da variação

estimada do consumo específico em relação ao mês de referência - relacionada com os regimes de produção

(Tabela 43) - com a variação do consumo total, ou seja (4):

(15)

Para cada um dos outros produtos, retira-se à variação global (3) um terço do acréscimo feito para os

sulfonados, para que a média das variações de cada produto dê igual à variação global (5). Por fim, calcula-se o

consumo específico para cada produto, dividindo a energia consumida para cada produto pela produção (6).

Para os consumos de energia primária, o método é o mesmo.

Em baixo (Figura 24) mostram-se os consumos energéticos de referência, referentes ao ano de 2015,

da InChemica. Note-se que o consumo específico global é muito próximo dos consumos específicos de

43

sulfonados e de sulfatados a 70%, por estes dois produtos representarem 96% da produção total (ver Tabela

42).

Figura 24 – Consumos energéticos de referência (2015).

O CEE de sulfatados a 27% apenas envolve a energia consumida na diluição (Blending), ou seja, toda a

energia usada para produzir os sulfatados a 70% que são posteriormente utilizados para produzir sulfatados a

27% é refletida no CEE de sulfatados a 70%. Isto explica a razão porque o CEE (sulfat. a 27%) é inferior ao dos

sulfatados a 70%. O CEE (sulfat. a 35%) é bastante superior, mas esse indicador é majorado por se produzir

sempre poucas quantidades de cada vez, que faz com que o consumo energético no pré-aquecimento e na

lavagem pós-produção seja significativo.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

kge

p/t

MA

CEE (global)

CEE (Sulfonados)

CEE (Sulfat. 70%)

CEE (Sulfat. 35%)

CEE (Sulfat. 27%)

44

5 – Indicadores de desempenho energético (IDE)

Outro requisito da ISO 50001 refere que [5]:

“A organização deve identificar IDE apropriados para medir e monitorizar o seu

desempenho energético.” (NP ISO 50001:2011, 2012, p. 14)

Estes Indicadores são muito importantes para a organização fazer o seguimento do desempenho energético de

sectores, processos e equipamentos importantes da instalação. É uma forma de identificar anomalias no

desempenho energético, ou de verificar que uma medida implementada teve o impacto que se esperava.

Os IDE da InChemica são organizados em 4 níveis, da mesma forma que os usos significativos de

energia (ver capítulo 3.3 – Usos significativos de energia (USE)). São calculados mensalmente, excepto a

Intensidade Energética, que é calculado anualmente. De seguida apresenta-se a lista dos IDE.

Tabela 44 – Indicadores de desempenho energético – Níveis 1 e 2.

Nível 1 Nível 2

Indicador Unidades Indicador Unidades

Intensidade Energética kgep/€ Consumo Específico compressores

de ar comprimido kWh/m

3

Consumo Específico de Energia (Global) kWh/tMA Consumo Específico gerador de

vapor 2000 kg/h Nm

3/tÁgua

Consumo Específico de Energia (Global) kgep/tMA Consumo Específico chiller kWh/kg ar processo

Consumo Específico de Energia (Sulfonados)

kgep/tMA Consumo Específico ETAR kWh/m3efl

Consumo Específico de Energia (Sulfatados a 70%)

kgep/tMA Consumo Específico compressores

de ar comprimido kWh/tMA


kgep/tMA Consumo Específico gerador de

vapor 2000 kg/h

tVapor/tMA


kgep/tMA Consumo Específico chiller kWh/tMA

Intensidade Carbónica tCO2e/tep Consumo Específico central de água

de refrigeração kWh/tT&Q

Consumo Específico de Energia Elétrica kWh/tMA

Consumo Específico de Gás Natural (Fábrica)

kWh/tMA

Custo Específico de Energia Elétrica €/tMA

Custo Específico de Gás Natural (Fábrica) €/tMA

45

Tabela 45 – Indicadores de desempenho energético – Níveis 3 e 4.

Nível 3 Nível 4

Indicador Unidades Indicador Unidades

Consumo específico compressores de ar de processo

kWh/t a.p. CE Compressor de ar de

processo linha SO3-1 kWh/t a.p.

