evaluación para sistemas de bombeo de agua: hoja de cálculo

Page 1

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


DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO SITIO:

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


DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO SITIO:

FECHA:

AGENCIA O EMPRESA DE AGUA: SISTEMA:

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


DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO SITIO:

FECHA:

AGENCIA O EMPRESA DE AGUA: SISTEMA:

24 DE MARZO DE 2009

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


DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO SITIO:

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

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


Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.