hoja de eficiencia

DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEOSITIO: FECHA: 24 DE MARZO DE 2009

AGENCIA O EMPRESA DE AGUA:

SISTEMA: EQUIPO:

1.1. SISTEMA ELÉCTRICO

SUMINISTRO ELÉCTRICO:Suministrador: CFENo. de Servicio: 632001006521Tarifa contratada: O6

TRANSFORMADOR:Tipo: OA COSTACapacidad: 112.5 kVARel. de transf.: 13200/440/254 V

INTERRUPTOR PRINCIPAL:Marca: SIEMENSCapacidad: 125 AAjuste: RÁPIDO

ARRANCADOR:Tipo: ATP111-12Capacidad: 60 HP

PROTECCIÓN:Marca: MOELLER ELECTRICCapacidad: 32-40 A CAPACITORES:Ajuste: 37 A Capacidad: 40 kVAr

CONDUCTORES:SISTEMA DE TIERRAS Transformador - Arrancador

¿Hay sistema de tierras? NO Calibre: 1HXF-4/0AWG¿Están separados el neutro y la tierra? SI Longitud: 18¿Está aterrizado el transformador? NO Calibre: 8 Agrupamiento: C-3H+N-8¿Está aterrizado el arrancador? SI Calibre: 8¿Está aterrizado el motor? SI Calibre: - Arrancador - Motor

Calibre: XHF-4/0 AWGOBSERVACIONES: Longitud: 152.5al ATP112-2 DE 150 hp. Agrupamiento: C-3H+N-8

1.2 MOTOR ELÉCTRICO DATOS DE PLACA o NOMINALES:

Marca: Saers Tensión: 440 V Tipo: SumergibleCapacidad: 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: IMPULSOR:

Marca: Grundfoss Tipo: CerradoTipo: Sumergible Material: A. Inox.Modelo: 0 Diámetro: Antigüedad: años Antigüedad:

FLECHA: Diámetro: pulgadas Longitud:DATOS DE DISEÑO: Carga: 150.34 m.c.a. Gasto: 10OBSERVACIONES: Bomba lubricación por aceite, descarga a red interconectada

1.4 CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO

FLUIDO: Agua Temp.: 22 Peso específico: 1000OBSERVACIONES:

2.1 MEDICIONES HIDRÁULICAS

SINO

SINONO

El arrancador está aterrizado por la estructura de la tubería del poste

°C

DIAGRAMA UNIFILAR

ATP111-2150 HP.Submonitor

300 A SIEMENS

P37

EQUIPO DE MEDICIÓNEM

40 KVAR



SISTEMA: EQUIPO:

NIVELES:Nivel del depósito de succión (A): 137 m Longitud de tubería en succión (B): 142.50 mDistancia descarga a manómetro (C): 4 m Altura manómetro de descarga (D): 0 m

Diameter interno (m) Material Caudal (l/s) Velocidad (m/s)Succión 0.200 A.C.-C40 0.62 9.2 0.29

Descarga 0.100 A.C.-C40 0.59 9.2 1.17

TOPOGRAFIA: Elevación en sitio de equipo: 2345.0 msnm Elevación sitio más alto de entrega: 2346.0 msnm(metros sobre nivel del mar)

OBSERVACIONES: Sonda neumática, referencia gasto 9,2 l/s instalado

2.2 MEDICIONES ELÉCTRICASTENSIÓN POR FASE: Van: 265.59 Vbn: 267.32 Vcn: 267.9CORRIENTE POR FASE: Ia: 37 Ib: 43 Ic: 38POTENCIA ACTIVA: Pa: 7.4 Pb: 8.9 Pc: 8.3FACTOR DE POTENCIA FPa: 0.77 FPb: 0.78 FPc: 0.77DISTORSIÓN ARMÓNICA: THD-V 2.3 THD-I 3.1Punto de medición: En la entrada del interruptor principalCORRIENTE DEL CAPACITOR: Ia: 28 Ib: 31 Ic: 29

SISTEMA DE TIERRA: Continuidad: SI NO Corriente: A Resistencia:OBSERVACIONES:

2.3 MEDICIONES DE TEMPERATURA

Entrada al interruptor Salida del interruptor Entrada al arrancador Salida del arrancadorA B C A B C A B C A B39 41 39 37 37 37 33 34 34 37 38

MOTOR TRANSFORMADOR

CarcasaRodamientos Bornes alimentador Bornes de baja tensión Bote Radiador

Sup. Inf. X1 X2 X3 X0 X1 X2 X3 Sup. Inf. Sup.N/A N/A N/A N/A N/A N/A 31 28 27 36 26 23 23

OBSERVACIONES: Pte. medir las temperaturas de los equipos.

