El
calentamiento de procesos juega un papel clave en la producción de materiales
básicos tales como acero, aluminio y vidrio. Todos ellos son procesos
intensivos en consumo de energía por lo que los fabricantes consideran una gran
variedad de opciones para reducir el consumo de energía total.
Con un amplio uso industrial, las operaciones de calentamiento de procesos se caracterizan por operaciones tales como calentamiento de fluidos, calcinación, secado, fundición, aglomeración, sinterización, tratamiento térmico, calentamiento de metales, fusión de metales y no metales, curación y conformación, incineración, oxidación térmica, u otros procesos de calentamiento. Los sistemas de calentamiento de proceso están hechos de diferentes componentes incluyendo:
- Dispositivos de calentamiento que generan y suministran calor.
- Dispositivos de transferencia de calor para mover el calor de la fuente al producto.
- Dispositivos de contención de calor, tales como estufas, calentadores, hornos y kilns.
- Dispositivos de recuperación de calor.
El sistema
puede también incluir otros sistemas de apoyo, tales como sensores y controles,
manejo de materiales, alimentación y control de la atmósfera del proceso,
control de emisiones, seguridad, y otros sistemas auxiliares. Los equipos de
calentamiento del proceso opera en un amplio rango de temperaturas. Las
aplicaciones de calentamiento de procesos operan en un amplio rango de
temperaturas. Las aplicaciones tales como la preparación de alimentos,
procesados químicos, y operaciones de secado están generalmente limitadas a 600
ºF o menos. Los procesos que requieren temperaturas superiores a 600ºF
representan el mayor potencial de ahorro energético, porque el margen para
mejorar es grande y el retorno es mayor. Las oportunidades de mejora de
eficiencia y rendimiento pueden agruparse en las siguientes categorías:
- Generación de calor.
- Contención de calor.
- Transferencia de calor.
- Recuperación del calor residual.
- Aplicaciones de sensores avanzados y controles, y uso de materiales avanzados.
Algunas de
estas oportunidades pueden implementarse con poco o ningún coste. Por ejemplo,
los ajustes de los quemadores reduciendo el exceso de aire es una técnica
efectiva en costes que reduce las pérdidas de calor en la salida. El cierre de
las puertas del horno cuando lo permite la operación y el apagado de las bombas
y ventiladores cuando no son necesarios son otra opción de ahorro energético
sin coste. La instalación del aislamiento térmico y los revestimientos de
refractario son una forma efectiva de reducir las pérdidas de calor con
paybacks inferiores al año. Puede obtenerse un ahorro significativo instalando
equipos para capturar el calor residual y usando sensores y controles avanzados.
Casos estudiados
Las
oportunidades de ahorro que podemos encontrar en estas industrias podemos
agrupar las en las siguientes categorías:
- Sistemas de control mejorados.
- Precalentamiento del aire de la combustión.
- Recuperación del calor residual en estufas.
- Mejorando el mantenimiento de estufas para reducir las pérdidas de calor.
- Instalar variadores de frecuencia cuando sea apropiado.
- Optimizar los ratios aire-a-combustible.
- Optimizar la longitud del ciclo y carga de hornos.
- Precalentamiento de materiales y equipos de proceso.
- Actualizar equipos a tecnologías más eficientes.
Bibliografía: Metal and Glass Manufacturers
Reduce Costs by Increasing Energy Efficiency in Process Heating Systems. Industrial
Technologies Program. U.S. Department of Energy
3 comentarios:
Actualmente estamos centrados en el ahorro y la eficiencia energética, y nos hemos olvidado de otro aspecto, la eficacia energética, algo fundamental a la hora de valorar cualquier proceso productivo.
A que llamamos eficacia energetica, a la cantidad de trabajo que se puede hacer empleando los mismos recursos. Dicho de otra forma, muchos de estos procesos térmicos tan imponentes se deberían realizar en periodos tarifarios más favorables, que a pesar de estar penalizados en cuanto a la mano de obra están favorecidos por la modificación de la curva de demanda eléctrica.
En cuanto al aprovechamiento de la energía residual se suele olvidar la venta de esta energía a empresas vecinas.
Das algunas pinceladas en la línea de las soluciones que hay que ir buscando.
Efectivamente, los procesos térmicos en particular son complejos en los edificios. Son necesarios análisis detallados para saber exactamente dónde y cuánta energía se pierde.
En Todoproductividad evaluamos edificios de gran consumo y realmente es sorprendente lo que vas averiguando conforme profundizas en el análisis de un edificio.
Efectivameente, lo que ha dicho Tomás es clave, especialmente con el aumento previsot de los costes de electricidad.
por eso, los procesos centrados en recuperación de energía residual para generar electricidad para autoconsumo son claves para aumentar la eficacia energética y la productividad.
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