CE Linha SO3-1 + RF-2 (sulfonados) kWh/tMA CE Compressor de ar de

processo linha SO3-2 nº1 kWh/t a.p.

CE Linha SO3-1 + RF-2 (sulfatados a 35%) kWh/tMA CE Compressor de ar de

processo linha SO3-2 nº2 kWh/t a.p.

CE Linha SO3-1 + SC-1 kWh/tMA CE Bomba 1 água de

refrigeração kWh/tT&Q

CE Linha SO3-2 (sulfonados) kWh/tMA CE Bomba 2 água de

refrigeração kWh/tT&Q

CE Linha SO3-2 (sulfatados a 70%) kWh/tMA

CE Linha Ballestra (sulfonados) kWh/tMA

CE Linha Ballestra (sulfatados a 70%) kWh/tMA

CE linha de enxofre tVapor/tSO3

CE água tratada tVapor/m3

5.1 – Metodologia de cálculo dos IDE

Neste capítulo explicar-se-á de forma sucinta o procedimento de cálculo para cada indicador de

desempenho energético. Alguns cálculos envolvem potências médias de equipamentos, onde se usou

informação de diagramas de carga obtidos na auditoria energética. Para os casos que não houve medição de

energia elétrica, usou-se a potência nominal.

5.1.1 - Nível 1

Intensidade Energética

A intensidade energética define-se como o quociente entre o consumo energético total e o valor

acrescentado bruto (kgep/VAB (€)) da actividade empresarial ligada à instalação consumidora intensiva de

energia (neste caso, o consumo global).

Consumo específico de energia global

Ver capítulo 4 – Consumo energético de referência.

46

Consumo específico de energia por produto

Ver capítulo 4 – Consumo energético de referência.

Intensidade Carbónica

A Intensidade Carbónica é o rácio de emissões de CO2 equivalente pelo consumo de energia primária

(tCO2/tep).

Consumo específico de energia elétrica

O consumo específico de energia elétrica define-se como o rácio entre o consumo total de energia

elétrica e a quantidade de produção total (kWh/tMA).

Consumo específico de gás natural

O consumo específico de gás natural define-se como o rácio entre o consumo total de gás natural e a

quantidade de produção total (kWh/tMA).

Custo específico de energia elétrica

O custo específico de energia elétrica define-se como o rácio entre o custo total de energia elétrica e a

quantidade de produção total (€/tMA).

Custo específico do gás natural

Semelhante ao indicador anterior, é o quociente entre os custos do gás natural e a produção (€/tMA).

5.1.2 - Nível 2

Consumo específico da central de ar comprimido (por ar produzido)

O rendimento da central de ar comprimido calcula-se dividindo o consumo de eletricidade combinado

dos dois compressores pela produção de ar (kWh/m3). Não havendo caudalímetro para medir a quantidade de

ar produzido, este é estimado com base nos caudais nominais e nas horas em carga dos compressores. Para

isso, analisa-se os consumos diários dos compressores, e estima-se o tempo que cada um esteve em

funcionamento através das percentagens de consumo de cada um em relação ao outro, em cada dia (nem

sempre funciona um 24 horas e o outro 0 horas). Com isto retira-se o número de horas mensais em que cada

compressor esteve a trabalhar. A esse número de horas é multiplicado um fator de carga, que se obtém

dividindo o número de horas em carga pelo número total de horas em funcionamento, que se obtém do

display do compressor GA11C. Recomenda-se que se use um período de alguns meses para avaliar o número

de horas em carga, e o fator de carga deve ser revisto anualmente. Usa-se o mesmo factor de carga para os

dois compressores.

47

Por fim, obtém-se a produção total de ar de cada compressor multiplicando o número de horas em carga pelos

caudais nominais de cada compressor.

Consumo específico da central de geração de vapor (por tonelada de água de alimentação)

Este indicador é o quociente do volume de gás natural consumido pela quantidade de água de

alimentação à caldeira (Nm3/tágua). O volume de gás é obtido multiplicando o consumo total de gás da fábrica

pela fracção de consumo da caldeira. Essa fracção é obtida comparando o contador mecânico existente no

PRM (Posto de Regulação e Medição) com o contador do gerador de vapor 2000 kg/h, e também se recomenda

que se atualize anualmente. Usa-se o valor da densidade da água a 95ºC de 961,75 kg/m3 para a água de

alimentação.

