IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE EFICIENCIAENERGÉTICA EN EL ACUEDUCTOMETROPOLITANODE              BUCARAMANGA
USO RACIONAL DE ENERGÍA                           IMPLEMENTACIÓN      DEL                           PLAN    DE   EFICIENCI...
INFRAESTRUCTURA             Tanques de Almacenamiento: 41             Plantas de Tratamiento: 4             Redes de di...
INDICADORESINDICADOR                                 2003          2011*IANC (%)                                  32,15   ...
CONSUMO DE ENERGÍAELÉCTRICA [2011]4 Plantas de Tratamiento   3 Sistemas de Bombeo                      Consumo 2011       ...
CONSUMO DE ENERGÍAELÉCTRICA [2011]                   Series1; FUERZA                   MOTRIZ; 94,432%                    ...
Uso Racional de Energía enel amb S.A.                            Indicadores                        UNE 216301 – IEEE:    ...
Preliminares: Sistema de GestiónEnergética                                      Medir                                   ...
PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 1. Caracterización, Monitoreo y Diagnóstico    del sistema de distribución de la Estación   ...
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ESTACIÓN DE BOMBEO BOSCONIA
Estación de Bombeo Bosconia                                                                          2100                 ...
¿Costo Factura vs URE?                                            Se puede lograr bajar el                               N...
Cambio Comercializador [2008]
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¿Instalación Banco de Condensadores?                                  No pago de Reactiva                                 ...
URE: Estación de Bombeo Bosconia                             Calidad Potencia                                   S/E       ...
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Modelamiento de Equipos                                           Boquerel                                           Pasam...
Modelamiento de Equipos                                                                     ERRORES QUE EN                ...
ANÁLISIS DE EFICIENCIA [Julio 2008]                                          Consumo Motor             Consumo Motor      ...
ACCIONES REALIZADAS  Diagnóstico predictivos, termografía, vibraciones y ultrasonido en las unidades 3 y 4. Cambio de acom...
ANÁLISIS DE EFICIENCIA [ Abril 2011]         Consumo            Consumo                                Consumo     [kWh/m3...
RESULTADOS OBTENIDOS  Consumo de Energía [kWh/m3]                                    2008:                                ...
CONCLUSIONES: BombeoBosconia   Con una inversión mínima, el modelo matemático mostró que era necesario realizar un cambio ...
CONCLUSIONES: BombeoBosconia  La conceptualización técnica obtenida con la caracterización del bombeo Bosconia es útil par...
PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA   2. Minicentral Hidroeléctrica La Flora                   [950 kVA]    Aprovechamiento Hidr...
MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA          Disponibilidad Recurso Hídrico                    MINI CENTRAL              7...
MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA           Aspectos Técnicos             DIMENSIONES DE LA TURBINA TIPO FRANCIS        ...
MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA        Características Generales                  ECOSISTEMA                          ...
MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA       Diagrama Unifilar Eléctrico                           Generador Eléctrico       ...
MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA            Observaciones•Se tienen los dos componentes principales para crear una gene...
USO RACIONAL DE ENERGÍA              Diagonal 32 N° 30 A -51. Parque del Agua      Ing. Samuel Franz Mutis Caballero. Gere...
