EuroWire January 2007

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Ad esempio, se il forno è progettato in modo che la Zona 1 sia configurata per funzionare a 6 x U mf con un eccesso d’aria del 5% a pieno carico, la Zona 2 è regolata ad un flusso d’aria pari alla metà di quello della Zona 1, (cioè 3 x U mf ) e la Zona 3 impostata a 1 / 3 del flusso d’aria della Zona 1 (cioè 2 x U mf ), allora tutte le zone dovrebbero presentare dei flussi d’aria simili, ma le Zone 2 e 3 avrebbero dei flussi d’aria notevolmente inferiori rispetto alla Zona 1. Le risultanti condizioni operative del forno al 100% e al 50% della sua capacità sono riassunte nelle Tabelle 3 e 4 qui di seguito. La comparazione delle Tabelle 3 e 4 con le Tabelle 1 e 2 illustra chiaramente che la distribuzione sequenziale del flusso d’aria nelle zone riduce considerevol- mente la quantità di eccesso d’aria da riscaldare aumentando il rendimento termico. L’utilizzo del gas per tonnellata di prodotto risultante nel caso dell’aria distribuita per zone sequenzialmente equivale a 22,2m 3 di gas/t al 100% della sua capacità e 29,7m 3 di gas/t al 50% della sua capacità, che rappresenta rispettivamente un miglioramento del 17,6% e del 24,0% rispetto al caso in cui tutte le zone sono regolate secondo gli stessi valori (“tutte le zone uguali”) come sopra illustrato. Ulteriori miglioramenti del rendimento energetico possono essere ottenuti a condizione che via sia la possibilità di modulare il gas e l’aria nella stessa gamma di 2 x U mf e 6 x U mf per tutte le zone come sopra indicato. Il sistema di modulazione dovrebbe essere configurato con il 5-10% di eccesso d’aria mediante la gamma di modulazione. Nel caso in cui una zona richieda una quantità di calore inferiore alla quantità prevista di 2 x U mf , il flusso d’aria dovrebbe essere regolato a 2 x U mf e la zona dovrebbe modulare unicamente il gas o passare

Figura 2 : Comparazione dell’utilizzo del combustibile rispetto alla carica del forno utilizzando tre diversi schemi di controllo ▲

Realizzazione I nuovi forni possono essere progettati sin dall’inizio per funzionare in entrambe le due modalità. Il controllo per zona sequenziale può essere facilmente realizzato modificando parzialmente o senza modificare affatto la configurazione del sistema di controllo, mentre il comando tramite modulazione esige delle modifiche relativamente semplici ed economiche dei dispositivi di controllo del combustibile e dell’aria. E’ inoltre possibile modernizzare forni già esistenti. Un forno che attualmente funziona utilizzando il controllo del gas del tipo on/off può essere modificato cambiando semplicemente la grossezza del grano della sabbia in modo che la Zona 1 possa funzionare a circa 6 x U mf , e quindi regolando le Zone 2 e 3 per ottenere le velocità di fluidizzazione richieste.

al controllo on/off del gas per evitare la defluidizzazione e il surriscaldamento. L’utilizzo di combustibile per tonnellata di prodotto sarebbe pari a 21,7m 3 gas/t al 100% della capacità e 24,3m 3 gas/t al 50% della capacità, che si traduce in un miglioramento rispettivamente del 19% e del 38% rispetto al caso in cui tutte le zone sono regolate secondo gli stessi valori (“tutte le zone uguali”). La Figura 2 indica il consumo di combustibile per tonnellata di filo in funzione della capacità di produzione per tutti tre gli schemi di controllo discussi precedentemente. Sebbene gli schemi di controllo prevedano un aumento dell’utilizzo di combustibile con la riduzione del carico del forno, può essere chiaramente risparmiata una quantità notevole di combustibile in qualsiasi condizione di funzionamento utilizzando il controllo per zona sequenziale o il controllo mediante modulazione.

Tabella 5 : Risparmi annuali di combustibile per un impianto di 20.000 t/anno, con una carica media del forno dell’ 80% ▼

Controllo mediante modulazione

Schema di controllo

“Tutte le zone uguali”

Zone sequenziali

Utilizzo annuale del combustibile (m 3 )

600.000

482.000

443.600

Costo annuale del combustibile (m 3 )

$240.000

$192.800

$177.440

Risparmi annuali (con controllo “tutte le zone uguali”) (US$)

$0

$47.200

$62.560

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EuroWire – Gennaio 2007