Consumo específico do chiller (por ar produzido)

Neste caso o rendimento do chiller calcula-se dividindo o consumo de energia elétrica do mesmo pela

produção de ar (kWh/tar de processo). A produção de ar é estimada através do número de horas dos diferentes

regimes de produção, a que correspondem caudais médios de ar de processo.

Consumo específico da ETAR

O rendimento da ETAR define-se como o rácio entre a energia elétrica consumida na ETAR e o volume

de efluente tratado (kWh/m3

efluente).

Consumo específico da central de ar comprimido (por tMA)

É o consumo de energia elétrica combinado dos compressores de ar comprimido a dividir pela

produção total de matéria ativa (kWh/tMA).

Consumo específico da central de geração de vapor (por tMA)

É o consumo de gás natural a dividir pela produção total de matéria ativa (Nm3/tMA).

Consumo específico do chiller

É o consumo de energia elétrica do chiller a dividir pela produção total de matéria ativa (kWh/tMA).

5.1.3 - Nível 3

Consumo específico da central de produção de ar de processo

Define-se como o quociente entre o consumo combinado dos compressores de ar de processo e a

produção do mesmo (kWh/tar de processo). A produção de ar é estimada através do número de horas dos

diferentes regimes de produção, a que correspondem caudais médios de ar de processo.

48

Consumo específico da linha SO3-1 + RF-2 a produzir sulfonados

O quadro elétrico (QP) da linha SO3-1 engloba principalmente os ventiladores de regeneração da sílica

e de arrefecimento de SO3 dessa mesma linha, os SC-1 e os maturadores e estabilizador da 1ª cascata (ver

Anexo A). Quando se está a produzir sulfonados exclusivamente com o RF-2, o consumo do QP da linha SO3-1

está virtualmente todo associado a essa produção. Os equipamentos ligados diretamente ao RF-2 (bombas de

matéria prima, bomba de refrigeração do reator e bomba de transfega de produto final) estão ligados ao

quadro da linha SO3-2, pelo que se estima o consumo desses equipamentos para se inserir neste indicador.

Sintetizando numa equação:

( )

[ (

) ]

(16)

em que o caudal médio de sulfonados no RF-2 obtém-se multiplicando o caudal total (cerca de 525 kg/h) pela

percentagem de matéria ativa, que no caso dos sulfonados ronda os 96%.

Consumo específico da linha SO3-1 + RF-2 a produzir sulfatados a 35%

Este indicador é calculado de maneira análoga ao anterior, excepto que agora as horas de

funcionamento e potências médias são para o RF-2 a produzir sulfatados a 35%. A equação 17 demonstra como

é feito o cálculo.

( )

[ (

) ]

(17)

Produção em toneladas de matéria ativa (tMA).

Consumo específico da linha SO3-1 + SC-1

Para calcular o consumo específico da linha SO3-1 com os sulfonadores em cascata-1, usa-se o

consumo do QP da linha SO3-1 e retira-se os consumos calculados nos indicadores anteriores (apenas os que se

referem ao QP SO3-1). A produção de sulfonados pelos SC-1 é obtida partindo da produção mensal e

subtraindo o calculado para o RF-2 (em cima) e para o RF-1 (em baixo). A equação que sumariza os cálculos é a

seguinte:

49

(

) (

)

(18)

Consumo específico da linha SO3-2 (sulfonados)

O QP da linha SO3-2 engloba principalmente os ventiladores de regeneração da sílica e de

arrefecimento de SO3 da linha 2 de produção de SO3, os SC-2 (raramente se usam), os maturadores e

estabilizador da 2ª cascata e, como já foi referido antes, os equipamentos associados ao RF-2 e à N-2 (ver

Anexo A). O ácido sulfónico produzido no RF-1 é normalmente enviado para a maturação e estabilização da 2ª

cascata. A equação 19 mostra como se calcula este indicador:

( )

( )

(19)

em que o caudal médio de sulfonados no RF-1 obtém-se multiplicando o caudal total (cerca de 1300 kg/h) pela

percentagem de matéria ativa, que no caso dos sulfonados ronda os 96%. o “Consumo RF2” representa o

consumo energético dos equipamentos associados ao RF-2, tanto a sulfonar como a sulfatar, que entram nos

indicadores ligados à linha 1 de produção de SO3.

