DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO SITIO:
FECHA:
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA: SISTEMA:
24 DE MARZO DE 2009
EQUIPO:
1.1. SISTEMA ELÉCTRICO SUMINISTRO ELÉCTRICO: Suministrador: CFE No. de Servicio: 632001006521 Tarifa contratada: O6 TRANSFORMADOR: Tipo: Capacidad: Rel. de transf.:
DIAGRAMA UNIFILAR
OA COSTA 112.5 kVA 13200/440/254 V
EM
300 A SIEMENS
INTERRUPTOR PRINCIPAL: Marca: SIEMENS Capacidad: 125 A Ajuste: RÁPIDO
40 KVAR
ARRANCADOR: Tipo: Capacidad:
ATP111-12 60 HP
PROTECCIÓN: Marca: Capacidad: Ajuste:
MOELLER ELECTRIC 32-40 A 37 A
EQUIPO DE MEDICIÓN
ATP111-2 150 HP. Submonitor P37
CAPACITORES: Capacidad:
40
SISTEMA DE TIERRAS SI↙ ¿Hay sistema de tierras? NO NO↙ ¿Están separados el neutro y la tierra? SI SI↙ ¿Está aterrizado el transformador? NO Calibre: NO↙ ¿Está aterrizado el arrancador? SI Calibre: NO↙ ¿Está aterrizado el motor? SI Calibre: El arrancador está aterrizado por la estructura de la tubería del poste OBSERVACIONES: al ATP112-2 DE 150 hp.
kVAr
8 8 -
CONDUCTORES: Transformador - Arrancador Calibre: 1HXF-4/0AWG Longitud: 18 Agrupamiento: C-3H+N-8 Arrancador - Motor Calibre: XHF-4/0 AWG Longitud: 152.5 Agrupamiento: C-3H+N-8
1.2 MOTOR ELÉCTRICO DATOS DE PLACA o NOMINALES: Marca: Saers Tensión: 440 V Tipo: Sumergible Capacidad: 40 HP Corriente: 53 A Frame: Velocidad: 3600 RPM Eficiencia: 84.0% F.S. 1.15 HISTORIAL: Antigüedad: 0.5 años # de rebobinados: 0 Operación: 8736 h/año OBSERVACIONES: Motor Sumergible controlado por un arrancador a tensión reducida, modelo ATP112-2 DE 150 hp. Falta que los datos de placa del motor instalado estén visibles en la tapa del arrancador.
1.3 BOMBA CUERPO: Marca: Tipo: Modelo: Antigüedad: FLECHA: DATOS DE DISEÑO: OBSERVACIONES:
FLUIDO: OBSERVACIONES:
IMPULSOR: Grundfoss Sumergible 0
Tipo: Material: Diámetro: Antigüedad:
años Diámetro: pulgadas Carga: 150.34 m.c.a. Bomba lubricación por aceite, descarga a red interconectada
Agua
Cerrado A. Inox.
Longitud: Gasto:
1.4 CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO Temp.: 22 °C
10
Peso específico:
2.1 MEDICIONES HIDRÁULICAS NIVELES: Nivel del depósito de succión (A): Distancia descarga a manómetro (C):
137 m 4m
Longitud de tubería en succión (B): 142.50 m Altura manómetro de descarga (D): 0m
1000
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FECHA:
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA: SISTEMA:
24 DE MARZO DE 2009
EQUIPO:
Pressure gauge
Dynamic level
Diameter interno (m) 0.200 0.100
Succión Descarga TOPOGRAFIA:
Elevación en sitio de equipo:
Presión (kg/cm2) 0.62 0.59
Material A.C.-C40 A.C.-C40 2345.0 msnm
Caudal (l/s) 9.2 9.2
Elevación sitio más alto de entrega:
Velocidad (m/s) 0.29 1.17
2346.0 msnm
(metros sobre nivel del mar)
OBSERVACIONES:
Sonda neumática, referencia gasto 9,2 l/s instalado
TENSIÓN POR FASE: CORRIENTE POR FASE: POTENCIA ACTIVA: FACTOR DE POTENCIA DISTORSIÓN ARMÓNICA: Punto de medición: CORRIENTE DEL CAPACITOR: SISTEMA DE TIERRA: OBSERVACIONES:
2.2 MEDICIONES ELÉCTRICAS Van: 265.59 Vbn: Ia: 37 Ib: Pa: 7.4 Pb: FPa: 0.77 FPb: THD-V 2.3 THD-I En la entrada del interruptor principal Ia: 28 Ib: Continuidad: SI NO Corriente:
267.32 43 8.9 0.78 3.1
Vcn: Ic: Pc: FPc:
31 A
Ic: Resistencia:
267.9 38 8.3 0.77
29
2.3 MEDICIONES DE TEMPERATURA Entrada al interruptor A B C 39 41 39
En el equipo de control
Salida del interruptor A B C 37 37 37
MOTOR Rodamientos Bornes alimentador Carcasa Sup. Inf. X1 X2 X3 N/A N/A N/A N/A N/A N/A OBSERVACIONES: Pte. medir las temperaturas de los equipos.
