SELLOS DE HORNO

1. SELLOS DE HORNO Un componente estratégico para un rendimiento optimo Bernard SEEMANN

2. ITECA SOCADEI ITECA SOCADEI SAS445 Rue Denis Papin Europôle de l’Arbois CS 30478 13592 Aix en Provence Cedex 3 FRANCE + 33 (0)4 42 97 77 00+ 33 (0)4 42 97 77 33info@iteca.frwww.iteca.fr Europe - North, Central & South America - Asia - Middle East - Africa Worldwide references

3. Los sellos de horno UN COMPONENTE ESTATEGICO PARA: LA OPTIMIZACION DEL CONSUMO DE ENERGIA, PARA EL CONTROL DEL HORNO, Ing. Bernard SEEMANN, Sales Área manager, América Latina

4. Sello de entrada Sellos ineficientes = perdida de energía + capacidad de producción Presión atmosférica Harina Depresión Gases Gases calientes reemplazados por Aire falso frio

5. Sellos ineficientes = perdida de energía + de capacidad de producción Presión atmosférica Depresión Aire secundario caliente reemplazado por Aire Falso frio Clinker Enfriador Sello de descarga

6. TECNOLOGÍAS Y EFICACIA • Tecnologías tradicionales • Efecto del calor = disminución de la hermeticidad con el tiempo por efecto de la alta temperatura 100 % Mantenimiento Mantenimiento Eficiencia Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Años + • Sello ideal: el objetivo • Hermeticidad constante con el tiempo 100 % Mantenimiento: Cambio de la placas Eficiencia Año 0 Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Años +

7. LOS IMPACTOS DE UN SELLO INEFICIENTE $ $ $ $ $ $ Presión inestable $ $ $ Desgaste mecánico debido al Polvo $ $ $ Exceso consumo eléctrico ID FAN $ $ $ Capacidad de Producción reducida Aumento de consumo de combustible

8. SELLO INEFICIENTE = PERDIDA DE ENERGIA COSTO EN DOLARES US Presión a la descarga del horno en mm H20 Sello de descarga : Ø 4 metros Temperatura aire Secundario : 900°C Coste energía : 0,01 US$/1000 KCal

9. SELLO INEFICIENTE = PERDIDA DE ENERGIA COSTO EN DOLARES US Presión a la entrada del horno en mm H20 Sello de entrada : Ø 4 metros Temperatura en la caperuza: 1000°C Coste energía : 0,01 US$/1000 KCal

10. Sellos ineficientes = perdida de energía y de capacidad de producción ITECA propone un método de calculo de ahorro de combustible Objetivo: Calcular la perdida de energía  Estimar el caudal de aire falso m3/s m² m/s Donde la velocidad del aire es función de la presión:  Calcular el ahorro de energía con la formula (remplazar 1000°C y 30°C por los valores reales de la planta) : Kcal/s Densidad Aire kg/m3m3/s °C kcal/kg.°C Calor especifico aire  Usando el costo de combustible, calcular el valor de ahorro en dinero Incluir en el costo de combustible los costos de preparación y almacenaje Por ejemplo: 1 000 Kcal = 0,01 US $

11. Sello de horno con placas de grafito ITECA OBJECTIVOS DEL SELLO • Asegurar una hermeticidad suficiente entre la parte fija y la parte móvil para impedir las entradas de aire falso y las salidas de gases calientes • Tener una hermeticidad contante que nos disminuya con el tiempo (años) • Mejorar la estabilidad de las presiones en el horno • Poder instalarse en hornos existentes sin modificar la virola o la cámara de entrada (o caperuza) • Limitar el mantenimiento al mínimo • Mejorar el enfriamiento de las placas de Nose Ring.

12. Sello de entrada Diseño Bloques de grafito refrigerados por aire Polvos en exeso se evacuan por una tolva

13. Sello de entrada Diseño Horno Entrada de horno Conducto de enfriamiento Pista deslizante Doble valvula Virola Placas de Grafito Cable Las placas de grafito forman una barrera estática entre la cámara de entrada y una pista deslizante circular que gira con el horno

14. Sello de descarga Diseño Horno Placa Nose ring Pista deslizante Falsa virola Placa de grafito T° sensor Sistema de enfriamiento de la placas de Nose ring Sistema de enfriamiento de seguridad (ventilador + válvula) Cable

15. Sellos de entrada 2013 2010

16. CASO REAL 1 LOS IMPACTOS SOBRE EL PROCESO • La eficiencia del sello de entrada puede ser claramente demostrada: • Velocidad de giro del exhaustor mas baja por un nivel de producción mayor con la misma alimentación del quemador del precalcinador en carbón (no hay aire falso) • La eficiencia del nuevo sello de salida puede ser claramente demostrada: • Temperaturas más altas en la caperuza con una alimentación menor de carbón y una producción mayor (no hay aire falso)