Consumo específico da linha SO3-2 (sulfatados a 70%)

Este indicador é calculado de maneira análoga ao anterior, sendo que a produção de sulfatados a 70%

é obtida de forma direta (tMA).

( )

( )

(20)

Consumo específico da linha do RF-1/Ballestra (sulfonados)

Para calcular este consumo específico, recorre-se ao QP do RF-1, que alimenta principalmente as

bombas de matéria prima e de arrefecimento do reator, as bombas de transfega de produto intermédio,

bombas de arrefecimento, homogeneização e recirculação da Neutralização-1 e bombas de recirculação e

agitadores dos tanques de mistura de sulfatados a 70% (MX-1 e MX-2) (ver Anexo A). O consumo energético

deste quadro a produzir sulfonados é calculado por estimativa, através da seguinte equação:

50

( )

( )

(21)

Consumo específico da linha do RF-1/Ballestra (sulfatados a 70%)

Retirando ao consumo do QP do RF-1 o consumo calculado no indicador anterior, obtém-se o

consumo desta linha a produzir sulfatados a 70% (equação 22). Novamente, usa-se a produção a 100% de

matéria ativa (tMA).

( )

( )

(22)

Consumo específico da linha de enxofre

O consumo específico da linha de enxofre obtém-se dividindo o vapor consumido na linha de enxofre

pela produção de SO3 (tVapor/tSO3). Existem dois caudalímetros de vapor, ligados à plataforma online, que

fornecem a quantidade, em massa, de vapor usada no aquecimento de enxofre, quer no tanque de

armazenamento, no tanque de fusão, no tanque de bombagem ou no tanque de nível constante. A produção

de SO3 obtém-se de forma semelhante à produção de ar de processo: para cada regime de produção, existe um

caudal mássico médio de SO3. Multiplica-se então para cada regime de produção o número de horas nesse

regime com o caudal associado a esse regime, e somam-se as quantidades produzidas em cada regime.

Rendimento do permutador de água tratada

Para calcular este indicador calcula-se o quociente entre a massa de vapor consumido pelo

permutador e o volume de água consumido aquecido por esse vapor, que é a soma dos consumos

contabilizados pelos contadores do Blending e do posto de enchimento de tambores (PET) (tvapor/m3). O vapor é

medido através de um caudalímetro, também ligado à plataforma online.

5.1.4 - Nível 4

Consumo específico dos compressores de ar de processo

O consumo específico dos compressores de ar de processo é calculado fazendo o quociente entre o

consumo de eletricidade e a produção de ar de cada compressor (kWh/tar de processo). O cálculo da produção de

ar é feito da seguinte forma: com os consumos diários, calcula-se para cada dia a potência média consumida.

De seguida calcula-se o caudal médio produzido através da equação 23.

(23)

51

Com o caudal médio em cada dia estima-se a produção de ar mensal. Comparando as produções dos três

compressores, para cada um obtém-se uma percentagem do total. A essas percentagens multiplica-se a

produção real estimada pelos regimes de funcionamento.

Consumo específico das bombas de água de refrigeração

O rendimento das bombas de água de refrigeração define-se como o quociente entre o consumo

elétrico de cada bomba e a massa de produto total (tonelada “tal e qual” – efetivamente a massa total). As

unidades são kWh/t. Não havendo contadores de energia elétrica dedicados a estas bombas, é necessário

estimar os consumos com base no contador da central de arrefecimento de águas (QP 12). Durante a avaliação

energética fizeram-se medições de consumo elétrico às 2 bombas que fornecem água para a fábrica. Durante

este período mudou-se a bomba (funcionam alternadamente), contudo a medição da bomba 1 não foi

representativa, porque nesse momento só uma linha de SO3 estava em funcionamento, algo que é atípico. Por

esse motivo, o peso determinado da bomba 2 no QP é usado tambem para calcular o indicador relacionado

com a bomba 1.

