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Arca Continental Supplier Summit 2017

Eficiencia energética en calderas: reducir costos de operación con ROI de 8-24 meses

Hans Bahnsen

Regional Business Developer

Latin America

[email protected]

+57 316 870 0648

Edgar Magaña

MX Industrial & Commercial

Sales Manager

[email protected]

+52 55 5284 3089


Confidential | TT/SMX2 | 10/26/2017© 2017 Robert Bosch LLC and affiliates. All rights reserved.

3

Coca Cola QRO, 300 BHP, site 1. 2015



4

150 BHP, ARCA GDL. 2014



5

Coca Cola QRO, 300 BHP, site 1. 2015



6 Coca Cola QRO, vista trasera



7

Coca Cola Toluca 250 BHP, Site 3. 2016

Bosch – four corporate divisions

Confidential | TT-FB/SLI-MKT | 10/26/2017© 2017 Robert Bosch LLC and affiliates. All rights reserved.

8

Key data 2016*

Mobility Solutions One of the world’s largest suppliers of automotive technology

Industrial Technology Leading in drive and control technology Packaging and process technology

Energy and Building Technology Leading manufacturer of security technology Global market leader of energy-efficient heating products and hot-water solutions

Consumer Goods Leading supplier of power tools and accessories Leading supplier of household appliances

60 % share of sales

40 % share of sales

* Count 12.16

Bosch Group 276 manufacturing sites 73.1 billion euros in sales

390 000 associates

Thermotechnology


9

Key figures 2016

14,300Associates

87 Europe7 Asia / Pacific / Africa6 America

7 %5 %

88 %

163 millioneuros investments in research and development

3.3 billioneuros sales revenues

Europe

America

Asia

7 %

87 %

6 %

Thermotechnology: Commercial and industrial


10

Bosch production sites of large-scale systems

Sao Paulo

Fort LauderdaleWuhan*Zibo

Engels*

Wettringen

EibelshausenLollar

Gunzenhausen

Bischofs-hofen

Krnov*

*exclusively for local markets

Industrial boilersCooling/ACHeating boilersCHP units Solar thermal heat

Heat storage tanks

20 – 30% del consumo de energía en el sector de

industria, se puede reducir por el uso de lasmejores tecnologías ya disponibles

Nuestra Motivación


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Quemadores• Hasta 2% ahorro encombustible con control de O2• Hasta 75% ahorros enenergía eléctrica

Deareadores térmicos• Hasta 80% ahorro enquímicosMódulos de Expansión y recuperació de calor• Hasta 2.5% ahorros• Ahorro de agua

Sistemas de Condensado• Hasta 12% ahorro•Ahorro de aguaTanques condensadoalta presión• Hasta 90% ahorro enquímicos

Soluciones que ofrecen múltiples posibilidades de ahorro

Economizadores• Hasta 7% ahorroPrecalentamiento de aireHasta 2% ahorro

Tratamiento de agua• Mejor calidad del agua• Mejor calidad de vapor• Menores Purgas

Optimizaciones GeneralesParámetros a la medidaMantenimientos programados• hasta 3% ahorro•Aseguramiento de la operación

4 Puntos de optimizaciónespecíficos en calderas y Optimización en el Control



14



15



16

1. Posibilidades de optimizaciónen los gases de escape



17

1. Gases de escape - Eficiencia de la calderaAdicional a las pérdidas de las gases de escape, las pérdidas causadas de la radiación y conducción son consideradas.

η: eficiencia de la caldera en %qA: pérdidas de las gases de escape en %, en relación de la rendimiento

del quemador y el valor calorífico inferiorqL: pérdidas por conducción y radiación en %

η = 100 % - qA - qL



18

1. Gases de escape - Cálculo de las pérdidas

qA: pérdidas de los gases de escape en %, en relación delrendimiento del quemador y el valor calorífico inferior

f: factor dependiente del combustibleCO2max:máximo contenido de bióxido de carbono (vol. %) O2: contenido de oxígeno medido en vol. % en gases de escape tA: temperatura de los gases de escape en °CtL: temperatura del aire de combustión y referencia: 25°C (constante)

)(21

21

2max,2LAA tt

OCOfq −⋅

−⋅=



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1. Gases de escape - Economizador

alta eficiencia ya que tiene tubos aletadosen espiral para gas y LFO

integrado en la camera de evacuaciónde los gases de escape

recuperación de energía 5 - 7 % pérdidas de los gases de escape <5 % ensamblado en la fábrica listo para conectar y aislado pequeño espacio necesario no requiere base adicional no requiere ensamble local



20

1. Gases de escape - Economizador(regulación por variador de frecuencia de la bomba ó regulación por válvula de 3 vías)

5

6

7

EconomizadorControl de calderaChimenea

1

2

4

Módulo de servicio por aguaBomba de alimentaciónCaldera de vaportransmisor de nivel

3



21

1. Gases de escape - Segundo Eco: Condensativo

5

6

7

8

1

2

3

4

Agua suaveEconomizador: condensativoDeareadorCaldera de vapor



22

1. Gases de escape - Precalentamiento de aire

Aire de combustiónEconomizador level 1Economizador level 2Válvula de tres víasAgua de alimentaciónChimeneaRegulador de temperatura

1

2

3

Caldera Intercabiador decalorVentilador

4

5

6

7

8

9

Parte del agua de alimentaciónflui por el intercambiador de calor de aire de combustión

El aire de combutión es calentado el agua de alimentación es refriado

La temperatura en eleconomizador level 2 tiene bajatemperatura

Proteción de corrosión porintercabiador de calor a través de un controlador de temperatura (65°C) del flujo de agua de alimentación.