Tramo Condición Actual
Transf-Arrancador Arrancador-Motor
X0 31
Entrada al arrancador A B C 33 34 34
TRANSFORMADOR Bornes de baja tensión X1 X2 X3 28 27 36
3.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS Longitud Resistencia Corriente Calibre m Ω/km Ω A 4/0 AWG 0.1640 0.002952 18 39.3 4/0 AWG 0.1640 0.02501 152.5 39.3
Salida del arrancador A B 37 38
Bote Sup. Inf. 26 23
Operac.
h/año
Radiador Sup. 23
Pérdidas
kW
8736 0.0137 8736 0.11608
kWh/año 120 1,014
3.2 EVALUACIÓN DEL MOTOR ELÉCTRICO Promedio
Desbalance
Calificativo
V/Vn
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA
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EQUIPO:
461.35 39.33 24.48 77.9%
TENSIÓN (V) CORRIENTE (A) POTENCIA (kW) FACTOR POTENCIA FP
24 DE MARZO DE 2009
0.51% 9.32% 9.76% 0.86%
mínimo alto alto mínimo
4.9%
Factor Carga FC: η nominal:
69.37% 84.61% 0.07% 84.54%
Depreciación: η real:
EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTOR HP
Eficiencia
FC
40
0.8454
0.69
Efic. Nom
84.61%
Efic. 75%
Efic. 100%
FA ant
FA reb
FA vv
FA dv
84.5%
84.0%
0.00%
0.00%
-0.00064433
99.99%
3.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBA CARGA DE BOMBEO: Pérdidas en la línea de succión: Peso específico del fluído: Carga neta de bombeo: GASTO: Gasto medido: POTENCIA MANOMÉTRICA: #NAME? kW De Diseño: EFICIENCIA: Eficiencia electromecánica:
Q 3
Succión Descarga
m /s 0.0092 0.0092
A
v
2
m 0.0314 0.0079
m/s 0.293 1.171
0.06 m 1000 kg/m3 143.20 mca
Pérdidas en la línea de descarga: Velocidad en la línea de descarga: Desviación con respecto al diseño:
0.06 1.17 #NAME?
0.009 m3/s
Desviación con respecto al diseño:
#NAME?
De acuerdo a mediciones: 12.924 kW 52.8%
#NAME?
Eficiencia de la bomba:
Pérdidas en la tubería Visco Reynolds Rug. abs 2
m /s 9.6E-07 9.6E-07
Desviación:
6.117E+04 1.223E+05
mm 0.046 0.046
62.4%
Rug. rel
fr
Hfr
2.30E-04 4.60E-04
0.0209 0.0197
mca 0.065 0.055
3.4 BALANCE DE ENERGIA ACTUAL
Parámetro
Unidades
Cantidad
Consumo total de energía
kWh/año %
215,025 84.54%
Eficiencia del motor Eficiencia de la bomba Perdidas por fugas Carga útil Pérdidas eléctricas
% %
62.44% 40%
mca kWh/año
138 1,134
Pérdidas en el motor Pérdidas en la bomba
kWh/año kWh/año
33,060 67,929
Pérdidas en succión y descarga
kWh/año
95
kWh/año kWh/año
4,098 43,484
kWh/año
65,226
Pérdidas de carga Pérdidas por fugas Trabajo útil
BALANCE DE ENERGÍA ACTUAL Trabajo útil; 30%
Pérdidas eléctricas; 1% Pérdidas en el motor; 15%
porDE fugas; 20% 3.5 COMENTARIOS Y Pérdidas MEDIDAS AHORRO
Pérdidas en la bomba; 32% Pérdidas de carga; 2% Pérdidas en succión y descarga; 0% a). Hay varias anomalías en el sistema de tierras, por lo que se recomienda una evaluación completa de la norma correspondiente. b). El factor de potencia es bajo (77.9 %), por lo que se recomienda instalar bancos de capacitores para reducir las pérdidas en conductores eléctricos por efecto Jule. c). La temperatura en el interuptor, en la fase B de entrada es alta, por lo que se recomienda ajustar los bornes de conexión. d). Los desbalances de corriente y potencia activa en el motor son altos, por lo que determina que el motor está trabajando pobremente. e). La eficiencia de la bomba es baja (63%) y la desviación de carga y gasto respecto al diseño sugiere remplazarla por una de mayor eficiencia, tomando en cuenta la curva de tabajo. 4.1 DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DE AHORRO 1). Cambiar el conjunto de bomba-motor por uno de mayor eficiencia