Tabela 46 – Consumo bomba 2 de água de refrigeração e QP 12 no dia 5 de Julho de 2016.

Energia consumida (kWh)

Bomba 2 942

Total QP-12 1991

Desta medição prevê-se que as bombas representem 47,3% da energia consumida pelo QP 12. Como as duas

bombas funcionam alternadamente, o consumo de cada uma representa aproximadamente metade dessa

percentagem. Usa-se essa fracção fixa para todos os meses.

Sintetizando, o consumo específico das bombas 1 e 2 de águas de refrigeração calcula-se da seguinte

forma:

( ) ⁄ (24)

Em relação à massa de produto total não se entra com os sulfatados a 27%, porque o processo de diluição não

usa água de refrigeração.

52

Criou-se um livro em Excel para calcular e guardar os registos de todos os IDE descritos acima, de

forma prática e organizada. Esse livro contém folhas para introduzir os inputs, para cada nível, e uma folha

onde mostra todos os outputs – os valores numéricos dos indicadores de desempenho energético (Figura 25 e

Figura 26).

53

Figura 25 – Screenshot da ferramenta de cálculo e registo dos indicadores de desempenho energético (Outputs).

54

Figura 26 – Screenshot da ferramenta de cálculo e registo dos indicadores de desempenho energético (Inputs nível 1).

55

6 – Conclusões e trabalho futuro

O estágio efetuado tinha como principal objetivo a implementação da norma ISO 50001 na InChemica,

na Azambuja. Sendo este processo algo demorado, acabou-se por focar na parte do planeamento energético,

que também é a fase mais relevante para um aluno de Engenharia Mecânica.

As principais dificuldades neste estágio estiveram relacionadas sobretudo com o facto de a empresa

produzir diferentes produtos, e em alguns casos com os mesmos equipamentos. Isto cria uma grande

combinatória de diferentes regimes de produção que podem estar em operação, a um dado momento. Para se

conseguir atingir os objetivos, houve uma grande quantidade de informação que se teve de recolher

manualmente, como as características técnicas dos equipamentos e os regimes de produção de ano e meio de

operação (através de relatórios de turno). Conseguir organizar e agregar toda a informação foi uma tarefa

árdua mas conseguida.

Apesar das dificuldades, pode-se afirmar que os objetivos foram conseguidos. Criaram-se critérios

para determinar usos significativos de energia. Calcularam-se oportunidades de melhoria do desempenho

energético, e mesmo com o tempo escasso conseguiu-se abordar metodologias de cálculo para ajustar as

medidas de melhoria propostas pela equipa da avaliação energética. O conjunto das medidas poderá permitir

uma significativa redução de 20% de energia primária face ao ano de 2015 e uma poupança monetária de mais

de 90.000€ por ano. Com estas medidas evita-se a emissão de mais de 490 toneladas de CO2 equivalente, que é

uma das principais metas da ISO 50001, por ajudar a reduzir o efeito de estufa.

Determinou-se também o consumo energético de referência para cada tipo de produto, e para o

conjunto global (ano de referência – 2015). Os consumos energéticos de referência são muito importantes para

poder comprovar o impacto das medidas eventualmente tomadas, e para controlar o desempenho energético

da organização.

Ainda se determinaram e calcularam Indicadores de Desempenho Energético (IDE). Estes indicadores

permitem monitorizar, mensalmente, a eficiência dos vários processos, sistemas e equipamentos considerados

USE. Tal como os CER, estes também permitem ver a eficácia de uma medida de melhoria do desempenho

energético de determinado sistema, processo ou equipamento. Criou-se um livro em Excel que é alimentado

com todos os inputs, ou seja, as variáveis significantes que entram no cálculo dos IDE, e que calcula e regista

todos esses IDE, de forma prática. As metodologias para determinar os IDE serão registadas.

