Mitsui & Co. Plant Systems, Ltd. MITSUI & CO. PLANT SYSTEMS, LTD.

Mitsui & Co. Plant Systems, Ltd.

MITSUI & CO. PLANT SYSTEMS, LTD.

E-mail: [email protected]

Impacto global:

• Vendas globais ~ 143.000 unidades (~ 12.000.000 BHP) - Ásia ~ 140.500

- América do Norte ~ 2.500

• ~ 500 trilhões anuais de economia de Btu no mundo todo

• ~ 100 milhões de toneladas³ de CO₂ reduzidas no mundo por ano

Avaliando Caldeiras Convencionais:

Oportunidades para a Inovação

• Limitação de design das caldeiras convencionais:

• - Tamanho físico

• - Ciclo excessivo de aquecimento

• - Excessivas perdas por radiação

• - Má resposta para mudança de cargas

• - Pouca capacidade do sistema de desligamento

• - Eficiência operacional sub-par

global/Capacidades de gerenciamento de carga

• - Problemas de segurança por energia explosiva

• - Falta de controle de emissões de NOx integrado

• - Falta de recuperação de calor integrada

• - Falta de controles/automação integrados

• - Falta de monitoramento 24h/dia

Caldeiras Miura

Série LX Série EX

250 BHP Tubo de fogo vs Miura 200 BHP 1,030 Galões vs 46 Galões

Instalação Múltipla

Controlando a Variação da Carga de Energia: Sistemas Convencionais

Sistemas convencionais de caldeiras gastam grande quantidade de energia para alcançar as condições de carga variáveis

Limitações de design de boilers convencionais os impede de

responder efetivamente a quaisquer mudanças nas demandas de carga

Single 1000 BHP

Boiler

Controlando a Variação da Carga de Energia:

Sistemas Convencionais

• Resultado: Significante quantidade de

energia gasta e emissões nas oscilações de carga

Desperdício

Controlando a Variação da Carga de

Energia: Sistemas Modulares On-Demand

 Os sistemas modulares de caldeiras On-Demand reduzem o consumo de energia necessária para acompanhar as

cargas variáveis, dividindo a capacidade da saída entre muitas pequenas unidades (como engrenagens em um câmbio)

 Sistemas modulares são desenhados especificamente para

atender às demandas de variação de carga

Controlando a Variação da Carga de

Energia: Sistemas Modulares On-Demand

• Resultado: Significativa redução de energia e

emissões em oscilações de carga

Gerenciamento de Energia Otimizada via Modularidade

 Conceito de design modular:

Cada unidade da caldeira age como um único pistão no sistema geral das caldeiras.

1000HP sistema de caldeiras

TDR=1:15

(15 passos de modulação)

• Quando a carga é reduzida (controle assimétrico)

Quando a carga é reduzida, as caldeiras continuam em baixa

operação para evitar a dispersão e a queda da pressão do vapor devido a perda no desligamento e no start-up.

Shutdown Start-up

１ ２ ３ ４

Rango de controle Carga reduzida

Carga aumenta Pressão

Sistema MI

Condição  Caldeira: SQ-2500*12 / Caldeiras preferencialmente de baixa operação：5

Steam pressure (kg/cm2) Required Steam amount (kg/h)

Sistema MI: Simulação

Hire fire 3 Low fire 7

Hire fire 1 Low fire 6

Análise de Eficiência em Serviço:

Benchmarking

Tanque

Caldera Existente Gás

Vapor

Água

Medidor de Gás Medidor de Água

Perda

Miura

Memória de Dados Perdas por Radiação

Demanda de Vapor

Calculadora de Custos de Vapor:

TCO (Custos Totais de Operação) Análise

Combustível

 Água

Desperdícios

 Electricidade

 Custos de Quimica

Serviços

 O&M

Custos Futuros de CO₂

 Ciclos de Vida Projetados

Eficiência energética– R.O.I.:

• Típica Instalação 800 BHP:

• Carga média: 600 BHP

• Operação: 16h/dia, 5 dias/semana, 50 semanas/ano

• Uso de combustíveis: 820,000 therms / ano

• Custo anual de combustíveis: $0.75 / therm = R$1.230.000 /ano

• Custo inicial das caldeiras: c/ instalação = R$840.000

• Economia anual de combustíveis: 24% = R$295.200 /ano

• Redução anual em emissões de CO₂ = 990 ton³ CO₂ /ano

• Projeção de ciclo de vida de economia de combustíveis = +R$7.8 milhões (por 20 anos)

• Projeção de ciclo de vida de redução de emissões de CO₂ = 19,800 mtCO₂ (por 20 yrs)

•

Custos operacionais rapidamente compensam o investimento inicial nas caldeiras

•

Eficiência energética = econômica+benefícios ambientais

+

BOILERMATE®

Bomba de Injeção de Químicos Miura

MIURA SS

Tanque de Água de Alimentação CPI-MI

Controle

Capacidade de Integração Total Miura

MW Suavizador &

Colorímetro Manutenção Miura

Manutenção Linear

Análise de Água

•Upgrade das caldeiras - (6) unidades 300BHP

substituíram (3) já existentes unidades de caldeiras Kewanee firetube 600 BHP

•Planta com pico no verão

•Colocada em funcionamento - Março/08

•Economia de energia reportada: R$560.000/ano

•Redução de emissões de CO2: ~1400 ton³ de CO2/ano

•"Vapor On-Demand é um ótimo ativo, uma vez que nos permite controlar o aumento rapidamente, e então diminui-lo offline

quando a carga diminui, é muito útil. Outra vantagem das caldeiras Miura é que, caso aconteça, nós percamos uma caldeira, por

qualquer razão, nós somente perdemos um sexto de nossa

produção. Se você perder uma grande caldeira, você perde tudo.

Esse fator de confiança adicional da múltipla instalação das caldeiras Miura é também algo de que gostamos."

•"Com a instalação de seis caldeiras Miura LX-300, a Universidade do Arkansas não só aumentou a planta física com as vantagens do sistema On-Demand, como também reduziu os danos ao meio ambiente, isso também economizou dinheiro,"

•Upgrade das caldeiras - (2) unidades 200BHP

•Colocada em funcionamento - 2005

•Economia média de energia: R$334.000/ano

•Redução média de emissões de CO2: ~1200 ton³ de CO2/ano

•"Nós temos caldeiras Miura há cerca de três anos. Nossas duas primeiras 'se pagaram' em aproximadamente um ano em economia de combustível, somente" - Clifton

•"Nós descobrimos mais economia com a Miura do que com nossas caldeiras adquiridas anteriormente, de um mês para o outro, pelo menos 1000 Decatherms" - Clifton

•"A eficiência é essencial para alcançar nossas necessidades, a economia de combustível é muito importante para nossa base. Eu recomendo muito as caldeiras Miura" - Clifton

•"As caldeiras Miura, por serem tão pequenas e tão

eficientes, realmente nos colocaram à frente de todos da região - e dessa indústria - em conservação de água - Shannon Clifton, Supervisor de engenharia, Duke Raleigh Hospital

•Upgrade das caldeiras - (3) unidades LXL-100 BHP

•Colocada em funcionamento - 2010

•Economia média de energia estimada: R$260.000/ano (173,300 therms/ano)

•Redução média de emissões de CO2 estimada: 870 ton³ de CO2/ano

•"As novas caldeiras a vapor de baixa pressão são de 80 a 85%

eficientes energeticamente, produzem menos emissões da planta, e são custo-benefício. De afto, durante o calendário de 2009-2010, a PBC Philadelphia economizou 27% em custos de combustíveis, no que resultou para a companhia em economia de $130.000"- Peter Eilskov, Gerente de Manutenção

•"Nós precisávamos de uma solução geradora de vapor que seria mais eficiente em 60% do que nós obtínhamos com nossas

caldeiras de 30 anos. Com o preço do gás tendo subido, nossos custos para manter nossas caldeiras de 100 e 200 HP também aumentaram. Como parte da performance com missão e

propósito da Pepsi Co. - um compromisso com entregar

crescimento sustentável investindo em um futuro mais saudável para as pessoas e para o planeta - a PBC explorou soluções em energia e custo-benefício com menos emissões" - Eilskov

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