Sistema de Gestión Total Eficiente de la Energía en la CTE Carlos M. de Céspedes (página 6)

A modo de conclusión, se analizan los indicadores con resultados alterados y las causas que lo provocan:

• Sobreconsumo por bajo vacío: – Suciedad en ambos condensadores, dado por problemas en los sistemas de limpieza pues estos están fuera de servicio por la no existencia de bolas.

• Sobreconsumo de agua de reposición: – En CMC 3 aumenta por trabajar con tubos ponchados en el recalentador, a pesar de ello, la unidad no puede salir del Sistema Energético Nacional por diferentes motivos que se presentan en este.

• Sobreconsumo por temperatura de agua de alimentar, vapor recalentado y sobrecalentado: -Por trabajar CMC 3 por debajo de 540 0 C en vapor recalentado y sobrecalentado para la protección del recalentado.

Ante situaciones como estas se procede a la aplicación de medidas correctivas con el objetivo de restablecer los valores normales de trabajo.

2.3.3 Análisis crítico del sistema:

Después de haber sido analizada la estructura organizacional y las características técnicas del sistema, las formas de monitoreo y control energético, se procede a realizar el análisis crítico del sistema que en estos momentos está implantado.

A pesar que en la Central Termoeléctrica se encuentra implantado un sistema de monitoreo bastante eficiente, carece de un control de combustible de forma independiente por unidades generadoras para poder determinar el consumo específico de cada unidad por MW generado, por lo que los operadores no pueden actuar sobre ello si éste no se corresponde con la curva normativa de CEB vs MW como se muestra en el gráfico 2.1, pues este se determina teniendo en cuenta la lectura de nivel del tanque de petróleo, dato que no es fiel porque todas las unidades consumen combustible de un mismo tanque, llevando el control del CEB de forma general en la generación de ambas unidades, lo que trae como consecuencia que los operadores desconozcan si el consumo de combustible en un momento determinado de carga está se encuentra dentro de los parámetros normativos.

Gráfico 2.1: Normativa de Consumo Específico Bruto de combustible.

Otra deficiencia a señalar es que, a pesar de ser conocido por los operadores los equipos de mayor consumo eléctrico por sus características, no llevan el control de ellos, solamente conocen los consumos atendiendo a los modelos de insumo por equipos llevados por los operadores locales como fue explicado anterioriormente por lo que no toman acciones correctivas sobre ellos.

Por estas cuestiones se procede a tomar decisiones para el control más exhaustivo de estos indicadores por el personal del departamento de explotación y su acción correctiva de forma inmediata por los operadores de control de unidad que son los que inciden de forma directa en el accionar de todos los equipos de la central, creándose para ellos un programa de mejora de control consumo específico e insumo y modelos en la determinación de los puestos claves así como un plan de acción.

2.5 Conclusiones Parciales:

• 1. Con la aplicación de los diferentes programas computarizados en EXCEL existentes en el Sistema de Monitoreo y Control de la central se muestra de forma rápida y precisa los fundamentales sobreconsumos que afectan la eficiencia de los bloques generadores, y se dan a conocer los balances de los diferentes tipos de agua que se consumen en la producción de la generación eléctrica de la CTE CMC y los incumplimientos de las diferentes normas de consumo.

• 2. El Sistema de Monitoreo que actualmente se aplica presenta insuficiencias por no contemplar el control de combustible de forma independiente por unidades generadoras y así determinar el consumo específico de cada unidad.

• 3. No es posible tomar decisiones por parte del personal de operaciones ante un posible sobreconsumo de combustible en el proceso de generación en cada unidad.

• 4. El personal de operaciones conocen los equipos de mayor consumo por sus características, pero no porque se establece control alguno a tales efectos.

Capítulo III

Elementos de un Sistema de Gestión Total Eficiente de la Energía para la Empresa Termoeléctrica Cienfuegos

3.1 Descripción general de la Central Termoeléctrica.

La Empresa Termoeléctrica de Cienfuegos (ETC) ubicada en dicha ciudad es una de las plantas productoras de energía eléctrica conque cuenta nuestro país, muy cercana al litoral de la bahía.