Em termos de trabalho futuro, para terminar o planeamento energético deve-se priorizar as medidas

de desempenho energético e criar objetivos, metas e planos de acção, por forma a estimar os consumos

futuros de energia. Devem ser feitas acções de sensibilização e formação para divulgar a importância do

desempenho energético a todos os trabalhadores da InChemica. Deve ser também ponderado o

aprovisionamento de novos contadores de energia elétrica, principalmente para as bombas 1 e 2 de água de

56

refrigeração, para poder calcular os respetivos IDE de forma mais rigorosa e prática. O contador de eletricidade

do Posto de Enchimento de Camiões também pode ser mudado para outro quadro, já que se verifica que esta

área consome muito pouca energia. O aprovisionamento de caudalímetros para monitorizar os caudais de ar

de processo de cada compressor, e para monitorizar os caudais de água de refrigeração, também contribuiriam

para calcular com mais rigor os IDE de nível 4.

Por fim, aconselha-se a aumentar os registos eletrónicos, nomeadamente de caudais de ar de

processo, caudais de SO3, regimes de produção, etc. para poder ter fácil acesso a estas informações, que no

presente só existem displays dessas variáveis e regista-se os valores hora a hora, e para aceder a essas

informações no presente tem de se percorrer centenas de relatórios de turno.

A empresa planeia ser certificada com a ISO 50001 em 2017, e certamente será.

57

7 – Referências

[1] – ERSE. Plano de Promoção da Eficiência no Consumo de Energia Eléctrica,

http://www.erse.pt/pt/planodepromocaodaeficiencianoconsumoppec/Paginas/default.aspx, acedido a 1 de

Outubro;

[2] – European Comitee. 2020 climate & energy package,

http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020/index_en.htm, acedido a 1 de Outubro;

[3] – Decreto-Lei n.º 68-A/2015 de 30 de abril. Diário da República, 1.ª série, N.º 84. Ministério do Ambiente,

Ordenamento do Território e Energia. Lisboa.

[4] – European Comitee. 2030 climate & energy framework,

http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2030_en, acedido a 1 de Outubro;

[5] – IPQ (2012). NP EN ISO 50001:2011;

[6] – Cravo, D., Rebelo, B., Pereira, R., Figueira, U. (2011). Relatório Auditoria Energética – InChemica – Ind.

Química de especialidades, Soc. Unip., Lda.;

[7] – ERSE. Ciclo semanal opcional para os consumidores em MAT, AT e MT em Portugal Continental,

http://www.erse.pt/pt/electricidade/tarifaseprecos/periodoshorarios/Paginas/CiclopcionalosconsumidoresMA

TATMT.aspx, acedido a 1 de Outubro;

[8] – Oliveira, A., Gaspar, C. (2016). Medidas de Eficiência Energética e Validação de Pressupostos

(apresentação);

[9] – Cardoso, F. (2016). Pesquisa e Eliminação de Fugas de Ar Comprimido – InChemica – Ind. Química de

especialidades, Soc. Unip., Lda.;

[10] – Wolstencroft, H. R. (2008). Ultrasonic Air Leak Detection: An Investigation to Improve Accuracy of Leak

Rate Estimation. Dissertação para obtenção de grau de mestre em Engenharia, Universidade de Waikato;

[11] – Norgren. Energy Saving - The Norgren guide to saving energy in compressed air systems,

http://cdn.norgren.com/pdf/ENERGY.pdf, acedido a 1 de Outubro;

[12] – Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of Heat and Mass

Transfer. 6th

ed, John Wiley. University of Michigan;

[13] – Scigiene Corporation. Infrared Thermometer Emissivity tables,

http://www.scigiene.com/pdfs/428_InfraredThermometerEmissivitytablesrev.pdf, acedido a 1 de Outubro;

http://www.erse.pt/pt/planodepromocaodaeficiencianoconsumoppec/Paginas/default.aspx

http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2020/index_en.htm

http://ec.europa.eu/clima/policies/strategies/2030_en

http://www.erse.pt/pt/electricidade/tarifaseprecos/periodoshorarios/Paginas/CiclopcionalosconsumidoresMATATMT.aspx

http://www.erse.pt/pt/electricidade/tarifaseprecos/periodoshorarios/Paginas/CiclopcionalosconsumidoresMATATMT.aspx

http://cdn.norgren.com/pdf/ENERGY.pdf

http://www.scigiene.com/pdfs/428_InfraredThermometerEmissivitytablesrev.pdf

58

[14] – MIKRON. Table of Emissivity of Various Tables, http://www-

eng.lbl.gov/~dw/projects/DW4229_LHC_detector_analysis/calculations/emissivity2.pdf, acedido a 1 de

