Sistema de gestión de la energía en una planta de fabricación de metanol

García Cortés, Laura (2017). Sistema de gestión de la energía en una planta de fabricación de metanol. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Sistema de gestión de la energía en una planta de fabricación de metanol
Autor/es:
  • García Cortés, Laura
Director/es:
  • Carretero Peña, Antonio
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería Química
Fecha: Junio 2017
Materias:
Palabras Clave Informales: Sistema de Gestión de la Energía, metanol, energía, mejora continua
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Química Industrial y del Medio Ambiente
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) consiste en la elaboración de un Sistema de Gestión de la Energía (SGE) en una planta ficticia de fabricación de metanol. Un Sistema de Gestión es un conjunto de reglas y principios relacionados entre sí de forma ordenada, de manera que se contribuya a la gestión de los procesos generales o específicos de una organización. Concretamente, los SGE son una herramienta para optimizar el uso y consumo de la energía en cualquier organización, implantar una política y establecer unos objetivos energéticos para cumplir dicha política. Los SGE se basan en el ciclo de mejora continua conocido como PHVA (Planificar-Hacer-Verificar- Actuar) que aporta diversos beneficios a las organizaciones, entre ellos: impulsar la productividad, el crecimiento y la competitividad. Para la elaboración del SGE se ha seguido la norma ISO 50001:2011 que pretende ayudar a las organizaciones a mejorar su rendimiento, eficiencia energética y reducir su impacto en el cambio climático. La norma permite desarrollar una política para un uso y consumo más eficiente de la energía y mejorar continuamente la gestión de la energía. Previo a la elaboración de la documentación del SGE, se ha recogido información relativa al proceso de síntesis de metanol. Se trata de un proceso Lurgi a baja presión con un catalizador de cobre a partir de gas natural. Se ha fijado una producción de 2000 Tm/día de metanol con una concentración mínima del 99,9%. Para esta producción, se alimentan 65.900.000 Nm3/día de gas natural. En el proceso hay tres áreas diferenciadas. En el área de reformado, el gas natural se une a la de vapor y pasa por los tubos con el catalizador de óxido de níquel del horno de reformado para obtener el gas de síntesis. En el área de síntesis, el gas se comprime para luego pasar por el lecho del catalizador del reactor donde se genera el metanol. Por último, en el área de purificación, el metanol pasa por tres columnas de destilación hasta conseguir una pureza del 99.9%. Para el desarrollo del SGE también se requiere un profundo conocimiento de las instalaciones sobre las que se quiere implantar dicho sistema, ya que, en base al conocimiento de los equipos consumidores de energía, se podrán llevar a cabo las acciones necesarias para maximizar el desempeño energético. Por lo tanto, una vez definido el proceso, se realiza un estudio inicial para la identificación de las fuentes de energía empleadas. A continuación, se recopilan los datos del uso y consumo de los distintos equipos y se identifican las áreas o usos significativos en gestión energética, que corresponden a aquellos cuyo peso dentro del uso total de la energía es grande. Los equipos que realizan un uso significativo de la energía son: el horno de reformado, el compresor de síntesis y varios intercambiadores de calor. En estos equipos se centrarán los esfuerzos de la organización para mejorar su desempeño energético. Posteriormente, se procede a la elaboración de la documentación del SGE, que se organiza jerárquicamente. En la cima está el Manual de Energía donde se describe la política energética, la estructura organizativa y los procedimientos y procesos para alcanzar los objetivos en materia energética. Seguidamente se encuentran los procedimientos, donde se desarrolla la metodología sistemática que la organización lleva a cabo para mejorar su desempeño energético. En el tercer nivel se encuentran las instrucciones técnicas, documentos que describen operaciones con gran detalle como la calibración de un determinado instrumento. Por último, están los formatos de registros, los cuales presentan los resultados o muestran las evidencias de las actividades desempeñadas por la organización. Algunos formatos de registro se han cumplimentado para ofrecer una visión práctica de la implantación del SGE. Siguiendo la norma ISO 50001:2011 se han elaborado 15 procedimientos: Por una parte están los procedimientos de planificación energética que incluyen: P-03 Identificación y evaluación de requisitos legales y otros requisitos, P-04 Planificación energética, P-05 Acciones para abordar riesgos y oportunidades y P-06 Objetivos energéticos, metas energéticas y planes de acción para la gestión de la energía. Primero se identifican e implementan los requisitos legales aplicables relacionados con el uso y consumo de la energía y la eficiencia energética. A continuación, se realiza una revisión energética para analizar los usos y consumos energéticos y conocer de qué manera puede mejorarse el desempeño energético. A partir de la información obtenida, se establece una línea base energética y unos indicadores de desempeño energético (IDE) que sirven para evaluar los avances o retrocesos de la organización en materia de desempeño energético, al comparar el escenario real con esta línea de base. Por último, se establecen acciones para abordar riesgos y oportunidades y se crean objetivos y metas para mejorar el desempeño energético. A continuación, se encuentran los procedimientos implicados en la implementación y operación del SGE. El P-01 Documentación y control documental desarrolla la metodología para la elaboración y modificación de todos los documentos del sistema de gestión. El P-07 Competencia, formación y toma de conciencia asegura la adecuada formación en materia energética de sus trabajadores y de que éstos sean conscientes de la importancia de la mejora del desempeño energético. En el P-08 Comunicación se describe la metodología para la comunicación interna dentro de la propia organización y la externa con otras organizaciones, sociedades y partes interesadas. El P-09 Control operacional establece la forma de desarrollar las actividades y su temporalidad para garantizar un correcto control y gestión energética. En el P-10 Mantenimiento se fijan los criterios y la periodicidad con la que se realizan las actividades de mantenimiento. Y el P-11 Diseño, adquisición de servicios de energía, productos, equipos y energía establece los criterios para el diseño o adquisición de servicios de energía, productos y equipos. Por último, se encuentran los procedimientos de verificación: P-12 Seguimiento, medición y análisis, P-13 Calibración y verificación de equipos, P-14 Auditoría interna, P-15 No conformidades, corrección, acción correctiva y acción preventiva y P-02 Control de los registros. La organización realiza un seguimiento y medición de los usos significativos de la energía, los IDE, la eficacia de los planes de acción y la evaluación del consumo energético real contra el esperado. Para asegurarse de que los equipos de medición proporcionan información exacta se elaboran planes de calibración. Por último, se hace un control y seguimiento sistemático e independiente de la eficacia del SGE a través de auditorías internas en las que se concluyen una serie de no conformidades que han de ser tratadas mediantes acciones correctivas y preventivas. Hay que destacar finalmente que la documentación se ha elaborado siguiendo la estructura de alto nivel de la norma que permite que esta documentación sea integrable a sistemas de gestión de otros ámbitos como por ejemplo los sistemas de gestión de medio ambiente. En definitiva, con este TFG se puede ver la importancia de las mejoras que se pueden obtener implementando un SGE en cualquier organización ya que es una herramienta que permite realizar un diagnóstico completo de los usos y consumos de la energía dentro de una organización y vincularlos a los productos y servicios que ofrece. Esto tiene gran importancia a día de hoy en sectores empresariales de todo ámbito ya que además de maximizar su beneficio, la eficiencia energética reduce sustancialmente las emisiones de gases de efecto invernadero.

Más información

ID de Registro: 47386
Identificador DC: http://oa.upm.es/47386/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:47386
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 28 Jul 2017 06:39
Ultima Modificación: 28 Jul 2017 06:40
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