Bajo consumo de energía en desalación
Caso de éxito Danfoss
Objetivo: Reducción del consumo energético.
Productos utilizados: VLT® AQUA Drive FC 202.
El resultado del innovador sistema modular de inversa, fue la reducción del consumo de energía de 2,7kW a 2,4kW por m3 de agua.
El proceso de desalación del agua de mar se caracteriza por un consumo intensivo de energía. Por lo tanto, los costes operativos relaciones con el consumo de electricidad son muy importantes y afecta directamente a la sostenibilidad y rentabilidad de una planta de desalación. Sin embargo, la evolución tecnológica permite cambiar las reglas del juego. Hoy en día contamos con bombas de alta presión más avanzadas, sistemas isobáricos de recuperación de energía más eficientes en comparación con las turbinas Pelton convencionales, nuevas membranas móticas Low Energy y mejor electrónico a través de variadores de frecuencia Danfoss VLT®. Gracias a estas tecnologías, la nueva generación de sistemas modulares de ósmosis inversa para aplicaciones industriales es económicamente viable, demostrado en el proyecto realizado por Acciona en la refinería y la central de producción de electricidad en Cerdeña.
Suministro de agua garantizado y rentable
Esta solución se puede realizar en contenedores y ofrece al cliente una alta tasa de disponibilidad, flexibilidad, bajo consumo de energía y económicamente sostenible.
El funcionamiento de la refinería y de la planta de generación de energía, requiere alrededor de 1.000 m3 de agua por hora. Previamente, se abastecía a través del acueducto local y de diferentes plantas de desalación existentes basadas en la tecnología tradicional tipo multiflash con fase de evaporación, caracterizada por una alta absorción de energía, del orden de 20kWh por m3 de agua producida. Gracias a su experiencia internacional en el campo de la desalación por ósmosis inversa, Acciona propuso una solución integral.
La solución «llave en mano» incluye 4 líneas modulares de desalación por ósmosis inversa, capaces de suministrar un total de 12.000 m3 de agua pura por día con una disponibilidad garantizada del 97% durante todo el año. La estructura de cada línea modular de la planta es similar y consta de 4 secciones principales: pretratamiento con membranas de ultrafiltración, primera etapa de ósmosis inversa con presiones de trabajo de aproximadamente 60 bar, segunda etapa de ósmosis inversa para el refinado de la agua y última etapa con membranas de intercambio iónico.
Todo el sistema modular está alojado en 17 contenedores, incluido uno dedicado a la subestación eléctrica de media tensión. Esto ha facilitado la construcción ya que no hubo necesidad de construir estructuras especiales, lo que resulta en una reducción drástica de los tiempos de construcción. Se pudo completar la totalidad de la planta en 6 meses.
Tecnología innovadora que marca la diferencia
Las bombas de alta presión con pistón axial de Danfoss, acopladas a los dispositivos isobáricos de recuperación de energía iSave Danfoss, han demostrado ser ideales para realizar un sistema modular en el contenedor proporcionado por Acciona.
Esta tecnología permite sistemas energéticamente eficientes y extremadamente compactos. Gracias a su pequeño tamaño y diseño interno simplificado, pueden instalarse incluso cuando el espacio es limitado y requieren poco mantenimiento periódico. Los dispositivos iSave, que recuperan la energía hidráulica del flujo de descarga del proceso de ósmosis inversa, reducen drásticamente el consumo de energía, también son extremadamente compactos y se pueden integrar con las bombas de alta presión de Danfoss.
Otro componente fundamental para minimizar el consumo de energía son los variadores de frecuencia Danfoss utilizados para regular el caudal. Hablamos de la familia de los VLT® AQUA Drive, frame tipo D, de potencia de 200 kW, extremadamente potente y compacta. Hasta un 68% más compactas que las versiones anteriores, para potencias de 90 a 315 kW, integran filtros e inductores RFI estándar en el circuito intermedio.
Gracias al diseño combinado del sistema de regulación de flujo y control llevado a cabo conjuntamente por Acciona y Danfoss, se ha obtenido una solución capaz de mejorar la eficiencia energética en todas las condiciones de funcionamiento, dependiendo del caudal, las condiciones ambientales y el nivel de la salinidad del agua de mar.
«Está claro que el VLT® AQUA Drive ha sido diseñado específicamente para el control de bombas, para lo cual integra funciones ad hoc como estándar, y su uso es simple e intuitivo»
Flexibilidad, fiabilidad y gestión low-cost
La construcción de la planta de desalación en un formato modular permite obtener ventajas en términos de flexibilidad operativa y fiabilidad. De hecho, cuando se realizan actividades de mantenimiento preventivo o correctivo, no es necesario parar por completo el suministro de agua, con posibles consecuencias críticas para las cargas del usuario, y se puede intervenir solo en uno de los módulos, dejando los otros activos. Además, las 4 líneas construidas por Acciona, tienen una estructura redundante dentro de ellas, lo que permite mantener el suministro de agua, incluso cuando se realiza el mantenimiento en algunos componentes.
La extrema facilidad con la que se pueden mantener las bombas de alta presión es una de las características más valiosas de Danfoss. A diferencia de las bombas centrífugas tradicionales, que requieren la entrega a un taller autorizado para llevar a cabo el mantenimiento.
Los primeros meses de funcionamiento del sistema, ya han demostrado la eficacia de las tecnologías utilizadas para reducir el consumo de energía. Mientras que una típica planta de desalación por ósmosis inversa basada en bombas centrífugas de alta presión y recuperadores, requiere alrededor de 2,7kW por m3 de agua producida, la tecnología innovadora de bombas volumétricas de alta presión y de recuperadores isobáricos iSave permitió reducir esto a aproximadamente 2,4 kW / m3.
La desaladora recibió los «Distinction awards» en París durante la ceremonia de entrega de los premios Global Water Intelligence Awards 2018, donde las mejores iniciativas en los sectores de agua, aguas residuales y desalación son reconocidas y premiadas con la adopción de tecnologías innovadoras y modelos financieros sostenibles.
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