Outubro;

[15] – Magueijo, V., Fernanda, M. C., Matos, H. A., Nunes, C. P. (2010). Medidas de Eficiência Energética

Aplicáveis à Indústria Portuguesa: Um Enquadramento Tecnológico Sucinto. 1ª ed., ADENE. Algés;

[16] – The Engineering Toolbox. Density, specific heat, thermal conductivity, expansion coefficient, kinematic

viscosity and Prandtl's number - for air temperatures ranging from -150 ºC to 400 ºC,

http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html, acedido a 1 de Outubro.

http://www-eng.lbl.gov/~dw/projects/DW4229_LHC_detector_analysis/calculations/emissivity2.pdf

http://www-eng.lbl.gov/~dw/projects/DW4229_LHC_detector_analysis/calculations/emissivity2.pdf

http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html

59

ANEXO A – Quadros parciais com contador de eletricidade e principais

equipamentos (com relevância no cálculo dos IDE)

Tabela 47 – Principais equipamentos dos Quadros Parciais 12 e da linha SO3-2

QP 12 - Central de águas de refrigeração, central de captação, descalcificação e pressurização de água e

tanques 701 e 702 QP Linha SO3-2

Equipamento Potência

nominal (kW) Equipamento

Potência nominal (kW)

Bomba 2 água de refrigeração 37 Ventilador regeneração 18,5

Bomba 3 água de refrigeração 37 Ventilador arrefecimento 18,5

Bomba 1 água de refrigeração 11 Maturador grande SC-2 11

Torre 1 11 Maturador pequeno SC-2 5,5

Torre 2 9 Estabilizador SC-2 3

Bomba hidropressora 1 água dura 4 Bombas doseadoras SC-2 1,11

Bomba hidropressora 2 água dura 4 Bomba de transfega RF-2 0,56

Bomba furo 2 4 Bomba de refrigeração RF-2 3

Bomba ácido sulfónico tanque 701 18,5 Bomba bateria de arrefecimento 3

Bomba furo 1 2,2 Bomba do primário do chiller 4,6

Bomba torre lavagem de gases 2 3

Ventilador electrofiltro 2 3

Reactor N-2 7,5

Bomba mono de recirculação N-2 7,5

Bomba de refrigeração N-2 2,2

Grupo bomba matéria prima RF-2 + bomba soda cáustica para torre de

lavagem de gases 2 2,2

Grupo bombas doseadoras N-2 1,11

Bomba doseadora de enxofre 0,75

60

Tabela 48 – Principais equipamentos dos QP da linha SO3-1 e linha RF-1

QP Linha SO3-1 QP Linha RF-1

Equipamento Potência

nominal (kW) Equipamento

Potência nominal (kW)

Ventilador regeneração 7,5 Bomba refrigeração RF-1 15

Ventilador arrefecimento 18 Bomba de homogeneização N-1 22

Sulfonador nº1 5 Bomba de recirculação N-1 15

Sulfonador nº2 14,7 Bomba de refrigeração N-1 7,5

Sulfonador nº3 15 Bomba de circulação MX-1 7,5

Sulfonador nº4 22 Agitador MX-1 7,5

Sulfonador nº5/ 1º maturador 15 Bomba de circulação MX-2 7,5

Maturador grande 7,5 Agitador MX-2 7,5

Maturador pequeno 2,2 Maturador RF-1 7,5

Estabilizador 3 Bomba de transfega RF-1 -

Bomba transfega ácido 0,75 Bomba de transfega ácido sulf.

maturador RF-1 -

Bomba lavagem de gases 1 5,5

Bombas doseadoras SC-1 (inclui soda caustica para lavagem de gases)

1,11

Bomba Alquilato para o Ballestra 1,5

Bomba Álcool para o Ballestra 1,5

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