BONS SELOS REDUZEM CUSTOS SIGNIFICATIVOS Daniel Barbosa: Daniel@densit.com.br Eng. Comercial - Densit do Brasil Ltda SEMTEC - Curitiba, 18 de Maio de 2017
Consequências de um selo deficiente no Forno SELO DE ENTRADA Entrada de ar falso Gasto calórico Gasto energia elétrica no ventilador principal. Perda de produção caso o ventilador seja o gargalo Derramamento de farinha quente
Consequências de um selo deficiente no Forno SELO DE SAÍDA Entrada de ar falso Gasto calórico Danifica nose ring Instabilidade na pressão do cabeçote e operação do forno Saída de gás quente e pó de clinquer o qual danifica os componentes mecânicos na proximidade
Cálculo do Gasto Térmico Vamos dar como exemplo um forno com 4 m de diâmetro, que produz 2700 tpd e que o selo de entrada atual tenha uma folga de 10mm. Em primeiro lugar há que calcular a vazão(q) de ar frio que entra no forno pela folga de 10 mm Q(m3/s)= A(m²).v(m/s) Onde A é a área de passagem por onde passa o fluxo de ar frio determinada pelo espaçamento entre o selo e a virola( folga). A Área A pode ser calculada simplificadamente como: A = π D e 0, 001 D= Diâmetro do forno (m) e= folga entre o forno e a virola( em mm) Então: A = 3,14x4x10x0,001= 0,126 m²
Cálculo do Gasto Térmico Sabendo a Área (A) temos de calcular a velocidade do ar originada pela diferença de pressões ( P). Vamos utilizar a seguinte fórmula que relaciona a perda de carga ( P) em mm.c.a com a passagem de um fluido por um obstáculo. P= n. r. v² 2. g Onde n = Coeficiente que depende do obstáculo o qual vamos considerar de 2,5 neste caso. r = Densidade do ar = 1,29 kg/m3 (altitude 0 m; T=20ºC; 75% umidade) v = velocidade (m/s) g = Aceleração da gravidade 9,8m/s² Obtemos a seguinte fórmula para cálculo da velocidade(m/s) : v = 6,08.(DP)
Cálculo do Gasto Térmico Se considerarmos uma depressão de 25 mm.c.a na caixa de fumaça. Temos que a velocidade é igual: v= = 6,08x25 =12,3 m/s Assim determinamos a vazão: Q= A(m²).v(m/s)= 0,126x12,3= 1,55 m³/s Em segundo lugar iremos calcular a energia térmica perdida pela entrada de ar falso (H em Kcal/s) perdida pela seguinte fórmula : H = Q. ρ.cp. T Onde: ρ= Densidade do ar e consideramos 1,29 Kg/m³ Cp=Calor especifico do ar 0,24 Kcal/KgºC T= Diferença de temperatura =1100-30= 1070 C Temos que: H = 1,55x1,29x0,24x1070 = 513,5 Kcal/s = 44,4 Gcal/dia
Cálculo do Gasto Térmico Podemos então calcular o gasto calórico por Kg de clinquer: H/P= 44400000/2700000 = 16,4 Kcal/kg Se considerarmos o custo do Kcal baseando num combustível com: 8000 Kcal/kg a um custo de 400 R$/T Temos que o custo diário por ter uma folga de 10mm será: Ct= 0,400x44400000/8000=2.220 R$/dia Se o forno produzir 300 dias 667.000 R$/ano
Cálculo do Gasto Energético Calculámos atrás entrada de ar falso em Q=1,55Nm3/s No entanto o ventilador tem de puxar o ar estequiométrico que corresponde a 1100 Nm³/Gcal. Para uma boa operação adicionamos + 10% para obter um nível de oxigênio que permita um ambiente não redutor o que dará 1210 Nm³/Gcal Vamos considerar que o forno neste caso tem um consumo de 770 Kcal/kg. Onde obtemos o fluxo de ar necessário: Q = 1210 770 10 6 2700 10 3 (3600 24) = 29, 11 [Nm 3 /S]
Cálculo do Gasto Energético Como temos ar falso de 1,55 Nm³/s o ventilador irá puxar 29,11 + 1,55 = 30,66 Nm³/s. Implica que estamos a obrigar o ventilador a puxar + 5,32% : Existe uma relação entre a potência consumida e a vazão : N = ( Q )³ N= N Q N x1,05323 = N x1,168 Ou seja um aumento de +5,32, devido ao ar falso, na vazão corresponde a um aumento de + 17% de consumo energético. Se estabelecermos por exemplo que a potência consumida hoje é 1000 KW consumo sem o ar falso seria: N = 1000/1,175 = 850,9 KWh. Se considerarmos o custo do KWh = 0,25 R$, o custo energético devido ao ar falso será: Ce = 0,25x(1000-850,9)x24= 894,67 R$/dia = 268.402.000 R$/ano
