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Ingersoll RandCompression Technologies and Services (CTS)

Alexandre R. Jordão

Gerente de Contas Estratégicas – América Latina

28 de Agosto de 2018

Tendências - Ar Comprimido

TCO: eficiência, confiabilidade, menores custos de manutenção, “servicibilidade”, manutenção

preventiva, qualidade do ar comprimido, reparo e operação.6

A constante alta nos custos de energia (kW.h) vem alterando as estratégias de aquisição; custos

iniciais de aquisição rapidamente transicionando para Custo Total de Propriedade (TCO).5

Devido a pequena diferenciação em relação a eficiência dos compressores de ar, a optimização

de sistemas se torna uma área chave para atingir significativas reduções de custos nesta

categoria.4

Novas regulações e falta de visibilidade sobre a eficiência dos compressors impõem um risco

significativo a competitividade.3

Sistemas de ar comprimido não gerenciados e sem medição acarretam em uma utilidade

ineficiente.2

Confiabilidade continua sendo o principal “valor” percebido na indústria; Ar Comprimido se mantém

como uma utilidade crítica para produção.1

Área de oportunidades na otimização de sistemas de ar comprimido

• Capex

• Ineficiência

• Paradas Inesperadas

• Perdas

• Demanda/Geração

corresponder

• Paradas inesperadas

• Perda de Produção

• Retrabalho

• Desperdício

• Uso de Energia

• Custos Operacionais

30-50% m3/h em perdas

CUSTO TOTAL DE PROPRIEDADE SISTEMA DE AR COMPRIMIDO

CONVERSÃO UTILIZAÇÃO TRANSMISSÃO GERAÇÃO

Ganhos de Eficiência gerenciando além da sala de compressores

The last 20’ of piping is

typically where loss occurs

P

R

O

B

L

E

M

Z

O

N

E

Componentes Chave

Energia Água

Manutenção e Reparos

Expansão de sistema

Aluguel

Porque Otimização de Sistema ?

Tomada de decisão informada

(baseada em dados)

Redução Custos Operacionais

Entender Sistema

Entender Financeiro

Qualidade e Confiabilidade

Gargalos de Produção

Expansão de Sistema de

H2O

Vender equipamentos em excesso

Retardar Expansão

Minimizar a expansão

Ter um back up “sem custo”

“Liberar” mais ar para a produção

Resolver problemas

específicos do processo

Impactar Qualidade do

Produto

MelhorarProdução

Evitar Gastos de Capital

Desperdícios e Retrabalho

Identificar a Oportunidade | Priorizar | Próximos Passos

Identificação de Oportunidade - Análise Potencial de economia

• Implementação

• Verificação de economias

• Manutenção de economias

Ativação

Nível 1:

Sistema de Geração

Analisar | Quantificar

Nível 2:

Sistema Total de Ar Comprimido

Analisar | Quantificar

Auditoria

Processo de Otimização de Sistema testado para atingir seus objetivos

3Passo

2Passo

1Passo

Case – Eficiência Energética Sistema de Ar Comprimido

Redução de Custos de Energia com implementação de tecnologia centrífuga de compressão

Identificação de Oportunidade

Cliente

• Grande Porte

• Indústria Alimentícia

Aplicações do Ar Comprimido

• Transporte Pneumático

• Envase

• Ar de Instrumentação

• Válvulas e Cilindros Pneumáticos

Características da Aplicação

• Qualidade do Ar

• Isento de Óleo

• Controle da Umidade

Identificação de oportunidade

115psi

5950pcm

1154kW

Pressão

Trabalho

Capacidade

Total

Potência

Instalada

Parâmetros Analisados

Consumo

Específico18,921 kW / 100pcm

Potência

Utilizada667 kW 57,79 %

Capacidade

Utilizada3525 pcm 59,24%

Capacidade vs.

Produção 6,18 pcm / ton

Dados IniciaisSistema Existente

570ton

Produção

Total

Tipo: Paraf. Oil Free

Nominal: 110 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 145 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 110 kW

Tipo: Paraf. Oil Free Var.

Nominal: 150 kW


Nominal: 150 kW

Produção

Mediana

Produção

Mínima

Perfil de Produção

570ton

Produção

Máxima

371ton

257ton

~50%Variação

Utilização

Ar Comprimido

Produção DPA

570 ton

Produção DPA

371 ton

Produção DPA

257 ton

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

C1 - V. Fixa 145 164 23,2 23,2 23,2 23,2

C2 - V. Fixa 110 130 19,44 19,44 19,44 - -

C3 - V. Fixa 110 130 19,44 19,44 - - - -

C4 - V. Fixa 110 130 19,44 - - - - - -

C5 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C6 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C7 - V. Variável 150 162 24,81 24,81 24,81 13,03

C8 - V. Variável 150 162 24,81 12,41 4,09 13,03

Vazão Total ( m³ / min ) 99,30 71,54 49,25

Vazão Total ( m³/h ) 5958 4293 2955

Vazão Total ( PCM ) 3525 2540 1749

Potência Total ( kW ) 667 483 334

Potência Específica

( kW/100 pcm ) 18,921 19,005 19,107

Vazão vs Produção DPA

pcm / ton 6,18 6,85 6,80

CENÁRIO ATUAL - SOMENTE COMPRESSORES PARAFUSOS ISENTOS DE ÓLEO

Equipamentos

Potência

Utilizada

( kW )

Capacidade

Nominal

( m³/min )

Potência

Nominal

(kW)

Características Compressores Centrífugos

• Baixo consumo específico (kW/m3/h) – Mais ar com menos consumo

energético

• Controle de pressão constante (aumento de 2 psi = +1% no consumo

de energia)