Pertenece a la Unión Nacional Eléctrica que a su vez forma parte del Ministerio de la Industria Básica (MINBAS) y por su capacidad instalada, su ubicación geográfica y su elevada eficiencia y disponibilidad, constituye uno de los pilares fundamentales del Sistema Electroenergético Nacional (SEN).

La ETE Cienfuegos basa su economía en la generación de energía eléctrica, a partir de la combustión de PCM-650 y Fuel oil, aportándola al Sistema Electroenergético Nacional (SEN). La empresa tiene un gasto planificado de producción de 40.60 USD por MWh generado, siendo el real de 37.18 USD por MWh, considerando su gestión económica eficiente. La potencia instalada en la Central es de 376 MW, cifra que se aproxima a la existente en Cuba antes del triunfo de la Revolución, que era de 410 MW, tiene un Plan técnico económico de 2 154 000 MWh y produce anualmente como promedio 1 977 000 MWH y 44 MW perteneciente a la Hidroeléctrica ¨Robustiano León¨.

Está  integrada por 4 Unidades o Bloques de generación agrupados de la siguiente forma:

Bloques No.1 y No. 2 de tecnología checoslovaca,

La Unidad No 1 sincronizó por primera vez el 7 de Septiembre de 1968 y se entregó al Despacho Nacional el 21 de Noviembre de 1968, hasta el 30 de Junio de 1981 la carga real fue de 33 MW y hasta la fecha es de 30MW. La Unidad No 2 sincronizó por primera vez el 6 de Noviembre de 1971, su capacidad actual es de 30 MW.

Bloques No 3 y No 4 de tecnología japonesa,

La Unidad No 3 sincronizó por primera vez el 28 de Noviembre de 1978 y se entregó al Despacho Nacional en junio de 1979. La Unidad No 4 sincronizó el 27 de Junio d 1979 y fue entregada al Despacho Nacional en enero de 1 980, la capacidad de generación de ambas unidades es de 158 MW.

Es una de las plantas más eficientes en el país, localizada en la llamada Zona Industrial, muy cerca de la Universidad de Cienfuegos, ha ostentado la condición de Vanguardia Nacional durante 27 años consecutivos, cuya misión es generar y suministrar energía eléctrica para satisfacer los requerimientos y necesidades crecientes de los clientes, con un alto nivel de profesionalismo, garantizando el necesario equilibrio con el entorno y el medio ambiente.

El Objeto Empresarial de la Central termoeléctrica Cienfuegos es generar ENERGÏA ELÃ

1- Mantenimientos: mecánico, eléctrico y automático.2- Consultoría en dirección y planificación de mantenimiento.3- Reparación de bombas de aguas, equipos eléctricos y electrónicos.4- Reparación de equipos de comunicación.5- Diagnóstico-industrial y Servicios Técnicos Especializados dentro de las especialidades de Mecánica, Eléctrica, Automática y Química.6- Comercialización Mayorista de excedentes de agua desmineralizada.7- Comercialización Mayorista de escoria residual de las calderas.8- Comercialización Mayorista de residuales de la producción de agua desmineralizada.9- Comercialización Mayorista de ociosos y de chatarra.

En lo que respecta a las unidades japonesas (Hitachi) puede decirse que son dos unidades reconocidas entre las más eficientes y de mayor generación en el país por su bajo consumo específico de combustible, por lo que estas tienen gran importancia en el SEN. Estas unidades se caracterizan por un bajo consumo específico de combustible, un alto grado de automatización y control y una alta experiencia y calificación del personal de operación y explotación.

3.2 Caracterización energética de la CTE. Prueba de Necesidad.

En este capítulo se realizará el estudio de cómo explotar el recurso eficiencia energética en la empresa, fundamentalmente mediante la realización de diagnósticos para detectar las fuentes y niveles de pérdidas y posteriormente definir medidas o proyectos de ahorro para la conservación energética.

