Otimização dos consumos de água gelada e da respetiva rede de distribuição na unidade PCA da Bondalti Chemicals, S.A.

Abstract

Este relatório refere-se a uma dissertação efetuado na empresa Bondalti CHEMICALS tendo como principal objetivo a otimização dos consumos de água gelada e da respetiva rede de distribuição na unidade PCA, de forma a reproduzir as suas condições de projeto. Da análise dos desvios às condições de projeto, conclui-se que existe um desequilíbrio entre as necessidades térmicas e as de caudal da rede, causado essencialmente pelas atuais condições de operação dos liquefatores de cloro, resultando na necessidade de manter as quatro máquinas frigoríficas que alimentam a rede em funcionamento ao invés das três requeridas pelas necessidades de frio, reduzindo não só a eficiência energética da rede, como também elimina a posição de reserva. Da análise detalhada dos processos de liquefação e de produção de hipoclorito, resultaram várias medidas que permitem por um lado uma maior racionalização do consumo de água gelada, entre elas, a alteração da linha de sniff dos liquefatores A e B, a substituição da utilidade fria dos permutadores de calor das soluções de soda cáustica, e por outro lado um aumento de caudal disponível por máquina. Em relação ao circuito, são propostos dois circuitos como alternativa ao circuito atual, o circuito em paralelo e o circuito em série. A decisão relativa à implantação da alteração da linha do sniff das linhas A e B, orçamentada em 27 500€, deverá ser independente da decisão da alteração da rede já que tem como principal benefício o aumento de segurança em operações de manutenção. Como resultado deste estudo sugere-se uma primeira fase, na paragem geral de 2018, a alteração do circuito atual, permitindo a uniformização da distribuição da carga térmica total, a substituição da utilidade fria dos permutadores de calor da diluição da soda cáustica e o ajuste do set-point da temperatura de hipoclorito mal formado. Estas alterações têm um custo estimado de 51 000€ e um benefício esperado de 25 000€, conseguindo assim, um período de retorno de 2 anos. Permite ainda colocar uma das quatro máquinas como reserva. Se depois da primeira fase, persistirem as limitações de caudal, sugere-se uma avaliação mais aprofundada das medidas relacionadas com o aumento do caudal por máquina, a substituição dos liquefatores A e B, ou a colocação do circuito em série a implementar numa segunda fase. Se as limitações à operação da rede com três máquinas forem também de frio, será necessária uma alteração mais profunda da rede, já que obriga à aquisição de uma quinta máquina frigorífica

This report refers to an internship at Bondalti CHEMICALS having as its main goal the optimization of the chilled water and its respective distribution network in the PCA unit, in order to reproduce the design conditions. From the analysis of the deviations to the design conditions, it is concluded that there is an imbalance between the thermal and the flow requirements, caused mainly by the current operating conditions of the chlorine liquefiers, resulting in the need to keep the four chillers that feed the network in operation instead of the three required by the thermal needs. This not only reduces the energy efficiency of the network, but also eliminates its standby unit. The detailed analysis of the processes of liquefaction and production of hypochlorite, resulted in several measures that on the one hand will allow a greater rationalization of the consumption of chilled water, among them, the change of the sniff line of the liquefiers A and B, or the replacement of the cold utility of the heat exchangers of the caustic soda solutions, and on the other hand a higher chilled water flow availability per chiller. In relation to the network two layouts are proposed as an alternative to the current one a parallel and a series arrangement of the nerwork. The decision regarding the implementation of the change of the sniff line of lines A and B, with an expected cost of at 27,500 €, should be independent of the decision to modify the network since its main benefit is the increase in safety in maintenance operations. It is suggested a stepwise modification of the chilled water network. First, during the general stoppage in January 2018, the current circuit should be modified allowing for the uniform distribution of total thermal load, as well as, the replacement of the cold utility of the heat exchangers of the caustic soda dilution and the adjustment of the set-point of the weak hypochlorite temperature. These changes have an estimated cost of € 51,000 and an expected benefit of € 25,000, thus having a return period of 2 years. It also allows for one of the four machines to be used as a standby unit, as per design. If, after the first phase, flow limitations still persist, a more in-depth evaluation of the measures related to increasing the flow per chiller, replacing liquifies A and B, or changing the network to a series arrangement should be made before any of the three being implemented in an eventual second phase. If thermal do not allow the limitations the operation of the network with three machines, a more profound change of the network will be necessary, since it will require the installation of a fifth chiller