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9. Avance en la implementación del Plan de eficiencia energética en el Acueducto Metropolitano de Bucaramanga –AMB -

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Frank Mutis, Gerente General Acueducto Metropolitano de Bucaramanga – AMB

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9. Avance en la implementación del Plan de eficiencia energética en el Acueducto Metropolitano de Bucaramanga –AMB -

  1. 1. IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE EFICIENCIAENERGÉTICA EN EL ACUEDUCTOMETROPOLITANODE BUCARAMANGA
  2. 2. USO RACIONAL DE ENERGÍA IMPLEMENTACIÓN DEL PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL ACUEDUCTO METROPOLITANO DE BUCARAMANGAII Seminario de Eficiencia Energética en Servicios Públicos
  3. 3. INFRAESTRUCTURA  Tanques de Almacenamiento: 41  Plantas de Tratamiento: 4  Redes de distribución: 1.350 km  Sistemas de Bombeo: 2  Distritos Hidráulicos: 32  Válvulas Reguladoras: 67  Sectores Homogéneos de Presión: 99  Cobertura servicio domiciliario: 98%  Cobertura de micromedición: 100%  Continuidad del servicio: 24 h
  4. 4. INDICADORESINDICADOR 2003 2011*IANC (%) 32,15 22,81Reposición anual de medidores 8069 12067Reposición anual de redes (km) 10,6(20,65)2006 5,4Fallas por rotura (Daños/km*año) 1,25(1,77)2005 0,86No. de Ordenes atendidas por fraude 0 1404Puntos remotos (SCADA) 0 35Sectores homogéneos de presión 20 99
  5. 5. CONSUMO DE ENERGÍAELÉCTRICA [2011]4 Plantas de Tratamiento 3 Sistemas de Bombeo Consumo 2011 Dependencia [kWh/mes] amb Bombeo Bosconia 2’547.632 1 Sede Administrativa Sistema SCADA, Otros. Plantas de 67.469 Tratamiento Otros 106.329 TOTAL [mes] 2’721.430 TOTAL 32,7 GWh Potencia Instalada 15,72 MW Potencia Func.: 8,6 MW Aproximadamente 9 % del Consumo de Bucaramanga
  6. 6. CONSUMO DE ENERGÍAELÉCTRICA [2011] Series1; FUERZA MOTRIZ; 94,432% 7,6 MW Motores - Bombas  0,25 MW de Iluminación 0,023 MW otras aplicaciones 0,17 MW de sistemas de AA Series1; Series1; ACONDICIONAMIE ILUMINACIÓN; NTO TÉRMICO; 3,090% 2,193% Series1; OTROS; 0,285%
  7. 7. Uso Racional de Energía enel amb S.A. Indicadores UNE 216301 – IEEE: Eficiencia Energética A Management System for Energy Operación y Producción Gestión de Compra de Energía Mantenimiento Gestión URE Cambios Sistemas de Tecnológicos Control Reingeniería Equipos de Procesos Eficientes Tecnologías Productivas
  8. 8. Preliminares: Sistema de GestiónEnergética  Medir  Diagnosticar  Modelar  Acciones preventivas y correctivas Mantenimiento
  9. 9. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 1. Caracterización, Monitoreo y Diagnóstico del sistema de distribución de la Estación de Bombeo Bosconia. 2. MDL: Minicentral Hidroeléctrica La Flora [1 MVA]. 3. Automatización sistemas de iluminación Sede Administrativa. 4. Campañas de ahorro y cambio de sistemas de iluminación.
  10. 10. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 1. Caracterización, Monitoreo y Diagnóstico del sistema de distribución de la Estación de Bombeo Bosconia.
  11. 11. ESTACIÓN DE BOMBEO BOSCONIA TIBB - SULZER 4 Bombas Horizontales de 700 l/s Altura dinámica 397 m 4 Motores Asíncronos, rotor Jaula de Ardilla, 5000 HP, 1790 rpm, 4160 V, 597 A. Paneles de control y servicios auxiliares. Sistema lógica programable. Consumo: 30,60 kWh/año Costo: $ 6.566’682.708/año Bombeo: 22’700.000 m3 /año Subestación Eléctrica 115/4,16 kV Potencia Instalada: 24 MVA
  12. 12. ESTACIÓN DE BOMBEO BOSCONIA
  13. 13. Estación de Bombeo Bosconia 2100 2600 8500 2100 2600 7850 8500 7850 Barraje tubular de aluminio Ø 63/55 mmJohanjaro Todas las distancias se encuentran en milímetros
  14. 14. ¿Costo Factura vs URE? Se puede lograr bajar el Nivel de Tensión costo en la facturación, pero Comercializ. no significa una mejora en la eficiencia energética. Banco de Sólo se puede realizar una Capacitores vez, y esto no lo hace sostenible, ni necesariamente eficiente. A veces inseguro. DISMINUCIÓN [ $/kWh ]
  15. 15. Cambio Comercializador [2008]
  16. 16. Cambio Comercializador [2008] Si el contrato de energía estuviese sujeto a la Bolsa de Energía, el amb habría cancelado un excedente de $ 75’436.980 respecto con el contrato a precio Fijo vigente.
