EE Metal
Piece indukcyjne: wykorzystanie ciepła odpadowego
Najlepsze dostępne techniki (BAT)
Sprawdzenie możliwości wykorzystania ciepła wykorzystywanego w układzie chłodzenia pieca do ogrzewania pomieszczeń, podgrzewania wody użytkowej i do suszenia surowców.
Krótki opis techniczny
Znaczna część energii elektrycznej, która jest dostarczana do topienia w piecu indukcyjnym jest zamieniana w ciepło odpadowe. Około 20 do 30% całej dostarczanej energii do instalacji jest rozpraszana przez system chłodzący. System chłodzenia pieca nie tylko wiąże się ze stratami energii elektrycznej w cewce indukcyjnej, ale również chroni cewkę przed ciepłem przenikającym przez wyłożenie ogniotrwałe od gorącego metalu w tyglu. Ciepło zawarte w układzie chłodzącym pieca może być wykorzystane w instalacjach do ogrzewania pomieszczeń, ogrzewania wody i suszenia surowców.
Osiągnięte korzyści środowiskowe
Wzrost efektywności energetycznej.
Skutki przenoszenia zanieczyszczeń pomiędzy komponentami środowiska
Nie stwierdzono negatywnego oddziaływania na środowisko.
Dane operacyjne
W belgijskiej odlewni został zainstalowany układ odzysku ciepłą z instalacji olejowej chłodzenia pieca indukcyjnego. W odlewni pracują dwa piece indukcyjne do przetrzymywania metalu w układzie duplex z żeliwiakiem. Cewki indukcyjne w piecach elektrycznych są chłodzone za pomocą oleju opałowego. Olej nagrzewa się do temperatury 200 – 3000C i oddaje swoje ciepło na zewnątrz poprzez wymiennik ciepła olej – powietrze. Przed zainstalowaniem tego systemu 1 MW ciepła był rozpraszany do powietrza. Zainstalowano alternatywny system dla wykorzystania ciepła odpadowego do ogrzewania pomieszczeń. Nagrzane powietrze jest wprowadzane do rdzeniarni. Dzięki temu odzyskuje się 1/3 ciepła rozproszonego i zastępuje nim system grzania gazowego. Wdrożenie tego systemu było możliwe przy niskich kosztach, ponieważ wymiennik ciepła olej - powietrze jest zainstalowany zaraz za rdzeniarnią. Ogrzewanie pomieszczeń w innych częściach odlewni może być rozważane później, ale będzie wymagać więcej orurowania (a w konsekwencji będą większe straty).
Możliwość zastosowania
Przed zastosowaniem odzysku ciepła należy rozważyć liczne elementy:
- Należy dokładnie rozważyć opłacalność wykorzystania ciepła odpadowego, a okres, w którym odzyskane ciepło będzie wykorzystywane musi być dopasowany do czasu, w którym działa piec. Jednak dostępne ciepło jest gorszego gatunku. Temperatura wody chłodzącej nie może przekraczać 70ºC.
- Stosunkowo niskie temperatury powodują, że wymienniki ciepła muszą być znacznie większe, niż się zwykle stosuje.
- Woda z obiegu chłodzącego nie może wracać do pieca o temperaturze niższej niż 30ºC, ponieważ mogą pojawić się problemy związane z kondensacją. Niezbędne jest utrzymanie integralności obiegu chłodzącego. System chłodzący chroni cewkę – w przypadku jej uszkodzenia następstwa mogą być tragiczne.
Powyższe uwagi, szczególnie dotyczące integralności pieca, zniechęcają większość operatorów pieców do ewentualnego rozważenia możliwości wykorzystania ciepła z obiegu chłodzącego.
Ekonomia
Odlewnia podejmująca próbę wykorzystania ciepła z systemu chłodzącego musi dokonać pełnej oceny korzyści i porównać je z kosztami dodatkowego wyposażenia oraz bezpieczeństwem pracy pieca i operatora.
Korzyści z realizacji
Wzrost sprawności energetycznej w odlewni.
Przykład
Ogrzewanie pomieszczeń przy wykorzystaniu gorącego powietrza:
- Proferro, Oudenaarde
- Metso Paper Jyväskylä Foundry.