Usaçúcar Cidade Gaúcha obtém ganhos de R$ 2,5 milhões com controle automático da embebição

 S-PAA Closed Loop

 

O S-PAA é um software para modelagem, simulação e otimização on-line dos processos sucroenergéticos. Com o software é possível realizar uma modelagem global processo e de suas utilidades. Seu robusto algoritmo de otimização é capaz de ser executado on-line, definindo para os operadores em tempo real quais parâmetros operacionais levam a uma melhoria do desempenho do processo e consequentemente a uma maior rentabilidade. A Suite denominada S-PAA possui três módulos principais: o de gerenciamento e otimização de energia; o de gerenciamento e otimização de processo produtivo; e o de operação e otimização em Laço Fechado.

O módulo de operação e otimização em Laço Fechado, denominado S-PAA Closed Loop, permite que alguns set-points sejam definidos automaticamente pelo sistema, agilizando as implementações propostas e estabilizando o processo em um novo patamar de rentabilidade.

Como o software foi concebido de maneira modular, a usina pode definir quais os set-points que a aplicação irá controlar em Laço Fechado e definir estratégias de atuações individualizadas para cada um deles. Estas estratégias podem ser customizadas e atender a objetivos de cada área do processo.

Um exemplo de atuação do S-PAA Closed Loop é o controle automático da embebição da moenda. Esta atuação tem por objetivo a manutenção da constância da embebição % fibra da usina e por consequencia o aumento da extração da moenda, uma vez que o S-PAA analisará a variação da fibra da cana processada, POL e umidade do bagaço, e seus impactos no controle da vazão de embebição.

O ajuste da quantidade ideal de água garante a melhor extração da moenda, sem excesso de água, que afeta umidade do bagaço que está sendo queimado na caldeira. A quantidade correta de embebição evita que seja gerado excesso de caldo, que na sequencia consumirá vapor no seu tratamento e que também pode desequilibrar a operação do processo.

A Usina de Cidade Gaúcha, do Grupo Usaçúcar, situada no estado do Paraná, utilizava uma estratégia tradicional de controle de vazão embebição, que se baseava na rotação do 1º terno da moenda, onde para cada patamar de rotação a operação era utilizada uma vazão típica de embebição. A Usina utiliza a Suite S-PAA desde 2011 e as equipes da Usina e da Soteica analisaram em conjunto o comportamento do controle da embebição e identificaram a oportunidade de otimização com a implantação no S-PAA Closed Loop no laço de controle de embebição da moenda.

A estratégia de controle implementada usa uma regressão linear para calcular a moagem efetiva on-line e com esta informação é calculada a fibra horária processada e a equipe de supervisão define qual o objetivo de embebição % fibra a atingir. No entanto este objetivo é corrigido com base na umidade e na POL do bagaço, com o objetivo de aumentar a extração.

Foi analisado o comportamento da embebição % fibra em cada nível de rotação conforme demonstrado nos gráficos na sequência, antes e depois do uso do S-PAA Closed Loop.

Analisando os resultados demonstrados nos gráficos anteriores, é possível notar que a diferença na embebição % fibra frente ao objetivo da usina é mais pronunciada em patamares mais baixos de rotação, e por consequência a influência deste excesso de água no processo é ainda mais relevante. Isto ocorria, pois com o método tradicional de controle a operação não conseguia analisar em tempo real as variáveis de qualidade (fibra, POL, umidade e extração), deixando o controle dependente apenas da rotação.

O gráfico na sequência mostra as diferenças de embebição % fibra em cada patamar de rotação, antes e após a utilização do S-PAA Closed Loop.

Analisando o período próximo a implantação do S-PAA Closed Loop em quaisquer faixas de rotação, tem-se que a redução obtida na vazão de embebição é da ordem de 20 m3/h e em 30% na embebição % fibra, conforme demonstrado no gráfico na sequência.

No caso da Usina Cidade Gaúcha esta redução de vazão de embebição se reflete em redução de consumo de vapor nas válvulas redutoras e sobra direta de bagaço para cogeração em períodos que a planta não está operando, como paradas programadas, paradas por chuva e entressafra. Com o combustível economizado com a atuação do S-PAA Closed Loop na moenda, é possível gerar 12.500 MW adicionais em uma safra. Este montante gera um faturamento adicional de cerca de R$ 2.000.000,00 para a unidade, levando em conta o preço praticado no contrato PROINFRA, e mais de R$ 2.750.000,00 se for considerado o preço do mercado SPOT.

Além do ganho em economia de combustível, a extração média da usina aumentou após a implementação do S-PAA Closed Loop, conforme demonstra o gráfico abaixo.

O aumento de 0,25 % na extração da moenda da Usina Cidade Gaúcha equivale a cerca de um aumento de produção de 7.000 sacas de açúcar em uma safra. Este montante gera um faturamento adicional de cerca de R$ 434.000,00 para a unidade.

Em resumo, o gerenciamento on-line de apenas um laço de controle pelo S-PAA Closed Loop gera um faturamento adicional de cerca de R$ 2.500.000,00 para esta Usina.

*Nelson Nakamura é diretor da Soteica do Brasil, empresa integrante do portfólio Pró-Usinas

Leia a matéria originalmente publicada no JornalCana de dezembro/2015 clicando aqui.

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