Lo más importante para lograr la eficiencia energética en la empresa, no es sólo que existan medidas de ahorro de energía, sino contar con un sistema de gestión energética que garantice que este plan sea renovado cada vez que sea necesario, que involucre a todos, que eleve cada vez más la capacidad de los trabajadores y directivos para generar y alcanzar nuevas metas en este campo, que desarrolle nuevos hábitos de producción y consumos en función de la eficiencia, que consolide hábitos de control y autocontrol, y en general, que integre las acciones al proceso productivo o de servicios que se realiza.

La Prueba de Necesidad constituye el primer paso para implantar un sistema de gestión total por la eficiencia energética en la empresa. De los resultados de esta prueba depende que los especialistas y la alta dirección, decidan, con elementos técnicos y económicos, continuar con la implantación y dedicar recursos materiales y humanos a esta actividad.

La Prueba de Necesidad en sí, constituye un resultado importante, al caracterizar e identificar los principales problemas energéticos de la empresa en el ámbito general.

A continuación se presenta la secuencia de la tecnología aplicada.

Las figuras siguientes muestran a continuación el comportamiento de la generación en el período comprendido entre el año 1 968 y 1 999 y la relación entre Generación- Consumo Específico – Factor de Potencia Disponible de la empresa en el período 2 000- 2 006.

Tabla 3.1 Históricos de generación años 1968-1999.

Gráfico 3.1 Comportamiento histórico de generación.

En los gráficos anteriores se observa que el comportamiento histórico de la generación en la Central Termoeléctrica se ha mantenido de forma estable y a partir del año 1977 tuvo un crecimiento en la generación por la entrada en servicio de las unidades japonesas de 158 MW provocando un salto notable en el aporte al Sistema Eectroenergético Nacional.

Tabla 3.2 Comportamiento Gen- CE- FPD

Gráfico 3.2: Generación 2000- 2006

Gráfico 3.3: Comsumo Específico – Potencia Disponible

De la tabla anterior se presenta el comportamiento durante 6 años de su explotación (período 2000-2006 ), de los indicadores anuales fundamentales de las unidades: generación anual,

consumo específico de combustible bruto y factor de disponibilidad. Las figuras 3.1 y 3.2 muestran la misma información, pero de forma gráfica .

De ellos se puede deducir que durante el período 2000–2006 el comportamiento de la relación entre generación- consumo especifico y potencia disponible se ha mantenido de forma estable por lo que demuestra una estrecha correlación entre los indicadores. Una reducción del consumo específico y un aumento de la disponibilidad respecto al plan.

3.2.1 Estructura de Consumo de Portadores Energéticos de la Empresa.

En la siguiente tabla se relacionan los portadores utilizados en esta empresa y a continuación la representación gráfica que informa sobre los de mayor consumo.

Tabla 3.3 Estructura de Consumo Portadores Energéticos

Grafico 3.4. Portadores energéticos. Empresa Termoeléctrica

El diagrama de Pareto es un gráfico especializado en barras que representa la información en orden descendente desde la categoría mayor a la más pequeña en unidades de porciento.

Este diagrama es muy útil para aplicar la Ley de Pareto o Ley 80-20, que identifica el 20 % de las causas que provocan el 80 %.

Para la realización de las estructuras de consumo se recopilaron todos los consumos de los mismos en toneladas equivalentes de petróleo. (TEP)

Como queda demostrado, el crudo y el fuel oil representan más del 90 % de todos los portadores energéticos por ser ellos los de mayor consumo, siendo así que se decide concentrar el trabajo sobre estos portadores.

3.2.2 Estratificación de los portadores energéticos.

Estratificación de los portadores energéticos en cuanto a gastos en TEP.

Para conocer la influencia de cada portador energético en cuanto al consumo, se realiza una estratificación de ellos y así poder determinar cuál o cuáles de estos superan el 80 %, y sobre la base de estos resultados tomar las medidas pertinentes para disminuir estos consumos.

Tabla 3.4 Estratificación de Portadores Energéticos.

