ESTUDO DAS PERDAS TÉRMICAS DE UM FORNO TÚNEL BRASILEIRO Jordana Mariot Inocente Vitor De Souza Nandi

INTRODUÇÃO Falta de inovação, (alto consumo e baixo rendimento); Um dos equipamentos mais importantes no processo de uma cerâmica vermelha é o forno. Falta de inovação, (alto consumo e baixo rendimento); Século XXI, Inovação tecnológica; Eficiência energética.

INTRODUÇÃO Racionalizou a produção; Um salto em qualidade e quantidade na produção industrial foi o aparecimento do primeiro forno continuo tipo túnel. Racionalizou a produção; Reduziu drasticamente o consumo térmico; Queima de melhor qualidade; Controle e regulagem da alimentação de combustível; Aproveitamento dos gases de combustão; Controle correto das etapas (aquecimento e resfriamento).

OBJETIVO Estudar o comportamento energético de um forno túnel de cerâmica vermelha: Mensurar todas as perdas térmicas; Descobrir onde estava o maior desperdício energético; Descobrir a quantidade de energia perdida neste locais; Apresentar novas alternativas para melhor isolamento térmico e aumento da eficiência energética.

Características Gerais Do Forno Estudado Produção: 3500 toneladas/mês; Produtos: blocos estruturais e de vedação; Combustível utilizado: serragem (pó de serra); Temperatura de queima: 890 ºC; Forno: 106 m x 3,87 m.

PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ˃ Coleta de dados dimensionais ( forno: comprimento, largura, altura, área boca do forno, tamanho de cada módulo, dimensão maquinas de queima; ˃ Capacidade caixão alimentador de serragem (área); ˃ Consumo de serragem mensal; ˃ Produção mensal; Estudo do comportamento energético (levantamento de dados) ˃ Temperatura externa e interna de cada módulo; ˃ Temperatura externa e interna das Fornalhas; ˃ Temperatura do ar de combustão. Coleta das temperaturas

PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS

PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ˃ Coleta de dados dimensionais ( forno: comprimento, largura, altura, área boca do forno, tamanho de cada módulo, dimensão maquinas de queima; ˃ Capacidade caixão alimentador de serragem (área); ˃ Consumo de serragem mensal; ˃ Produção mensal; Estudo do comportamento energético (levantamento de dados) ˃ Temperatura externa e interna de cada módulo; ˃ Temperatura externa e interna das Fornalhas; ˃ Temperatura do ar de combustão. Coleta das temperaturas ˃ Cálculo da área dos módulos e máquinas de queima; ˃ Cálculo consumo de serragem diária; ˃ Eficiência energética mensal; ˃ Medida térmica de cada módulo. Cálculos matemáticos ˃ Apresentar os resultados das perdas térmicas; ˃ Buscar alternativas de melhorias. Resultados

RESULTADOS E DISCUSSÕES Os dados dimensionais obtidos durante as medições estão apresentados conforme Tabela 2.

RESULTADOS E DISCUSSÕES O volume do caixão alimentador de serragem é de 82,95 m³, a Figura 4 apresenta o valor total de serragem consumida.

RESULTADOS E DISCUSSÕES A produção mensal pode ser vista na Figura 5.

RESULTADOS E DISCUSSÕES Para se obter uma ótima combustão, é ideal que se tenha uma estequiometria de combustível e ar. Fuligem excessiva representa má combustão e perda de energia. A alimentação contínua reduz as flutuações na combustão e garante um melhor aproveitamento do calor produzido na queima. A maior temperatura do ar de combustão foi 62ºC.

RESULTADOS E DISCUSSÕES O consumo especifico (Kcal/Kg) apresentado na Figura 6 mostra o consumo em função da produção mensal.

RESULTADOS E DISCUSSÕES Através do balanço global de energia é possível: Identificar todos os mecanismos de perda do processo; Quantificar a parcela consumida por cada um destes mecanismos. Toda energia fornecida é destinada às perdas ou ao cozimento da cerâmica; A Tabela 3 a seguir apresenta as perdas térmicas:

Tabela 3: Perdas térmicas do forno cerâmico (Kcal).

RESULTADOS E DISCUSSÕES A média do consumo de serragem é de aproximadamente 102 m³/dia. Com os cálculos energéticos realizados o total de serragem gasto para as perdas térmicas foi: De 31,12 m³/dia (Tabela 3); As perdas equivalem a mais de 30% do consumo total de combustível.

RESULTADOS E DISCUSSÕES O custo por m³ de serragem é de R$ 24,00, resultando em uma economia média de R$ 760,00 dia, R$ 22.800,00 mensal e R$ 273.600,00 anual. Seria possível investir em isolamento térmico e na construção de novas fornalhas, já que na soma das perdas térmicas as fornalhas e portas de visibilidade consomem mais de 65% do total das perdas. Toda a estrutura poderia ser revestida com mantas térmicas de fibras cerâmicas.

CONCLUSÃO O forno em questão apresentou mais de 30% de perdas térmicas; A quantia acumulada anualmente chega há R$ 273.600,00 ano. No decorrer dos anos o valor das perdas pode chegar ao valor de um equipamento novo.

CONCLUSÃO É economicamente viável o investimento na construção de novas fornalhas e portas de visibilidade, bem como o isolamento térmico da zona de queima (módulos 13 a 22). É importante ressaltar que este trabalho deve ser realizado individualmente para cada empresa cerâmica.