Avaliação técnica e econômica da aplicação de uma turbina redutora de pressão como estratégia de eficiência energética em indústrias que utilizam válvulas redutoras de pressão

Abstract

Resumo: No contexto da busca por eficiência energética, este trabalho tem como objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da instalação de uma turbina redutora de pressão (TRP) em paralelo à válvula redutora de pressão (VRP), utilizadas em processos industriais que operam com vapor saturado. A proposta busca recuperar parte da energia na etapa de redução de pressão, convertendo-a em energia elétrica, sem comprometer o fornecimento de vapor ao processo final. O estudo foi desenvolvido com base em um caso real de uma indústria alimentícia localizada no estado do Paraná, Brasil, que utiliza VRPs para redução de pressão em diferentes etapas do processo produtivo. A análise envolveu o levantamento de dados operacionais, simulação termodinâmica e projeções econômico-financeiras. Os resultados indicaram que o projeto de implantação da TRP é economicamente viável, apresentando um VPL de R$6,74 milhões, uma TIR de 42% e payback descontado de 3,56 anos. Adicionalmente, a análise de sensibilidade demonstrou que o custo da energia elétrica é a variável de maior influência sobre a atratividade do projeto, dentre as variáveis consideradas. Conclui-se que a utilização de turbinas em paralelo às VRPs representa uma alternativa promissora para a cogeração de energia em plantas industriais, promovendo sustentabilidade, economia e eficiência energética

Abstract: In the context of the pursuit of energy efficiency, this study aims to evaluate the technical and economic feasibility of installing a backpressure turbine (BPT) in parallel with a pressure reducing valve (PRV), used in industrial processes that operate with saturated steam. The proposal seeks to recover part of the energy dissipated during the pressure reduction stage, converting it into electrical energy, without compromising the steam supply to the end-use process. The study was based on a real case in a food industry located in the state of Paraná, Brazil, which uses PRVs to reduce steam pressure in different stages of its production process. The analysis involved the collection of operational data, thermodynamic simulation, and economicfinancial projections. The results indicated that the implementation of the BPT is economically viable, with a Net Present Value (NPV) of BRL 6.74 million, an Internal Rate of Return (IRR) of 42%, and a discounted payback period of 3.56 years. Additionally, the sensitivity analysis showed that the electricity cost is the most influential variable on the project’s attractiveness among those considered. The conclusion is that the use of a turbine in parallel with PRVs represents a promising alternative for energy cogeneration in industrial plants, promoting sustainability, cost savings, and energy efficiency