Daqing Refinery reduce el consumo de energía anual en un 41%

Como una de las 10 refinerías petroleras más importantes de China, la planta de Daqing Refinery, ubicada en la ciudad de Daqing, provincia de Heilongjiang, tiene un ingreso bruto anual de más de $10 millones.

Establecida en 1963, la refinería es parte de Daqing Petrochemical Corporation, subsidiaria del mayor proveedor de producción petrolera de China, el grupo PetroChina, con una importante cuota del mercado del 50%.

En términos de volumen, Daqing Refinery produce 600,000 toneladas por año de gasolina, diésel, queroseno, parafina y otros productos derivados del petróleo que se venden en toda China.

Desafío

Debido a que China ingresó en la Organización Mundial del Comercio en 2001, el impulso para competir con productos importados más económicos ha empujado al sector industrial del país para que supere desafíos inherentes a la rentabilidad y a la eficiencia de la producción.Más que nunca, la producción con costos reducidos es un factor fundamental para ofrecer un precio de venta bajo a fin de mantener una cuota sustanciosa del mercado.

En la planta de Daqing Petrochemical Refinery, la bomba de petróleo crudo de una línea de proceso de reducción de presión de 3,500 toneladas mantiene un régimen de flujo estable de entre 8,000 y 10,600 toneladas de petróleo crudo por día.Sin embargo, la bomba de petróleo crudo consumió una gran cantidad de energía eléctrica en el proceso.

Encontrar un método más eficiente de control de la bomba para reducir el excesivo consumo de energía fue un impulsor de valor clave en la planta, a fin de mantenerse competitivo y reducir los precios.

Otros problemas que enfrentaba la planta de Daqing eran los costos de mantenimiento y el tiempo improductivo.La bomba existente requería un mantenimiento regular cada 8,000 horas, lo cual implicaba dos días de tiempo improductivo por año, con una pérdida económica promedio de $16,438 por cada día perdido.Tal mantenimiento continuo se debía, en gran medida, al hecho de que el motor de las bombas funcionaba a velocidad plena, independientemente de los niveles de salida de la producción.

Antes, los ingenieros de Daqing empleaban un método de control del regulador de la válvula para administrar la alta velocidad incesante del motor de las bombas.Con este método, una válvula de regulación, ubicada en la salida de la bomba, se ajustaba periódicamente para satisfacer las cambiantes exigencias de carga del flujo de petróleo.

Sin embargo, este sistema demostró ser ineficiente ya que los problemas de alto consumo de energía, incluso con una baja exigencia de carga, así como el desgaste y los daños producidos por la alta velocidad de funcionamiento de la bomba, persistían.Además, el método de control de regulación creado aumentaba la presión de la tubería, lo cual ocasionaba derrames de petróleo y la necesidad de reemplazar los sellos con frecuencia.

Solución

Para reducir el excesivo consumo de energía eléctrica, fue esencial una solución verdadera y confiable de variadores de media tensión (MV) para la aplicación del motor de las bombas de petróleo en Daqing Refinery.

Mediante un MV Drive PowerFlex® 7000 de Allen-Bradley® con un rectificador de 6 kV y un inversor de 6 kV que puede fabricarse fácilmente con menos dispositivos de energía de 6.5 kV sin transformador de salida, la planta de Daqing encontró una solución simple y confiable.

El PowerFlex 7000 usa tecnología de modulación de anchura de impulso e inversión de corriente (CSI-PWM) para proporcionar una estructura de energía simplificada con menos dispositivos de energía.El variador PowerFlex 7000 posibilita esta eficiencia con sólidas capacidades de protección contra sobrecorriente que no requieren fusibles ni circuitos de fusibles electrónicos para proteger los dispositivos de energía, lo cual simplifica la complejidad de los variadores.

Resultados

Según los requisitos del mercado, la salida de producción de Daqing Refinery varía entre tres niveles (9,000 toneladas por día, 9,600 toneladas por día y 10,500 toneladas por día).Con la solución de Rockwell Automation ya instalada, la planta ha contribuido en forma considerable a mantener números significativos de producción, al tiempo que ahorra dinero con un consumo de energía más eficiente.

Para una salida de producción de 9,000 toneladas, se requerían 426 kW/h para la operación del motor de las bombas de petróleo; después de retroadaptar el PowerFlex 7000, el consumo de energía bajó a 250 kW/h.Daqing Refinery ahorra 1,533,312 kW/h por año, lo cual reduce su consumo de energía anual en un 41%.

Para una salida de producción de 9,600 toneladas, se requerían 527 KW/h para la operación del motor de las bombas de petróleo, pero luego de retroadaptar el PowerFlex 7000 el consumo de energía bajó a 370 kW/h; Daqing Refinery ahorra 1,370,397 kWh por año, lo cual reduce su consumo de energía anual en un 30%.

Para una salida de producción de 10,500 toneladas, se requerían 584.8 kW/h para la operación del motor de las bombas de petróleo, pero luego de retroadaptar el PowerFlex 7000 el consumo de energía bajó a 400 kW/h; Daqing Refinery ahorra 1,609,977 kWh por año, lo cual reduce su consumo de energía anual en un 32%.

Además, la nueva solución salvaguarda los motores de las bombas frente a las sobrecorrientes y simplifica los sistemas de variadores al eliminar fusibles y circuitos de fusibles electrónicos.Al reducir los costos de mantenimiento y disminuir el tiempo improductivo, se ahorran $15,000 por año.

El ahorro total en Daqing Refinery ha dado lugar a un retorno de la inversión (ROI) del proyecto de 2.5 años.El proyecto resultó ser tan exitoso en Daqing Refinery que. después de un año de funcionamiento, se realizó una reunión en el sitio para presentar la retroadaptación del PowerFlex 7000 a todas las plantas asociadas de Daqing Petrochemical.

Hangying Wu, ingeniero jefe de la planta, señala que su confianza en la solución de Rockwell Automation estaba puesta justo en el dinero.

“La confiabilidad del sistema es el criterio principal para nosotros al seleccionar productos”, afirma Wu, “la CSIPWM de Allen-Bradley tiene un diseño maravilloso de la estructura de energía: una estructura de módulos, pocos componentes de dispositivos y una sólida capacidad de protección contra sobrecorriente”.

“Luego de una comparación técnica y un análisis cuidadosos, decidimos seleccionar la solución de Rockwell Automation.El buen funcionamiento del variador ha demostrado que nuestra decisión fue correcta”.

Los resultados que se mencionaron anteriormente son específicos del uso de la planta de Daqing Refinery de los productos de Rockwell Automation junto con otros productos.Los resultados específicos pueden variar para otros clientes.