7.1 Conclusões
Este projeto debruçou-se essencialmente na otimização energética da central de ar comprimido de baixa pressão da Continental Mabor, tendo como objetivo final reduzir a energia elétrica utilizada para a compressão do ar comprimido de baixa pressão e os respetivos custos associados.
Após a realização de todas as análises necessárias para a resolução do problema proposto, obteve-se um consumo específico de energia elétrica de 0,105 kWh/Nm3 e um custo da produção de ar comprimido de baixa pressão de 0,92 cent./Nm3. Desta forma, o autor conclui que existe uma margem de melhoria em certos períodos de laboração, elaborando uma proposta solução. Com base no diagnóstico realizado pelo autor contactou-se uma empresa especializada em ar comprimido (Atlas Copco) com o intuito de realizarem uma auditoria energética e uma simulação dinâmica do comportamento de novas máquinas face às necessidades de ar comprimido de baixa pressão registadas no período da auditoria. Desta forma, foi possível quantificar as poupanças energéticas obtidas e obter as propostas comercias dos novos equipamentos.
Com a proposta de solução apresentada para o cenário atual de necessidades de ar comprimido de baixa pressão, é previsível reduzir em 3% o consumo específico de energia elétrica (0,102 kWh/Nm3) e o custo do ar comprimido de baixa pressão para 0,90 cent./Nm3. É ainda proposta a implementação de um recuperador de energia térmica que poderá resultar numa poupança energética associada à produção de vapor até 68.556 €/ano. No global, é expectável uma poupança total de 139.433 €/ano. Assim, é previsível um impacto de 0,51% na fatura de energia elétrica anual da empresa e de 2,5% na fatura anual de combustível associada à produção de vapor.
Para o cenário com um incremento de 20% de ar comprimido de baixa pressão face ao atual cenário, é previsível reduzir em 16% o consumo específico de energia elétrica (0,091 kWh/Nm3) e o custo do ar comprimido de baixa pressão para 0,80 cent./Nm3, o que significa uma poupança de 199.196 €/ano. É ainda proposta a implementação de um recuperador de energia térmica que poderá resultar numa poupança energética
Estudo da Otimização da Produção na Central de Ar Comprimido de Baixa Pressão Leonardo José Santos Dias
associada à produção de vapor até 70.454 €/ano. No global, é expectável uma poupança total de 269.651 €/ano. Esta solução prevê uma poupança de 1,4% na fatura de energia elétrica anual da empresa e de 2,6% na fatura anual de combustível associada à produção de vapor.
Para ambas as fases de implementação são sugeridas duas alternativas de layout para a nova central de produção de ar comprimido de baixa pressão, ficando ao critério da empresa qual a que se ajusta de melhor forma às suas necessidades. Para a primeira fase de implementação são previstos investimentos de 805.070 € e 877.070 € para a alternativa de Layout 1 e Layout 2, respetivamente, com uma poupança de 139.433 €/ano. Para a segunda fase de implementação são previstos investimentos de 397.620 € e uma poupança de 269.651€/ano, para ambas as alternativas de layout. O retorno do investimento durante a primeira fase de implementação pode variar entre 3,1 anos e 3,6 anos para a alternativa de Layout 1 e Layout 2, respetivamente.
Paralelamente, recomenda-se a substituição de dois secadores de ar comprimido de baixa pressão por não cumprirem o requisito mínimo do seu GWP imposto pela Continental. Como tal, propôs-se a alteração desses equipamentos por dois secadores de ar com uma maior capacidade e com tecnologia de variação de velocidade, o que significa uma poupança de 3.050 €/ano.
Complementarmente ao trabalho realizado, foi, ainda, realizada uma análise à central de produção do ContiSeal, constatando-se um consumo específico de energia elétrica de 0,158 kWh/Nm3. Desta forma, estudou-se a possibilidade de transferência da central de produção de ar comprimido do ContiSeal para a central de produção 1, o que significa uma poupança de 10.635 €/ano.
É possível concluir que a proposta de solução cumpre com o objetivo inicial do projeto:
reduzir a energia elétrica utilizada no sistema de produção de ar comprimido de baixa pressão e utilizar o calor gerado na sua produção para outros processos, nomeadamente para o pré-aquecimento de água utilizada pelas caldeiras de produção de vapor. É ainda de salientar a viabilidade da sua implementação face ao reduzido payback e à sua exequibilidade por simples adaptação da atual central.
Este projeto transportou para a realidade o facto de que um pequeno estudo pode mudar radicalmente o modo de funcionamento de uma fábrica e trazer enormes poupanças para a mesma.
Estudo da Otimização da Produção na Central de Ar Comprimido de Baixa Pressão Leonardo José Santos Dias
7.2 Propostas de trabalhos futuros
Este projeto é uma continuação de um projeto realizado pelo autor, com o intuito de estudar a otimização da produção de ar comprimido de alta pressão. Durante esse projeto propôs-se a transição de um compressor presente na central de produção de baixa pressão para a linha de ar comprimido de alta pressão. Deste modo, surgiu a necessidade do estudo realizado no presente projeto.
Depois de concluído o projeto da otimização da produção de ar comprimido de baixa pressão ficam em aberto três temáticas fundamentais que carecem de um estudo aprofundado.
Como primeira proposta para trabalhos futuros, sugere-se o estudo de otimização da rede de refrigeração da central de produção, nomeadamente a otimização das torres de arrefecimento e do grupo de bombagem. Com a implementação do recuperador de energia as torres de arrefecimento têm um trabalho mais reduzido. Assim, dado que os ventiladores das torres de arrefecimento apenas são munidos de uma velocidade de rotação e que as bombas circuladoras não têm variação de velocidade, é necessário estudar qual a solução mais eficiente. A aquisição de novas máquinas levanta a questão das torres de circuito aberto serem a melhor alternativa para refrigerar as novas máquinas, dada a qualidade da água.
Como segunda proposta para um trabalho futuro, recomenda-se um estudo mais aprofundado sobre a análise complementar realizada sobre a otimização da central de produção do ContiSeal. Assim, torna-se necessário perceber qual o impacto que esta solução acarreta para o bom funcionamento da central de produção 1 e qual o investimento necessário para adaptar as infraestruturas da empresa a esta realidade.
Em acréscimo, é necessário analisar quais as limitações e necessidades de ar comprimido do ContiSeal de forma a não colocar em causa o bom funcionamento desta unidade.
Por último, como terceira proposta para um trabalho futuro, seria interessante analisar as fugas de ar da rede de ar comprimido de baixa pressão, dado que estas representam a maioria das perdas energéticas num sistema de ar comprimido. Assim, a sua correção pode originar elevadas reduções do consumo de energia elétrica associado ao ar comprimido.
<TÍTULO DA TESE> <NOME DO AUTOR>