3.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Tramo CalibreLongitud Resistencia Corriente Operac. Pérdidas

m Ω/km Ω A h/año kW kWh/año

Condición ActualTransf-Arrancador 4/0 AWG 18 0.1640 0.002952 39.3 8736 0.0137 120

Presión (kg/cm2)

En el equipode control

Dynamic level

Pressure gauge



SISTEMA: EQUIPO:

Condición ActualArrancador-Motor 4/0 AWG 152.5 0.1640 0.02501 39.3 8736 0.11608 1,014

3.2 EVALUACIÓN DEL MOTOR ELÉCTRICO

Promedio Desbalance Calificativo V/Vn EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA

TENSIÓN (V) 461.35 0.51% mínimo 4.9% Factor Carga FC: 69.37%CORRIENTE (A) 39.33 9.32% alto 84.61%POTENCIA (kW) 24.48 9.76% alto Depreciación: 0.07%FACTOR POTENCIA FP 77.9% 0.86% mínimo 84.54%

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTORHP Eficiencia FC Efic. Nom Efic. 75% Efic. 100% FA ant FA reb FA vv FA dv

40 0.8454 0.69 84.61% 84.5% 84.0% 0.00% 0.00% -0.0006443 99.99%

3.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBACARGA DE BOMBEO:

Pérdidas en la línea de succión: 0.06 m Pérdidas en la línea de descarga: 0.06

Peso específico del fluído: 1000 Velocidad en la línea de descarga: 1.17Carga neta de bombeo: 143.20 mca Desviación con respecto al diseño: -4.8%

GASTO:Gasto medido: 0.009 Desviación con respecto al diseño: -8.0%

POTENCIA MANOMÉTRICA:De Diseño: 14.75 kW De acuerdo a mediciones: 12.924 kW Desviación: -12.37%

EFICIENCIA:Eficiencia electromecánica: 52.8% Eficiencia de la bomba: 62.4%

Pérdidas en la tuberíaQ A v Visco Reynolds Rug. abs Rug. rel fr Hfr

m/s mm mcaSucción 0.0092 0.0314 0.293 9.6E-07 6.117E+04 0.046 2.30E-04 0.0209 0.065Descarga 0.0092 0.0079 1.171 9.6E-07 1.223E+05 0.046 4.60E-04 0.0197 0.055

3.4 BALANCE DE ENERGIA ACTUAL

Parámetro Unidades Cantidad

Consumo total de energía kWh/año 215,025

Eficiencia del motor % 84.54%

Eficiencia de la bomba % 62.44%

Perdidas por fugas % 40%

Carga útil mca 138

Pérdidas eléctricas kWh/año 1,134

Pérdidas en el motor kWh/año 33,060

Pérdidas en la bomba kWh/año 67,929

kWh/año 95

Pérdidas de carga kWh/año 4,098

Pérdidas por fugas kWh/año 43,484

Trabajo útil kWh/año 65,226

a).b).

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).

η nominal:

η real:

kg/m3

m3/s

m3/s m2 m2/s

Pérdidas en succión y descarga

3.5 COMENTARIOS Y MEDIDAS DE AHORRO

Hay varias anomalías en el sistema de tierras, por lo que se recomienda una evaluación completa de la norma correspondiente.

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.

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.

Pérdidas eléctricas0.5%

Pérdidas en el motor15.4%

Pérdidas en la bomba31.6%Pérdidas en succión y

descarga0.0%

Pérdidas de carga1.9%

Pérdidas por fugas20.2%

Trabajo útil30.3%

BALANCE DE ENERGÍA ACTUAL



SISTEMA: EQUIPO:

1). Cambiar el conjunto de bomba-motor por uno de mayor eficiencia2). Instalar banco de capacitores

4.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO PROPUESTO

Especificaciones de bomba Marca: GouldsModelo: 5CHC-9SEficiencia de la Bomba: 78.0%

Especificaciones de motor Potencia HP: 25.0 HPVoltaje nominal: 440 VEficiencia a plena carga: 90 %Número de fases: 3Velocidad angular: 3600 rpm

Eficiencia electromecánica nueva: 70.2%

Banco de capacitores Capacidad: 9Voltaje nominal: 440 V

4.3 PLAN DE ACCIÓN

Actividades: i. Reemplazar el equipo sumergible de bombeo por el propuestoii. Mantener en uso la instalación del equipo de control y conductores eléctricosiii. Instalar válvula checkiv. Instalar banco de capacitores

5.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS

Tramo CalibreLongitud Resistencia Corriente Operac. Pérdidas

m Ω/km Ω A h/año kW kWh/año

Condición ActualTransf-Arrancador 4/0 AWG 18 0.1640 0.002952 24.2 8736 0.0052 45Arrancador-Motor 4/0 AWG 152.5 0.1640 0.02501 28.7 8736 0.0618 540

5.2 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTORFP BHP HP propuesto Efic. real FC Efic. nom Efic. 75% Efic 100%

