Diseño de un sistema de control para la optimización energética y operacional del sistema principal de bombeo de agua potable de la Cervecería Bavaria

Los sistemas de bombeo de agua son usados ampliamente en la industria para refrigeración, producción, calefacción, limpieza y saneamiento, entre otros. Además de esto, se encuentran distribuidos para procesos masivos y de alto gasto energético. El presente proyecto tuvo como objetivo diseñar un sistema de control para la optimización energética y operacional del sistema principal de bombeo de agua de la Cervecería Bavaria. Para lograr esto, se propuso realizar una estrategia de control capaz de modificar las velocidades de los motores de bomba con el fin de obtener la mejor eficiencia posible. Para ello, se realizó en primera instancia un análisis económico de las pérdidas que se tienen actualmente por el uso de bombas sobredimensionadas y por la estrategia de control actual. Seguido a esto, se seleccionaron bombas centrífugas capaces de satisfacer las necesidades de flujo y presión teniendo en cuenta el registro histórico de funcionamiento de la planta y las zonas de trabajo más frecuente. Por último, se propuso dos modelos matemáticos regidos por ecuaciones de hidráulicas en Python y Simulink capaces de controlar las velocidades de bombas para obtener la mayor eficiencia posible y el menor consumo energético, y obtener los valores de presión requeridos por los procesos subsecuentes a la estación de bombeo en la cervecería. Como resultado, se obtuvieron modelos capaces de nivelar la frecuencia de bomba con niveles de presión aceptables y con un consumo eléctrico mejor. Asimismo, se pudo evidenciar la regulación de presión ante distintos niveles de flujo requerido por todos los procesos de planta. Por último, se comparó el error de velocidades obtenido entre los dos modelos arrojando valores menores al 0.5%. En conclusión, la estrategia de control propuesta en este estudio es capaz de ahorrar costos operacionales mayores al 40% de la energía eléctrica consumida acompañado de una selección de bombas con zonas de trabajo de alta eficiencia.

• Autores: Cabrales, Carolay; Mendoza, Juan; Terán, Miguel
• Fecha de publicación: 2022
• Institución: Universidad del Norte
• Repositorio: Repositorio Uninorte
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:manglar.uninorte.edu.co:10584/10560
• Acceso en línea: http://hdl.handle.net/10584/10560
• Palabra clave: Pumping System, algorithm, energetic optimization, flow, pressure, Simulink, Python.; Sistema de bombeo, Algoritmo, Optimización energética, Caudal, Presión, Simulink, Python
• License: Universidad del Norte