17. Caso real 2 Sello de Entrada 2013 2011

18. CASO REAL 2 LOS IMPACTOS SOBRE EL PROCESO DESPUES DE UN AÑO EN OPERACION, LOS SELLOS SE QUEDAN ESTANCOS IGUAL Y ADEMAS LOS AHORROS INCREMENTARON

19. Casosreales Sellos de descarga 2010 2013

20. CASO REAL 3 LOS IMPACTOS SOBRE EL PROCESO • La eficiencia del sello de entrada puede ser claramente demostrada: • Velocidad de giro del exhaustor mas baja por un nivel de producción mayor con la misma alimentación del quemador del precalcinador en carbón (no hay aire falso) • La eficiencia del nuevo sello de salida puede ser claramente demostrada: • Temperaturas más altas en la caperuza con una alimentación menor de carbón y una producción mayor (no hay aire falso)

21. CASO REAL 3 CALCULO DE AHORRO Sello de descarga • Usando de la misma base de 268 T/h de alimentacion de crudo por hora, el ahorro es : • Ahorro de carbon : (13,3 + 6,51) – (12,8+5,8) = 1,21 T/h • Ahorro de energia electrica : 1380 – 1359+90 = 21 Kwh Suposición : Costo carbon : 60 Euros/ton (a confirmar) Costo Energia electrica : 0,04 Euros/kwh (a confirmar) Por lo tanto = 73.4 Euros/h o al rededor de 530,000 Euros / año (690 k$) (Por 300 dias de Producción al año y year and suponiendo que los beneficios son constantes todo el año, quizá no es el caso)

22. CASO REAL 4 SELLOS DE DESCARGA 2010 2013

23. UNA EFICIENCIA DE VARIOS AÑOS 4 años de producción Ya 13 años de producción 

24. PROTECCION DE LAS PARTES MECANICAS El polvo de clinker abrasivo daña a las partes mecánicas: Llantas, rodamientos, etc

25. Sello de horno Las Placas de Grafito Grafito = material auto lubricante Vida útil de las placas de grafito: desde 4 hasta 8 años Desgaste anual: aproximadamente 10 a 20 mm Desgaste máximo admitido : 100 mm

26. Sello de horno Placas de grafito • Las placas de grafito se montan simétricamente y se traslapan para aumentar la estanquidad • En la parte alta, un inserto metálico con ranura, protegen los cables del desgaste • El desgaste natural de la placas asegura una estanquidad siempre eficiente •  impedir entrada de aire falso = ahorro de combustible • Y •  Mejora la estabilidad de la presión = mas producción

27. Expansión y desplazamiento axial del horno Horno Pista deslizante Placas de grafito Compensación de deformaciones, excentricidad, efecto “banana”, etc Mantenimiento anual: Cambio de los dos cables de contra peso

28. Sello de horno ITECA Beneficios • El sello se adapta a cualquier tipo de horno existente y se instala fácilmente • El sello absorba las deformaciones de rotación, radiales o axiales • El sello absorba los defectos de rotación del horno • El sello absorba la expansión del horno • Genera un ahorro significante de energía • La estanquidad de este sello no solo impide las entradas de aire falso (lo que resulta en sustanciales economías de energía ) sino también permite mejorar mucho la estabilidad de las presiones en el horno y consecuentemente aumentar la producción. • La estanquidad del sello aumenta la duración de la partes mecánicas del horno • Mantenimiento muy limitado • Amortización típica: 6 a 18 meses

29. Sello de horno con placas de grafito REFERENCIAS 98 % • 98% de los sellos ITECA con placas de grafito instalados desde 30 años están todavía en producción • Costo de propiedad bajo. • Se cambian las placas antes de tener un sello ineficiente: • limite de desgaste de la placas conocido • Mantenimiento preventivo

30. Años sirviendo el proceso Años sirviendo el lucro

31. Muestreo y análisis de gas en la entrada del horno: comprobar la eficiencia del sello O2 CO Medición del oxigeno antes y después el sello

32. Muestreo y análisis de gas en la entrada del horno: interés O2 CO • Los gases los mas importantes de monitorear por el control del horno son: • Oxígeno : muy bajo combustible no se quema bienPERDIDA DE ENERGIA muy alto  posible de incrementar la alimentación de combustible y de harina, por lo tanto: posibilidad de incrementar la producción • 1% de disminución en O2 corresponde a 5% de aumento de Producción • Eficiencia de los sellos • CO : se crea en la llama, cuando no se quema correctamente • Peligroso, toxico, perdida de energía (combustión incompleta)

33. Monitoreo de los gases en al entrada del horno NOx NOx : Este gas se crea en la llama. Superficie de llama T°  NOxcreacion NOx= indicador de temperatura de la zona de clinkerización en el horno NOx= indicador de la calidad del clinker producido. La monitorización continua de estos gases proporciona una gran cantidad de información valiosa sobre el funcionamiento y la optimización del horno.

34. Mas informaciones? Preguntas? bernard.seemann@iteca.fr www.iteca.fr