EuroWire January 2007

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combustible al reducir la carga del horno, es evidente que puede ahorrarse una cantidad de combustible considerable en todas las condiciones de funciona- miento usando el control por zonas o el control por modulación. Implementación Los nuevos hornos pueden ser diseñados desde el inicio para funcionar en los dos modos operativos. El control por zona se puede obtener fácilmente modificando parcialmente o incluso sin modificar el diseño del sistema de control, mientras que el control por modulación requiere modificaciones relativamente simples y no costosas en los dispositivos de control del combustible y del aire. Se pueden modificar también los hornos existentes. Un horno que actualmente funciona con control de gas de tipo on/ off puede ser modificado simplemente cambiando el tamaño del grano de arena de manera que la Zona 1 pueda funcionar a aproximadamente 6 x U mf , y luego ajustando las Zonas 2 y 3 para obtener las velocidades de fluidización deseadas. Puede ser necesario modificar las chimeneas del horno para evitar el arrastre de arena a velocidades de fluidización más altas o bien cuando el tamaño del grano es más pequeño, aunque se espera que las chimeneas de la mayoría de los hornos sean adecuadas. Sería necesario contar con la colaboración del fabricante del horno para realizar estas modificaciones. La modificación de hornos existentes para que puedan funcionar con control por modulación puede ser más complicada, porque el panel de control y los sistemas de control del combustible/aire podrían necesitar modificaciones. Sin embargo, se obtendrían ahorros de combustible mayores. La viabilidad de las modificaciones depende de la aplicación específica y del diseño del horno.

Figura 2 : Comparación del uso de combustible en función de la carga del horno usando tres esquemas de control diferentes ▲

de calor similares, pero las Zonas 2 y 3 tendrán caudales de aire mucho más bajos que la Zona 1. Las condiciones operativas resultantes del horno al 100% y 50% de su capacidad están resumidas en las Tablas 3 y 4 de abajo: La comparación de las Tablas 3 y 4 con las Tablas 1 y 2 muestra claramente que ajustando por zonas el flujo de aire, se reduce sustancialmente la cantidad de aire en exceso a calentar y se aumenta la eficiencia térmica. El uso de gas por tonelada de producto resultante en caso de aire ajustado por zonas es ahora 22,2m 3 gas/t al 100% de la capacidad y 29,7m 3 gas/t al 50% de la capacidad, una mejora respectivamente del 17,6% y 24,0% respecto al caso de tener “todas las zonas ajustadas a los mismos valores” como se ha ilustrado antes. Se puede mejorar incluso más la eficiencia energética, si existe la posibilidad de modular tanto el gas como el aire en el mismo rango de 2 x U mf y 6 x U mf sugerido

antes en todas las zonas. El sistema de modulación debería ser configurado con un 5-10% de aire en exceso a través del rango de modulación. Si una zona requiere una cantidad de calor inferior a la provista a 2 x U mf y un 5% de aire en exceso, el flujo de aire debería ser ajustado a 2 x U mf y en la zona se debería modular el gas solamente o pasar a un control on/off del gas para evitar la desfluidificación y el sobrecalentamiento. El uso de combustible por tonelada de producto resultante sería 21,7m 3 gas/t al 100% de la capacidad y 24,3m 3 gas/t al 50% de la capacidad, una mejora del 19% y 38% respectivamente respecto al caso de tener “todas las zonas ajustadas a los mismos valores”. La Figura 2 muestra el consumo de combustible por tonelada de alambre frente a la velocidad de producción para los tres esquemas de control descritos arriba. Aunque todos los esquemas de control experimenten un mayor uso de

Tabla 5 : Ahorros potenciales de combustible para una planta de 20.000 t/año, con carga media del 80% de la capacidad del horno ▼

Control “todas las zonas iguales”

Esquema de control

Control por zonas

Control por modulación

Uso anual del combustible (m 3 )

600.000

482.000

443.600

Coste anual del combustible (m 3 )

$240.000

$192.800

$177.440

Ahorros anuales (con control “todas las zonas iguales”) (US$)

$0

$47.200

$62.560

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EuroWire – Enera de 2007