AVALIA‡ƒO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO DE GUA

  • View
    216

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of AVALIA‡ƒO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO DE GUA

Iniciativa de gua e Saneamento Iniciativa de Energia Sustentvel e Mudana Climtica

AVALIAO DE SISTEMAS DE BOMBEAMENTO DE GUAManual de Eficincia Energtica

Primeira edio

Banco Interamericano de Desenvolvimento

AvAliAo de sistemAs de bombeAmento de guA

manual de eficincia energtica

Primeira edio

Iniciativa de gua e SaneamentoIniciativa de Energia Sustentvel e Mudana Climtica

Washington2011

A produo desta publicao esteve a cargo do Escritrio de Relaes Externas do BID

Banco Interamericano de Desenvolvimento. Todos os direitos reservados.As opinies expressas nesta publicao so dos autores e no refletem necessariamente

a posio oficial do Banco Interamericano de Desenvolvimento

Para mais informaes ou consultas, contatar: agua@iadb.org ou secci@iadb.org

IDB-MG-112

mailto:agua%40iadb.org?subject=mailto:agua%40iadb.org?subject=

SuMrIo

ApresentAo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii

resumo executivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ix

DeFinies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xi

simbologiA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii

Captulo 1Introduo: uma etapa chave do Plano Integral de Eficincia Energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Captulo 2Metodologia para uma auditoria energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Atividades de campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4Atividades de escritrio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Captulo 3Pesquisa prvia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Contexto nacional e do setor energtico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Contexto nacional do setor de gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7Situao particular da empresa de gua e saneamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

Captulo 4Coleta de dados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Dados do sistema eltrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Dados nominais do motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Dados nominais da bomba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Captulo 5Medies de campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Medio de parmetros eltricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Medio de parmetros hidrulicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Formatos de registro de dados em campo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Medies de temperatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Captulo 6Anlise de informaes e avaliao de eficincia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Perdas energticas em sistemas de gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Balano de energia do sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Aspectos a serem avaliados em uma auditoria de eficincia energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Clculo de perdas eltricas em condutores e transformadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Clculo de perdas e eficincia do motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Clculo de perdas e eficincia da bomba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Clculo de perdas de carga em tubulaes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Clculo de perdas na rede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Clculo de indicadores energticos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Elaborao de balanos de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Anlise das condies de operao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

Captulo 7Identificao de oportunidades de economia de energia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Medidas relacionadas com a tarifa de energia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Medidas para reduzir as perdas nas instalaes eltricas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

iv Avaliao de sistemas de bombeamento de gua: manual de eficincia energtica

Medidas para aumentar a eficincia dos motores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Reduo de vazamentos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74Melhorar a operao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Melhorar a manuteno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Substituio da fonte de alimentao de energia eltrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

Captulo 8Avaliao das medidas de economia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Avaliao das economias (balano de energia esperado) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Avaliao econmica da economia e taxa de retorno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84Elaborao do relatrio final do plano de eficincia energtica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Lista de tabelasTabela 4.1: Informaes a serem coletadas da empresa de gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Tabela 5.1: Descrio da campanha de medio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Tabela 5.2: Procedimento de clculo da carga hidrulica de bombeamento (hb) e parmetros a medir . . . . . 24Tabela 5.3: Formato para o registro de dados nominais e caractersticas do sistema eletromecnico . . . . . . 25Tabela 5.4: Formato para o registro de medies de variveis hidrulicas e eltricas de

equipamentos de bombeamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Tabela 6.1: Perdas em um transformador eltrico em funo de sua capacidade nominal. . . . . . . . . . . . . . . . 32Tabela 6.2: Resistncia de diferentes bitolas de condutor e queda de tenso para o

exemplo em desenvolvimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Tabela 6.3: Clculo de perdas energticas finais por efeito Joule para o exemplo sob anlise . . . . . . . . . . . . . 36Tabela 6.4: Reduo da eficincia de um motor rebobinado em funo da temperatura utilizada . . . . . . . . . 38Tabela 6.5: Viscosidade dinmica da gua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Tabela 6.6: Exemplo de desdobramento de perdas em u