• Desempenho Constante ao longo do tempo

EFICIÊNCIA

• Ar 100% isento de óleo em todas as condições de operação

• Menos partes móveis comparado com outras tecnologias

• Descarga de ar livre de pulsação e operação sem vibração

CONFIABILIDADE

• Alta disponibilidade comparada a outras tecnologias

• Requer pouca manutenção

• Diagnósticos em tempo real pelo controlador - Conectividade

PRODUTIVIDADE

Características Compressores Centrífugos

Investimento Inicial Manutenção /Troca de

Peças PrincipaisPerda de Eficiência Custo de Total de

Operação

Compressor de Parafuso

Lubrificado + Filtros

Compressor de Parafuso Isento de

Óleo

Compressor Centrifugo

Reconstrução de

unidade, óleo

lubrificante, elementos

filtrantes

Troca da unidade comp.

a cada 5 anos

Manutenção Mínima

consumíveis

Consumo adicional de operação em

sobrepressão

Desgaste no revestimento dos rotores da

unidade resulta em fugas aumentando o

consumo específico

Não sofre perdas em eficiência ao longo do

tempo

PRODUTIVIDADE

CONFIABILIDADE

EFICIÊNCIA

Cenário 1 – Eficiência e Flexibilidade

115psi

6814pcm

1192kW

Pressão

Trabalho

Capacidade

Total

Potência

Instalada


Consumo


Potência


Capacidade


Capacidade vs.


Dados Futuros

570ton

Produção

Total

Sistema Proposto

Tipo: Centr. Oil Free

Nominal: 200 kW


Nominal: 200 kW


Nominal: 145 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 150 kW


Nominal: 150 kW

18,921Kw/100PCM

19,005Kw/100PCM

19,107Kw/100PCM

17,44%22,24%19,68%

Produção

Mediana

Produção

Mínima


570ton

Produção

Máxima

371ton

257ton

Produção DPA

570 ton

Produção DPA

371 ton

Produção DPA

257 ton

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

C1 - V. Fixa 145 164 23,2 - - - - - -

Centr. 1 200 214 41,4 41,4 35,811 35,811

Centr. 2 200 214 41,4 41,4 35,811 - -

C5 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C6 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C7 - V. Variável 150 162 24,81 16,50 - - 13,65

C8 - V. Variável 150 162 24,81 - - - - - -

Vazão Total ( m³ / min ) 99,30 71,62 49,46

Vazão Total ( m³/h ) 5958 4297 2967

Vazão Total ( PCM ) 3525 2543 1756



( kW/100 pcm ) 15,196 14,778 15,775


PCM / ton 6,18 6,85 6,80

Equipamentos

Potência

Nominal

( kW )

Capacidade

Nominal

( m³/min )

CENÁRIO 1 - (2) COMPRESSORES CENTRÍFUGOS + PARAFUSOS ISENTOS DE ÓLEO

Potência

Nominal

(kW)

15,196Kw/100PCM

14,778Kw/100PCM

15,775Kw/100PCM

Cenário 2 – Eficiência e Instalação

115psi

6814pcm

1192kW

Pressão

Trabalho

Capacidade

Total

Potência

Instalada


Consumo


Potência


Capacidade


Capacidade vs.


Dados Futuros

570ton

Produção

Total

Sistema Proposto


Nominal: 200 kW


Nominal: 145 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 110 kW


Nominal: 150 kW


Nominal: 150 kW

18,921Kw/100PCM

19,005Kw/100PCM

19,107Kw/100PCM

22,36%20,38%12,17%

Produção

Mediana

Produção

Mínima


570ton

Produção

Máxima

371ton

257ton

16,618Kw/100PCM

15,131Kw/100PCM

14,834Kw/100PCM

Produção DPA

570 ton

Produção DPA

371 ton

Produção DPA

257 ton

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

Consumo

Nominal

( m³/min )

C1 - V. Fixa 145 164 23,2 23,2 - - - -

Centr. 1 300 316 60,00 60,00 60,00 49,02

C5 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C6 - V. Fixa 110 138 18,67 - - - - - -

C7 - V. Variável 150 162 24,81 17,24 5,46

C8 - V. Variável 150 162 24,81 - - - - - -

Vazão Total ( m³ / min ) 100 65 49

Vazão Total ( m³/h ) 6027 3927 2941

Vazão Total ( PCM ) 3566 2324 1740



( kW/100 pcm ) 16,618 15,131 14,834


PCM / ton 6,26 6,26 6,80

Equipamentos

Potência

Nominal

( kW )

Capacidade

Nominal

( m³/min )

Potência

Nominal

(kW)

CENÁRIO 2 - (1) COMPRESSOR CENTRÍFUGO + PARAFUSOS ISENTOS DE ÓLEO

Comparativo de Cenários

Cenário 1

Cenário 2


570ton

371ton

257ton

15,196Kw/100PCM

14,778Kw/100PCM

15,775Kw/100PCM

16,618Kw/100PCM

15,131Kw/100PCM

14,834Kw/100PCM

9,35% 2,38%

6,34%

ROI Flex. Instalação

Investimento Aprovado para Implementação

✓Ativação do projeto

• Implementação

• Verificação de Economias

• Manutenção de Economias

✓Redução da Pressão de Geração

• A cada 2 psi reduzido – 1% de redução no consumo de energia

✓Readequação do Sistema de Distribuição (Tubulação)

• Redução perda de carga

✓Adequação do sistema de tratamento de ar comprimido

Próximos Passos e Oportunidades

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