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EQUIPO:
2). Instalar banco de capacitores 4.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO PROPUESTO Especificaciones de bomba
Marca: Modelo: Eficiencia de la Bomba:
Especificaciones de motor
Potencia HP: Voltaje nominal: Eficiencia a plena carga: Número de fases: Velocidad angular:
Goulds 5CHC-9S 78.0% 25.0 HP 440 V 90 % 3 3600 rpm
Eficiencia electromecánica nueva:
70.2% kV 9 ar 440 V
Capacidad: Voltaje nominal:
Banco de capacitores
4.3 PLAN DE ACCIÓN Actividades:
i. Reemplazar el equipo sumergible de bombeo por el propuesto ii. Mantener en uso la instalación del equipo de control y conductores eléctricos iii. Instalar válvula check iv. Instalar banco de capacitores 5.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS Longitud Resistencia Corriente Calibre m Ω/km Ω A 4/0 AWG 0.1640 0.002952 24.2 18 4/0 AWG 0.1640 0.02501 28.7 152.5
Tramo Transf-Arrancador Arrancador-Motor
Condición Actual
FP 0.80
5.2 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTOR HP propuesto Efic. real FC Efic. nom 25.0 0.89 90.09% 0.90
BHP 22.21
Efic. 75% 90.2%
Operac.
Pérdidas
kW h/año 8736 0.0052 8736 0.0618
kWh/año 45 540
Efic 100% 90.0%
FA ant
FA rew
FA vv
FA dv
0.0%
0.0%
-0.00064
99.99%
5.3 BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO
Parámetro
Unidad
Cantidad
kWh/año kW
161,380 18.4
A %
28.7 80%
Pérdidas en la bomba
kWh/año kWh/año kWh/año
585 16,048 31,844
Pérdidas en succión y descarga
kWh/año
95
Pérdidas de carga Pérdidas por fugas
kWh/año kWh/año
4,098 43,484
Trabajo util Ahorros
kWh/año kWh/año
65,226 53,645
Consumo de Energía Potencia demandada Corriente Factor de potencia Pérdidas eléctricas Pérdidas en el motor
BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO Trabajo util; 30%
Pérdidas eléctricas; 0 Pérdidas en el motor; 7%
Pérdidas por fugas; 20% Pérdidas en la bomba; 15% Pérdidas de carga;Pérdidas 2% en succión y descarga; 0%
6.1 CALCULO DE AHORROS Costo de la energía
0.12
US$/kWh
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FECHA:
AGENCIA O EMPRESA DE AGUA: SISTEMA: Ahorros directos:
Ahorros adicionales:
24 DE MARZO DE 2009
EQUIPO: Beneficios directos por ahorros en la bomba y el motor Ahorros de energía Costo del ahorro de energía
53,645 kWh/año 6,437 US$/año
El motor propuesto trabajará con un factor de potencia mejorado y demandará menor corriente, lo cual significa reducir el efecto jule en los conductores disminuyendo las pérdidas. 548 kWh/año Ahorros de energía en los conductores 66 US$/año Costo del ahorro de energía 6.2 COSTOS DE INVERSIÓN
Partida
Descripción
Cantidad
1
Suministro de una bomba sumergible
1
2 3
Remover el equipo actual e instalación del equipo nuevo Suministro e instalación del banco de capacitores
1 1
Precio unitario Costo total (US$) (US$) 3,431 1,000 245 TOTAL:
3,431 1,000 245 5,377
Reducción en el consumo de energía (kWh/año): Ahorro (US$/año):
53,645 6,437
US$:
5,377
6.3 ANALISIS DE TASA DE RETORNO DE LA INVERSIÓN Ahorros totales:
Inversiones totales Tasa de retorno:
Años
0.84
XF-4/0AWG m
F-4/0 AWG m
m a単os m l/s
kg/m続
elocidad (m/s) 0.29 1.17
nm
267.9 38 8.3 0.77
29
Ω
el arrancador C 38 Radiador Inf. 19
rdidas
kWh/año 120 1,014
EFICIENCIA
69.37% 84.61% 0.07% 84.54%
m m/s
1% el motor; 15%
la bomba; 32% a; 0%
uctores
nte. r eficiencia,
rdidas
kWh/año 45 540
FA dv 99.99%
O
érdidas eléctricas; 0% idas en el motor; 7% la bomba; 15%
US$/kWh
h/a単o $/a単o
corriente, lo
h/a単o $/a単o
sto total (US$) 3,431 1,000 245 5,377
53,645 6,437 5,377 0.84