  17. 17. ¿Instalación Banco de Condensadores? No pago de Reactiva $ 150 M MANTENIMIENTO DE TRANSFORMADORES DE POTENCIA
  18. 18. URE: Estación de Bombeo Bosconia Calidad Potencia S/E Estudio de Modelado sistema de Equipos Iluminación Eléctricos Caracterización Energética Revisión de los Análisis de SPT Eficiencia
  19. 19. CALIDAD DE LA POTENCIA: Medición VALOR VALOR PARÁMETRO EQUIPO NORMA 4 NORMA MEDIDO 3 353,5 MΩRESISTENCIA DE AISLAMIENTO ANSI-IEEE 43-2000 > 100 MΩ 2 (mínimo) 1 iq(t) HVF (FACTOR ARMÓNICO DE 2,008 % NEMA MG1-1993/IEC 60034-26 ≤3% 0 TENSIÓN) (máximo) -1THD (DISTORSIÓN ARMÓNICA 1,981 7 % -2 CREG 024 de 2005 ≤5% TOTAL) (máxima) -3 1,3% -4 0 1 2 3 4 5 6 7 DESBALANCE DE TENSIÓN Motores IEC 60034-17/NEMA MG1-1993 <2% (máximo) t Adaptación IEC 60034-17/NEMA 3,2%DESBALANCE DE CORRIENTE <5% MG1-1993 (máximo) Std IEEE 519-1992 (armónicos 5 y 2,213 3% <4% DISTORSIÓN ARMÓNICA DE 7) (máxima) CORRIENTE Std IEEE 519-1992 (armónicos 11 y 0,2310 % <2% 13) (máxima)DESVIACIÓN ESTACIONARIA DE 6,190 6 % CREG 024 de 2005 < 10 % TENSIÓN (máxima) 1,645 9 % THD Transformadores CREG 024 de 2005 < 2,5 % (máxima) 0,844 8 % RELACIÓN Vab2/Vab1 CREG 024 de 2005 <3% (máxima) Adaptación IEC 60034-17/NEMA 1,105 0 %DESBALANCE DE CORRIENTE <5% Banco de MG1-1993 (máximo) condensadores 1,178 6 % THD CREG 024 de 2005 ≤5% (máxima) APPLUS NORCONTROL – ANDESCO Toma de decisiones. Aplazar Inversión
  20. 20. Modelamiento de Equipos Transformadores de Potencia Autotransformadores Motores de 5000 HP Bancos de Condensadores Conductores. Acometidas de Alta y Baja Tensión IEEE 112-2004: “Standard Test Procedure for Polyphase Induction Motors”
  21. 21. Modelamiento de Equipos Boquerel Pasamuro Válvula de Aspiración 5A Rueda de Maniobra Manómetro de Aspiración PI-23 Yee 16-4A Central Lubricación Válvula de entrada Brida 16-3A de agua 109-A Manómetro Válvula de entrada de agua 108-A 1A Bomba Captor Vibraciones Grifos Ventilación Motor 2A Termómetro TE-40 Reducción 18-IA Manómetro de Tablero local de control Impulsión PI-24 Juanta de dilatación 18-2A Cheque 7A Tablero Local de comando de la válvula Válvula de control automático 9A Válvula de guarda Tubería de Impulsión Johanjaro
  22. 22. Modelamiento de Equipos ERRORES QUE EN NINGÚN CASO SUPERAN EL 4,3 % Error porcentual en potencia activa Modelos Operaciones Tres motores Dos motores Promedio Operación Morrorico -3,9587 0,0430 -2,1224 Análisis de Operación 75% Morrorico -0,7280 3,4084 1,1701 Operación 50% Morrorico -2,3736 1,6941 -0,5070 Eficiencia Operación 25% Morrorico -3,9297 0,0732 -2,0928 Operación Estadio 0,0802 4,2502 1,9937