0.80 22.21 25.0 0.90 0.89 90.09% 90.2% 90.0%

FA ant FA rew FA vv FA dv

0.0% 0.0% -0.00064 99.99%

5.3 BALANCE DE ENERGÍA ESPERADOParámetro Unidad Cantidad

Consumo de Energía kWh/año 161,380

Potencia demandada kW 18.4

Corriente A 28.7

Factor de potencia % 80%

Pérdidas eléctricas kWh/año 585

Pérdidas en el motor kWh/año 16,048

Pérdidas en la bomba kWh/año 31,844

kWh/año 95

Pérdidas de carga kWh/año 4,098

Pérdidas por fugas kWh/año 43,484

Trabajo util kWh/año 65,226

Ahorros kWh/año 53,645

6.1 CALCULO DE AHORROS

4.1 DESCRIPCIÓN DE LA PROPUESTA DE AHORRO

kVar


Pérdidas eléc-tricas0.3%

Pérdidas en el mo-tor

7.5%Pérdidas en la

bomba14.8%


0.0%



Trabajo util30.3%

Ahorros25.0%

BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO



SISTEMA: EQUIPO:

Costo de la energía 0.12 US$/kWh

Ahorros directos: Beneficios directos por ahorros en la bomba y el motorAhorros de energía 53,645 kWh/añoCosto del ahorro de energía 6,437 US$/año

Ahorros adicionales:

Ahorros de energía en los conductores 548 kWh/añoCosto del ahorro de energía 66 US$/año

6.2 COSTOS DE INVERSIÓN

Partida Descripción Cantidad Costo total (US$)

1 Suministro de una bomba sumergible 1 3,431 3,431

2 Remover el equipo actual e instalación del equipo nuevo 1 1,000 1,0003 Suministro e instalación del banco de capacitores 1 245 245

TOTAL: 5,377

6.3 ANALISIS DE TASA DE RETORNO DE LA INVERSIÓN

Ahorros totales: Reducción en el consumo de energía (kWh/año): 53,645Ahorro (US$/año): 6,437

Inversiones totales US$: 5,377

Tasa de retorno: Años 0.84

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.

Precio unitario (US$)

DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO A EQUIPOS DE BOMBEO

1.1. SISTEMA ELÉCTRICO

1HXF-4/0AWGm

XHF-4/0 AWGm

1.2 MOTOR ELÉCTRICO

Sumergible

1.15

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

CerradoA. Inox.

maños

ml/s

Bomba lubricación por aceite, descarga a red interconectada

1.4 CARACTERÍSTICAS DEL FLUIDO

kg/m³

2.1 MEDICIONES HIDRÁULICAS


Velocidad (m/s)0.291.17

msnm

Sonda neumática, referencia gasto 9,2 l/s instalado

2.2 MEDICIONES ELÉCTRICAS267.9

388.30.77

En la entrada del interruptor principal29

Ω

2.3 MEDICIONES DE TEMPERATURA

Salida del arrancadorC38

TRANSFORMADORRadiador

Inf.19

Pte. medir las temperaturas de los equipos.

3.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOSPérdidas

kWh/año120


1,014

3.2 EVALUACIÓN DEL MOTOR ELÉCTRICO

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA

69.37%84.61%0.07%84.54%

3.3 EVALUACIÓN DE LA BOMBA

m

m/s

3.4 BALANCE DE ENERGIA ACTUAL

La temperatura en el interuptor, en la fase B de entrada es alta, por lo que se recomienda ajustar los bornes de conexión.Los desbalances de corriente y potencia activa en el motor son altos, por lo que determina que el motor está trabajando pobremente.

El factor de potencia es bajo (77.9 %), por lo que se recomienda instalar bancos de capacitores para reducir las pérdidas en conductores

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,

Pérdidas eléctricas0.5%

Pérdidas en el motor15.4%

Pérdidas en la bomba31.6%Pérdidas en succión y

descarga0.0%



Trabajo útil30.3%

BALANCE DE ENERGÍA ACTUAL


Cambiar el conjunto de bomba-motor por uno de mayor eficienciaInstalar banco de capacitores

4.2 ESPECIFICACIONES DEL EQUIPO PROPUESTO

4.3 PLAN DE ACCIÓN

Reemplazar el equipo sumergible de bombeo por el propuestoMantener en uso la instalación del equipo de control y conductores eléctricosInstalar válvula checkInstalar banco de capacitores

5.1 EVALUACIÓN DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOSPérdidas

kWh/año45

540

5.2 EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DEL MOTOR

FA dv

99.99%

5.3 BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO

6.1 CALCULO DE AHORROS

Pérdidas eléc-tricas0.3%

Pérdidas en el mo-tor

7.5%Pérdidas en la

bomba14.8%


0.0%



Trabajo util30.3%

Ahorros25.0%

BALANCE DE ENERGÍA ESPERADO


US$/kWh

Beneficios directos por ahorros en la bomba y el motorkWh/añoUS$/año

kWh/añoUS$/año

6.2 COSTOS DE INVERSIÓN

Costo total (US$)

3,4311,000

2455,377

6.3 ANALISIS DE TASA DE RETORNO DE LA INVERSIÓN

53,6456,437

5,377

0.84

El motor propuesto trabajará con un factor de potencia mejorado y demandará menor corriente, lo

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