Plan de Gestión Eléctrica para Mejorar el factor de Planta de la Central Termoeléctrica de una Empresa Agroindustrial

Abstract

La presente tesis se enfoca en el desarrollo de un Plan de Gestión Eléctrica basándose en mejorar el factor de planta de una empresa agroindustrial, el estudio se realizó en una empresa agroindustrial, la cual es una planta azucarera y de cogeneración. Esta agroindustria cuenta con un sistema de generación de 20.30 MW, con una demanda de 7.42 MW, lo que resulta en un factor de planta de 0.39. El proceso de elaboración de azúcar requiere 86.5 TnV/h, de las cuales la caldera produce esa misma cantidad, utilizando 45.81 TnV/h para la generación de energía antes de ser enviadas al proceso. Las 40.64 TnV/h restantes se dirigen a reductoras de presión y luego al proceso. El objetivo principal es mejorar el factor de planta mediante un plan de gestión eléctrica, utilizando balances de energía, evaluación del uso eficiente de la energía, y análisis del sistema eléctrico de distribución y la demanda térmica y eléctrica de la planta. Como resultado, se proyectó aumentar la capacidad de generación a 15.7 MW, lo que permitió incrementar el factor de planta a 0.84. Esto se logró a través de una gestión eficiente de los recursos existentes, proponiendo la implementación de una planta de alcohol y un proyecto de venta de excedentes al sistema interconectado. Los 40.64 TnV/h, previamente enviados a las reductoras de presión, se redirigirían al sistema de generación para cubrir la nueva capacidad requerida. Con el Plan de gestión eléctrica y las actividades en el sistema de generación de energía, se muestra un ahorro de energía térmica de 6.38 MW por hora, la cual equivale económicamente a $313,934.00 al año. La evaluación rentable del plan de gestión eléctrica determinó un valor anual neto de $14,402,719, una tasa de interés de retorno de 62% en un periodo de retorno de 2 años. Este proyecto no solo busca resolver el problema de esta empresa agroindustrial, sino también contribuir al conocimiento en sistemas de cogeneración en plantas agroindustriales en el sector energético, con potencial de aplicación en otras empresas que enfrenten desafíos similares

This thesis focuses on the development of an Electrical Management Plan based on improving the plant factor of an agro-industrial company. The study was conducted at an agro-industrial company, which is a sugar and cogeneration plant. This agro-industry has a 20.30 MW generation system, with a demand of 7.42 MW, resulting in a plant factor of 0.39. The sugar production process requires 86.5 TnV/h, of which the boiler produces the same amount, using 45.81 TnV/h for power generation before being sent to the process. The remaining 40.64 TnV/h are sent to pressure reducers and then to the process. The main objective is to improve the plant factor through an electrical management plan, utilizing energy balances, an evaluation of energy efficiency, and an analysis of the electrical distribution system and the plant's thermal and electrical demand. As a result, the projected increase in generating capacity to 15.7 MW was achieved, which allowed the plant factor to increase to 0.84. This was achieved through efficient management of existing resources, proposing the implementation of an alcohol plant and a project to sell surplus energy to the interconnected system. The 40.64 TnV/h previously sent to the pressure reducers would be redirected to the generation system to cover the new required capacity. The Electricity Management Plan and the activities in the power generation system show a thermal energy savings of 6.38 MW per hour, which is economically equivalent to $313,934 per year. The cost-effectiveness evaluation of the electricity management plan determined a net annual value of $14,402,719, an interest rate of return of 62% over a two-year payback period. This project not only seeks to solve this agro-industrial company's problem, but also to contribute to the knowledge of cogeneration systems in agro-industrial plants in the energy sector, with potential application in other companies facing similar challenges.