Fuell- Oil

Crudo PCM-650

Gráfico 3.5 Estartificación de fuell

Al realizar el análisis de los gráficos anteriores podemos concluir que los mayores consumidores de fuel y crudo son las unidades generadoras 3 y 4, es decir, las unidades de 158 MW y entre ellas en este caso es la unidad 3 esto depende de la carga que demanda el despacho nacional segín necesidades del Sen, al igual que el consumo de crudo ya que las unidades checas, es decir, la unidad 2 no utiliza este tipo de combustible.

3.2.3 Estructura de consumo de portadores que no son para generar.

A continuación en la tabla 3.5 se realizará un estudio de los portadores que no son para generar.

Gráfico 3.6 Estructura del consumo 2 006.

De ellos se concluye que el de mayor incidencia es la electricidad y para ello se realiza la estratificación por consumidores.

* T-14: Transformador de reserva de arranque unidades 3 y 4.

Gráfico 3.7 Estructura de consumo de electricidad 2 006.

El mayor consumidor es el insumo de las unidades y el T-14 aumenta por salida de los transformadores de uso de planta de las unidades de CMC 2 y CMC 4.

Gráico 3.8 estructura del insumo de electricidad.

Gráfico 3.9 Estratificación de la estructura del insumo en CMC 3.

Leyenda:

B.A.A: Bomba de Agua de Alimentar.

V.T.F: Ventilador de tiro Forzado.

B.C: Bomba de Circulación.

B. Cond: Bomaba de Condensado.

Excit: Excitación.

V.R.G: Ventilador Recirculador de Gases.

380 V: Sala de equipos de 380 V.

De los gráficos anteriores se determina que el de mayor consumo de insumo por unidades es el bloque No 3 y de este los equipos que más consumen son las Bombas de agua de alimentar, (BAA), los Ventiladores de tiro forzado (VTF) y las Bombas de circulación (BC) ), determinado por diferentes causas como, ponchadura en algun Calentador, por alta presión en el horno y tubos ponchados en el sobrecalentador y recalentador, así como el personal que influye en ellos.

Gráfico 3.10 Estructura de sobreconsumos.

Leyenda:

T.V.R.C: Temperatura de Vapor Recalentado.

T.A.A: Temperatura de Agua de Alimentar.

T.V.S.C: Temparatura de Vapor Sobrecalentado.

P.V.S.C: Presión de Vapor Sobrecalentado.

Analizando el gráfico anterior se determina que los puntos claves en las unidades generadoras (en este caso la unidad 3) es el Sistema de agua de reposición y el Sistema de vacío del condensador donde se pueden tomar medidas para eliminar estos defectos, por ejemplo control del agua de reposición, control de los sistema de limpieza continua de los condensadores y su hermeticidad por el persona que influye sobre ellos.

3.2.4 Gráficos de Consumo – Producción:

A continuación se presentan una serie de gráficos de control, en los que se demuestra el comportamiento energético de la empresa durante estos tres años

Tabla 3.10 Estructura de Consumo –Producción en el período 2 004- 2006.

Grafico 3.11 Consumo –generación en el tiempo (2004).

Grafico 3.12 Consumo –generación en el tiempo (2005).

Grafico 3.13 Consumo –generación en el tiempo (2006).

Los gráficos 3.11, 3.12, 3.13 muestran la variación simultánea del consumo energético con la producción realizada en el tiempo, esta es una de las herramientas dentro de la prueba de necesidad que más información nos brinda, ya que a través del mismo se muestran períodos en que se producen comportamientos anormales de la variación del consumo energético con respecto a la variación de la producción, aunque en estos casos la relación es bastante pareja. Para comprender un poco más este gráfico es necesario saber que generalmente debe ocurrir que un incremento de la producción da lugar a un incremento del consumo de energía asociada al proceso y viceversa. Comportamientos anómalos que se pueden apreciar.

• Incremento de la producción y decrece el consumo de energía.

• Decrece la producción y se incrementa el consumo de energía.

Como se muestra en los gráficos anteriores el comportamiento de la producción y consumo de combustible en el período 2004-2006 es considerado como positivo.

En las siguientes figuras se relacionan el comportamiento de la energía contra la producción en un gráfico de correlación durante los períodos anteriores.

Grafico 3.14 Consumo en el año 2004.

Grafico 3.15 Consumo en el año 2005.