Estudo da Otimização da Produção de uma Central de Ar Comprimido de Baixa Pressão

• Autor(a) principal: Dias, Leonardo José Santos
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/16120
• topic: Ar comprimido; Compressores; Aproveitamento de calor; Otimização; Consumo de energia; Custo da produção; Eficiência energética; Compressed air; Air compressors; Heat recovery; Optimization; Energy consumption; Production costs; Energetic efficiency

Os sistemas de ar comprimido são dos principais consumidores de energia elétrica na indústria europeia, sendo responsáveis por mais de 10% do consumo de eletricidade deste setor. Este projeto teve como principais objetivos identificar potenciais medidas de otimização energética do sistema de produção de ar comprimido de baixa pressão de uma indústria, a Continental Mabor. A análise detalhada das necessidades em ar comprimido da fábrica e do perfil e regime de funcionamento dos compressores permitiu determinar os valores do consumo específico de energia elétrica e do custo atual da produção de ar comprimido de baixa pressão da fábrica, mas, também, o potencial de recuperação de calor associado aos compressores, para posterior utilização em processos fabris que requerem calor. É apresentada uma proposta de solução para a otimização da produção do ar comprimido de baixa pressão, baseada num compressor velocidade variável, em compressores de carga contante (carga/vazio), em novos secadores e num recuperador de energia térmica, que permite, quer a redução do custo atual de produção, quer o aumento da capacidade de produção, em dois cenários distintos de consumo: atual e para um incremento de 20%. No cenário atual de necessidades de ar comprimido de baixa pressão, é previsível que a proposta de solução permita reduzir em 3% o custo de produção, que, a custos atuais, resulta numa poupança expectável de 70.877 €/ano, ao que se associa a recuperação de energia térmica, que poderá resultar numa poupança energética adicional associada à produção de vapor até 68.556 €/ano, perfazendo uma poupança global de 139.433 €/ano. O investimento inicial global, que inclui a alteração ao layout da central, é estimado em 805.070 €, resultando num período de retorno do investimento de 5,9 anos. No entanto, excluindo, por obsolescência do equipamento, o investimento da substituição de um dos atuais compressores e dos secadores de ar, o período de retorno do investimento é, pouco mais, de 3 anos. No cenário de incremento de 20% da capacidade de produção, é previsível reduzir em 16% o custo da produção do ar comprimido de baixa pressão, que, a custos atuais, resulta numa poupança expectável de 199.196 €/ano, ao que, igualmente, se associa a recuperação de energia térmica, que poderá resultar numa poupança energética adicional associada à produção de vapor até 70.454 €/ano, perfazendo uma poupança global de 269.651 €/ano.