  23. 23. ANÁLISIS DE EFICIENCIA [Julio 2008] Consumo Motor Consumo Motor Consumo Motor [kWh/m3]; [kWh/m3]; Eficiencia [%] [kWh/m3]; 1,342 UNIDAD 3; 1,3946 UNIDAD 4; 1,342 UNIDAD 2; 1,331 Consumo Motor [kWh/m3] Eficiencia [%]; Eficiencia [%]; UNIDAD 1; UNIDAD 2; Eficiencia [%]; Eficiencia [%]; 73,466% 73,480% UNIDAD 3; UNIDAD 4; 69,293% 66,227%
  24. 24. ACCIONES REALIZADAS Diagnóstico predictivos, termografía, vibraciones y ultrasonido en las unidades 3 y 4. Cambio de acometidas eléctricas. Evaluación y medición del sistema de Puesta a Tierra. Mantenimiento sobre los transformadores de potencia. Mantenimiento sobre los motores de las unidades 1 y 3. Programación de mantenimiento sobre Unidad 4. Cambio de acometida de media tensión sobre la Unidad N° 3. Reposición de material aislante en interruptores de media tensión. Revisión del sistema de iluminación (12 kW instalados)
  25. 25. ANÁLISIS DE EFICIENCIA [ Abril 2011] Consumo Consumo Consumo [kWh/m3]; UNIDAD [kWh/m3]; UNIDAD [kWh/m3]; UNIDAD 1; 1,2730 2; 1,2607 4; 1,2930 Eficiencia [%] Eficiencia [%]; Eficiencia [%]; UNIDAD 1; UNIDAD 2; Consumo Eficiencia [%]; 78,3% 79,1% [kWh/m3] UNIDAD 4; 76,4% Consumo Eficiencia [%]; [kWh/m3]; UNIDAD UNIDAD 0 0,0% 3; 3;
  26. 26. RESULTADOS OBTENIDOS Consumo de Energía [kWh/m3] 2008: 1,3986 kWh/ m3 2009: 1,3471 kWh/ m3 2010: 1,3217 kWh/ m3 2011: 1,2822 kWh/ m3
  27. 27. CONCLUSIONES: BombeoBosconia Con una inversión mínima, el modelo matemático mostró que era necesario realizar un cambio sobre el papel de los transformadores lo cual aumenta la vida útil de las máquinas y el amb dejo de cancelar aproximadamente $ 52 Millones anuales por pago de energía reactiva. Aunque no es URE, el cambio de comercializador le trajo ventajas al amb ya que dejo de pagar aproximadamente $ 75 millones de pesos al año [2008]. Se obtuvieron las funciones de energía para los diferentes puntos de OPERACIÓN de cada una de las unidades de bombeo. En promedio se dejó de consumir mensualmente (2008 vs 2011) 220.199 kWh mensuales (Aproximadamente el ahorro corresponde a un mes de bombeo).
  28. 28. CONCLUSIONES: BombeoBosconia La conceptualización técnica obtenida con la caracterización del bombeo Bosconia es útil para el desarrollo e implementación de un sistema de gestión energética (Energy Management System). Los planes de mantenimiento obedecen no sólo a la disponibilidad del servicio, sino también contemplan criterios de optimización energética y productiva. Es muy importante tener en cuenta que el primer paso para resolver un problema es hacer un buen diagnóstico del mismo. Resulta fundamental para el establecimiento de indicadores energéticos una buena instrumentación y software que permitan detectar y cuantificar el problema detectado e implementar una solución correcta.
