RECUPERO ENERGETICO DA FUMI DI FORNO GIRATORIO
QUALE PUNTO DI PARTENZA?
Il committente che ci contatta intende realizzare un nuovo impianto di produzione di energia partendo dal recupero del calore dei fumi esausti del suo (stesso) forno giratorio. I fumi in questione, in effetti, hanno ancora un discreto contenuto energetico ed energetico.
Ci viene richiesto quindi di effettuare uno studio mirato a stabilire quale sia la soluzione migliore affinché questi fumi possano essere riportati in circolo e contribuire al fabbisogno energetico in termini di vapore e acqua calda durante le varie condizioni di attività.
Bisogna tenere conto che la produzione e il consumo di vapore e di acqua durante il ciclo produttivo dell’acciaieria è variabile e raggiunge il suo picco durante la fase di degasaggio, fase in cui deve essere garantito vapore surriscaldato a 250°C 14 bar (a) e acqua calda ad una temperatura di 65°C – 95°C.
QUALE SOLUZIONE?
Analizzando le caratteristiche di base del ciclo termico e dei componenti che lo costituiscono abbiamo appreso che l’andamento nel tempo del consumo di vapore ha un determinato valore di base e un valore di picco e che quest’ultimo si registra quando è necessario effettuare il delicato passaggio di degasaggio per eliminare le impurità residue.
Abbiamo simulato il funzionamento alle condizioni di massima e minima richiesta di vapore allo scopo di determinare rispettivamente il dimensionamento dell’impianto di produzione e quello dello scambiatore Vapore/acqua che permetterebbe il recupero dei fumi e il risparmio energetico.
La simulazione prende in considerazione tutte le condizioni di funzionamento del forno. Per ognuna di esse abbiamo evidenziato la produzione di vapore e la potenza recuperata sotto forma di acqua calda, sia in richiesta massima che in richiesta minima di vapore surriscaldato.
L’analisi porta all’individuazione dell’impianto più idoneo che prevede, nello specifico:
- by-pass su camino principale e camino del preriscaldo, per intercettare i gas esausti in uscita e deviarli verso lo scambiatore fumi aria su camino del preriscaldo;
- caldaia a recupero per la produzione di vapore surriscaldato, attraversata dai fumi di combustione che escono dal camino principale;
- bruciatore modulante in vena d’aria alimentato a gas naturale di rete accoppiato con una soffiante aria aggiuntiva che entra in funzione qualora il vapore prodotto non sia sufficiente a soddisfare l’intera richiesta durante la fase di degasaggio;
- scambiatore vapore/acqua per la produzione di acqua calda da inviare al teleriscaldamento tramite una pompa.
QUALE RISULTATO?
La produzione di vapore da parte del sistema suggerito (caldaia a recupero + bruciatore in vena) soddisfa i fabbisogni richiesti per il degasaggio in tutte le condizioni. L’energia termica recuperata sotto forma di acqua calda risulta essere sempre fruibile. Le condizioni di emergenza vengono verificate dalla presenza dei by-pass nei rispettivi camini, atti a deviare la portata dei fumi caldi verso l’atmosfera in caso di malfunzionamento rilevato in ciascun sistema di recupero.
Lo studio di fattibilità tecnica ha permesso di individuare l’impianto migliore per soddisfare le esigenze di recupero termico del Committente garantendo al contempo che il nuovo impianto non infici nel normale funzionamento continuo del forno giratorio, anche in caso di eventuali fermate per manutenzione e/o avaria.