La eficiencia del sistema es elevada aún más

10



23

2. Posibilidades de optimizaciónen el quemador



24

2. Optimización quemador Variador de frecuencia

− Ahorro del motor de ventilador en carga parcial

Regulación de oxígeno− Optimización continua a través de una regulación de oxigeno en la

combustion Regulación de CO

− precisa auto-optimización de la combustión mediante la medición de los componentes no quemados en los gases de combustión

Quemador con gran turndown ratio y regulación óptima

Prevención de las pérdidas a través de pre-ventilación



25

2. Optimización quemador - variador de frecuencia El consumo eléctrico del

ventilador es reducido El ruido es reducido

Rendemiento de quemador en %

Con

sum

o de

l mot

or e

n kW

valvula de estrangulaación (n=2850 1/min)Con variador de frecuencia

P1, P2 ... Demanda de corriente por velocidad n1, n2

La demanda de corriente de un ventilador ideal cambia proporcionalmente a la tercera potencia de la velocidad.



26

3. Optimización de pérdidas por radiación y conducción



27

3. Pérdidas por radiación - Aislamiento Aislamiento térmico: lana mineral de

alta densidad de hasta 150 mm de espesor

Soldaduras especiales entre el cuerpo y los soportes para evitar la pérdida indeseada de calor (puentetérmico) en la zona cilíndrica:

Contacto de los soportes individuales calderas y los soportes de la plataforma con el cuerpo de la caldera sólo por cordones de soldadura estática


28

4. Optimización de pérdidasen las purgas



29

4. Optimización de Purgas - Recuperador de calor

4

5

6

Agua adicionalAgua de enfriamientoSalida al drenaje

1

2

3

Expansión de vaporAgua salada de la calderaMódulo de expansión y recuperaciónde calor EHM



30

Resumen optimización de energía en CalderasMedidas de ahorro de energía Potencial de ahorro

Economizador hasta 5 % ahorro de combustible

Economizador de condensación hasta 2 % ahorro de combustible

Precalentamiento de aire de combustión hasta 2 % ahorro de combustible

Modulo de alivio, recuperación térmica y de agua de descarga

hasta 1 % ahorro de combustible,aguaadicional y agua de desgaste

Control de Oxígeno y/ o CO hasta 1 % ahorro de combustible

Ventilador con variador de frecuencia hasta 75 % reducción de corrienteelectrico



31

Resumen optimización de energía en Calderas

Medidas de ahorro de energía Potencial de ahorro

Refrigerador del vapor desprendido hasta 0,5 % ahorro de combustible

Sistema de condensado de alta presión hasta 2 % ahorro de combustible, aguaadicional

Optimización de parametros de regulación, mantenimiento y servicioregular, limpieza

hasta 3 % ahorro de combustible, saving, prolongado vida útil fiabilidad



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Ahorro de energía a través de un control moderno



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BCO (Boiler Control) – funciones básicas Control de presión / carga Cambio de combustible en caso de

quemadores duales Control de flujos (agua de entrada,

combustible de entrada, vapor de salida) Control de nivel de agua / bombas Control de purgas (fondo y superficie)

Medición de diferentes temperaturas de operación

Menu gráfico e intuitivo de interfaz táctil Display y almacenamiento temporal de

todos los valores relevantes de operación

Texto en español si hay fallas de operación, historial de fallas



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BCO (Boiler Control) – funciones avanzadas Monitoreo de Condiciones

Monitorea la eficiencia y la operacioncorrecta de la caldera

Analiza y evalua los datos Presenta alertas tipo „semaforo“ en

caso de anomalías para anticipar fallas

Función de Diagnóstico

Localiza y elimina irregularidades en la operación

Diagnostica sistematicamente losparámetros de operación

Soporte de servicio y mantenimientos



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SCO (System Control) –cuando hay varias calderas y equipos periféricos

Commercial and industrial


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Highest reliability: MEC Remote

Optional remote support by Bosch service experts –reduces on-site services

Software updates, parametrization, remote diagnoses and failure analysis

Secure system access – anytime and anywhere Access via all common web-enabled devices Certified: Security concept & data security

Overview of all your systems – worldwide Visualization of system controls and system

components from a distance Important status reports by text message or email



37

Sistemas adicionales: 4to paso / de recuperación

5

6

7

8

precalentamiento de aireCHPAgua de enfriamiento de motor Chiminea

1

2

3

4

Modulo de serrvicio de aguaIntercambiador de calorEconomizadorcaldera de 4 paso

110 kW20 70 °C

7700 kg/h 139 °C 136 °C

600 kW1200 kW

556 kW 490 kW15 75 °C

UL-S 8000



38

HRSB – funcionamiento

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Caldera de recuperaciónBypass válvulaBypass de gases de escapeEconomizadorChimeneaCaldera de carga máximaConsumidorCabezalMódulo de servicio de agua

Agua adicionalPlanta de cogeneración


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Hans Bahnsen

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Latin America

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