EE-Metal
Forno ad induzione: utilizzo del calore residuo
Migliori tecniche disponibili (BAT)
Verificare la possibilità di utilizzare il calore del sistema di raffreddamento del forno per il riscaldamento degli ambienti, l'acqua calda sanitaria e il processo di essiccazione delle materie prime.
Breve descrizione tecnica
Dell'energia elettrica utilizzata da un forno fusorio a induzione, una percentuale significativa si trasforma in calore residuale. Il sistema di raffreddamento dell'impianto deve infatti dissipare circa il 20-30% dell'energia totale in ingresso nel sistema, compensando le perdite degli avvolgimenti elettrici degli induttori e proteggendoli allo stesso tempo dal calore del metallo fuso, condotto attraverso il rivestimento del forno. L'energia termica recuperata dal sistema di raffreddamento viene utilizzata in alcuni impianti per il riscaldamento degli ambienti, la produzione di acqua calda sanitaria e l'essiccazione delle materie prime.
Benefici ambientali conseguibili
Aumento dell'efficienza energetica.
Effetti collaterali
Non è stato segnalato nessun effetto collaterale.
Dati operativi
Un sistema di recupero termico che utilizza olio per il raffreddamento dei forni a induzione è stato installato in una fonderia belga. La fonderia lavora con due forni di attesa a induzione in parallelo al cubilotto. Gli induttori dei forni sono raffreddati usando olio diatermico, il quale è riscaldato a 200 – 3000C e cede a sua volta calore in uno scambiatore aria-olio. Prima dell'installazione del sistema di recupero, il processo dissipava in atmosfera una potenza termica pari a 1 MW, che viene invece ora impiegata per il riscaldamento degli ambienti. L'aria calda viene inviata al reparto di realizzazione delle anime, permettendo il recupero di 1/3 del calore dissipato in sostituzione del sistema di riscaldamento a metano tradizionale. La realizzazione dell'intervento è stata favorita dal basso costo impiantistico, legato alla vicinanza tra scambiatore e reparto di realizzazione delle anime. Il riscaldamento nelle altre parti dello stabilimento va invece valutato con più attenzione, a causa della distanza delle utenze finali che si traduce in costi di investimenti aggiuntivi per le tubazioni nonché maggiori dispersioni termiche.
Applicabilità
Per la realizzazione di un impianto di recupero termico devono essere soddisfatti diversi criteri:
- l'utenza termica deve essere ragionevolmente vicina al forno e deve essere verificata la contemporaneità tra domanda e richiesta di calore. Tuttavia il calore di queste applicazioni è generalmente disponibile a basse temperature in quanto l'acqua di raffreddamento non deve superare i 70°C un'applicazione utile per i cascami di calore deve essere ragionevolmente vicina e i tempi in cui questo calore recuperato può essere utilizzato devono corrispondere i tempi in cui il forno è tuttavia, in genere il calore disponibile è abbastanza basso grado. La temperatura per l'acqua di raffreddamento non deve superare i 70 ° c
- le temperature relativamente basse comportano un sovradimensionamento degli scambiatori rispetto ad altre applicazioni normalmente riscontrate
- la temperatura di ritorno dell'acqua di raffreddamento del forno non deve mai scendere al di sotto dei 30°C. In caso contrario potrebbero verificarsi problemi di condensazione che comprometterebbero l'integrità e la funzionalità del circuito di raffreddamento, con conseguenze disastrose sul rivestimento del forno.
Le problematiche appena citate, in particolare la questione relativa all'integrità del forno, scoraggiano la maggior parte degli operatori a intervenire sul circuito di raffreddamento per un eventuale recupero termico.
Fattori economici
Una fonderia che intende valutare il recupero termico dal circuito di raffreddamento deve effettuare una attenta analisi costi/benefici dell'intervento, valutando tra le altre cose anche gli aspetti e le ricadute legate alla sicurezza degli operatori.
Fattori chiave per l'implementazione
Aumento dell'efficienza energetica della fonderia.
Esempi applicativi
Riscaldamento degli ambienti attraverso aria calda:
- Proferro, Oudenaarde (B).
- Metso Paper Jyväskylä Foundry (F).