Gastos totais em um ano, por um selo deficient, na entrada, com uma folga de 10 mm. CT= Ct+Ce= = 667.000 + 268.402 935.402 R$/ano Somente consideramos uma folga de 10mm!!! Foi desenvolvida uma tabela em Excell onde realizamos os cálculos colocando os dados para cada um dos seus fornos
SELOS DE FORNO UMA SOLUÇÃO DEFINITIVA CONTRA AR FALSO EFICIENCIA CONSTANTE COM A TECNOLOGIA DE PLACAS DE GRAFITE
OBJETIVOS DE UM BOM SELO Garantir uma vedação eficiente ao longo de vários anos evitando assim: Entrada de ar falso e respectivo gasto calórico e energético Derramamento de farinha quente ou saída de gases quentes com pó de clinquer que danifiquem equipamentos próximos. Instabilidade na operação do forno Manutenção custosa anual (OPEX) na substituição de componentes danificados Seja fácil de instalar nos fornos existentes sem modificar a virola nem a câmara de entrada Melhorar o resfriamento das placas de Nose Ring.
Selo de entrada Desenho Forno Entrada de forno coleção de poeira Ducto de resfriamento Pista deslizante Virola Placas de Grafite Cabo Válvula Dupla As placas de grafite formam uma barreira estática, entre a câmara de entrada e uma pista de deslizamento circular, que gira com o forno
Vantagens Horno Movimento axial e expansão do forno Placas de grafite Pista deslizante Compensação de: Deformações Excentricidade Efeito banana Manutenção anual: Troca dos dois cabos de contra peso
Selo de entrada Derramamentos farinha quente Duas válvulas pendulares no final do tubo de descarga
Selo de entrada Principio
Selo de saída Principio
Selo de saída Desenho Forno Placa Nose ring Pista deslizante Deflector Falsa virola Placa de grafite T sensor Sistema de resfriamento das placas de Nose ring Cabo Sistema de resfriamento de seguridade (ventilador + válvula) As placas de grafite formam uma barreira estática entre a câmara de descarga e a pista deslizante circular que gira com o forno
Selo de saida Resfriamento das placas Nose Ring Cálculo do resfriamento necessário para as placas de nose ring: o Capacidade e pressão do ventilador o Diâmetro e longitude do tubo de conexão com o ventilador o Numero de bocas no tubo Objetivo: ter uma quantidade de ar e velocidade suficiente para eliminar o calor Sistema de resfriamento com varias bocas
Selo de saída Retirada do clinker em pó Pó de clinker se coleta graças a uma tremonha e volta na cadeia de arraste o grelhas através uma válvula dupla
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Selo de entrada o de saída Cronograma de Instalação 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Verificação dimensões e falsa redondeza Instalação das ferramentas de centrado da pista Montagem da pista deslizante Ajuste, soldadura, verificação Retiro das ferramentas de centrado Montagem das laminas de fechadura Eliminar os vazamentos Conexão a caixa do queimador Ajuste, soldadura, verificação Colocação do sistema opcional de resfriamento das placas NR Montagem sistema resfriamento das placas NR Instalação das placas de grafite, cabo e contra pesos Instalación de la regulación de temperatura Probas Forno disponível para girar a baixa velocidade ITECA TOTAL INSTALACAO : 10 DIAS
Apresentado por Daniel Barbosa Eng. Comercial - Densit do Brasil