  29. 29. PLAN DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 2. Minicentral Hidroeléctrica La Flora [950 kVA] Aprovechamiento Hidroeléctrico de la conducción del río Tona
  30. 30. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA Disponibilidad Recurso Hídrico MINI CENTRAL 700 < Q < 1400 [ l/s ] HIDROELÉCTRICA (670 kW, 818 kVA) Cabeza de agua disponible: 70 m Suministrar energía Eléctrica a la Planta La Flora, Planta Proximidad con la carga: 1.5 km Envasadora, Planta Morrorico, (Bajo costo de transmisión) Parque del Agua y Sede Administrativa.(60 % Generada) Respaldo en el suministro por parte de la ESSA S.A. ESP. Disponibilidad predios del proyecto Excedente: exportada y negociada bajo las condiciones del mercado de energía. Calidad del agua: Libre de arenas y excelentes características fisicoquímicas
  31. 31. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA Aspectos Técnicos DIMENSIONES DE LA TURBINA TIPO FRANCIS DESCRIPCIÓN UNIDAD RESULTADOS CAUDAL l/s/ft 3/s 670 23.66 670 23.66 ALTURA m/feet 70.34 230.77 70.34 230.77 ALTURA NETA m/feet 65.56 215.09 65.56 215.09 PARAMETRO m 1553 632 2334 950 VELOCIDAD ESPECIFICA (Ns) m. RPM 192 43 288 65 EFICIENCIA TOTAL DEL SALTO n 0.85 0.85 POTENCIA CV/HP 498 491 498 491 POTENCIA KW 366 366 VELOCIDAD DE GIRO RUEDA RPM 1,604 1,602 2,410 2,408 PARES DE POLOS CALCULADOS # 2.2 1.5 PARES DE POLOS AJUSTADOS N° 3.0 2.0 VELOCIDAD DE LA RUEDA RPM 1,200 1,800 VELOCIDAD ESPECIFICA AJUSTADA Ns 144 32 215 48 POTENCIA CALCULADA UNIDAD CANTIDADPOTENCIA ESTIMADA POR UNIDAD kW 380POTENCIA ESTIMADA POR DOS UNIDADES kW 760POTENCIA APARENTE KVA 950
  32. 32. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA Características Generales ECOSISTEMA CONDUCCIÓN RÍO CAPTACIÓN TANQUE TUBERÍA DE LINEA DE TRANSMISIÓN CARGA Tubería de Carga Casa de Máquinas Generación Eléctrica CASA DE MÁQUINAS SUBESTACIÓN Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica CANAL DE DESCARGA
  33. 33. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA Diagrama Unifilar Eléctrico Generador Eléctrico 670 kVA G Transformador Tridevanado 800 kVA Construcción Linea 34,5 kV Aérea (1,5 km) 13,2 kV 34,5 kV Empalme subterráneo Línea Línea Transmisión 34,5 kV 13,2 kVAcometida actual 13,2 kV (ESSA S.A.) Acometida actual 34,5 kV (ESSA S.A.) Excedente de Energía No pago por concepto de transmisión, distribución, comercialización y generación. PLANTA LA FLORA PARQUE DEL AGUA PLANTA MORRORICO PLANTA ENVASADORA SEDE ADMINISTRATIVA
  34. 34. MINICENTRAL HIDROELÉCTRICA LA FLORA Observaciones•Se tienen los dos componentes principales para crear una generación hidroeléctrica cuales son: Un Caudaly Una cabeza de agua constante.•Se tiene un corredor de servidumbre propio de la empresa.•La conducción actual en los últimos setecientos metros tiene tuberías de acero que ya cumplieron la “vidaútil”.•La Minicentral Hidroeléctrica La Flora permitirá una confiabilidad mayor tanto para el suministro de aguacomo para el suministro de energía así: –Para el suministro de agua se tendría la actual conducción como de respaldo o by-pass en caso de alguna falla o mantenimiento de la tubería de carga. –Para el suministro de energía se tendría el respaldo de la energía de la ESSA, en caso de alguna salida de operación de la minicentral. •La ingeniería inicial del proyecto encontró la solución adecuada y económica a cada uno de los componentes de la minicentral y definió su viabilidad en cada uno de los aspectos técnicos como son: Topografía, geología, geotecnia, hidráulica electromecánica, transmisión de energía e interconectividad. Según los estudios de factibilidad de ingeniería, El proyecto de la Minicentral de Generación La Flora (MCH) es viable.
  35. 35. USO RACIONAL DE ENERGÍA Diagonal 32 N° 30 A -51. Parque del Agua Ing. Samuel Franz Mutis Caballero. Gerente General fmutis@amb.com.co Tel 6320220 Ext. 400Ing. Jairo Fabián Jaimes Rojas. Jefe División Electromecánica. jjaimes@amb.com.co Tel. 6320220 Ext. 610 Bucaramanga, Colombia

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