Efecto del flujo variable del aire en la eficiente energética de un sistema centralizado de aire de combustión
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Resumen
En la investigación se analiza como el control manual en el sistema de aire de combustión en hornos de una planta metalúrgica puede generar sobreconsumo de energía, al utilizar la estrangulación de un dámper con el uso de válvulas manipuladas para regular de forma manual el flujo de aire, donde los ventiladores centrífugos del sistema trabajan todo el tiempo a plena capacidad y esto produce pérdidas de energía eléctrica, debido a la dinámica operativa del sistema. La demanda del sistema es variable y su programarla resulta difícil, por ello se evaluó una alternativa que consiste en controlar el accionamiento de los ventiladores a través de variadores de velocidad con un lazo de control proporcional integral que permite establecer el flujo de aire a través de la medición no directa del flujo de aire, utilizando la variable presión para lograr una reducción de la demanda de potencia del 30 % con el sistema de control.
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Citas
A. Rojas, M. Magaña, A. Riverón. “Lixiviación carbonato amoniacal: estimación del níquel disuelto en el efluente de destilación”. Revista de Metalurgia, vol. 55, no 3, pp. 149, 2019. https://doi.org/10.3989/revmetalm.149
S & P. “Ventiladores”. [En línea]. Disponible en: https://sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/1/349/1259/6572/6641/79352.pdf, [Ultimo acceso 2022].
Rockwell Automation Chile. “Cómo lograr eficiencia de operación y energía con variadores de velocidad”. [En línea]. Disponible en: http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=2305&ni=como-lograr-eficiencia-de-operacion-y-energia-con-variadores-de-velocidad. [Ultimo acceso 2022].
Guía técnica. “Selección de equipos de transporte de fluidos”. Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía. Madrid, España: IDEA, 2012
S. Escoda S.A. “Manual Práctico de Ventilación”. (2010). España: S&P, [En línea]. Disponible en: https://www.salvadorescoda.com/tecnico/VE/Manual-Ventilacion.pdf
H. Garcés et al., “Modeling optical variables in combustion processes by Hammerstein-Wiener systems”, in IEEE ICA/ACCA2021, Chile, pp. 1–6, March 2021.
“El ahorro de energía en bombas y ventiladores”. InfoPLC. Net, 2012 [En línea]. Disponible en: https://www.infoplc.net/documentacion/21-motion-control-motores/1569-el-ahorro-de-energia-en-bombas-y-ventiladores. [Último acceso: 2022].
C. Rodríguez et al., “Análisis numérico del comportamiento del aire en un sistema de distribución de aire acondicionado empleando los modelos de turbulencia k-f, rng k-f y el modelo de las tensiones de Reynolds”. Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, vol. 16, no. 2, pp. 370-382, 2008.
M. Nova, R. Moreno. “Diseño y construcción de un prototipo para el estudio de estrategias de control aplicadas a la ventilación en la minería subterránea”. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Sogamoso, 2015.
M. Pilatásig et al., Evaluación Energética en Motores de Inducción en el Accionamiento de Ventiladores Centrífugos. Revista Técnica “Energía”, vol. 11, no1, pp. 85-91, 2015.
E. Santana et al., Propuesta de control eficiente del aire de combustión en una planta de hornos de reducción. Revista Energía Mecánica Innovación y Futuro, vol. 1, no 15, pp. 43-52, 2016
Prior Industries Australia PTY LTD. “Energy solutions: Curves”. (2008). Sydney, Australia. [En línea]. Disponible en: www.priorindustries.com. [Último acceso: 2022].
Nicotra Gebhardt S. A. (2020). “Ventiladores Centrífugos”, Waldenburg, Alemania. Edición I. [En línea] Disponible en: https://www.nicotra-gebhardt.com/de/
O. Vega. “Evaluación de los parámetros operacionales del suministro de aire de combustión en los Hornos de Reducción”. Trabajo de fin de Maestría. Dpto. Eléctrica, Universidad de Moa, Holguín, 2015.
L. Peñalba, J. Pardo. Gestión Energética de los motores eléctricos: Mejora de la eficiencia de los accionamientos con el uso de variadores de velocidad," AEDIE, España, pp. 8, 2005. [En línea]. http://aedie.org/9CHLIE-paper-send/237-mantilla.pdf
L. Flórez. Simulación por software de las curvas generadas en ventilación mecánica por control de presión. Rev. Umbral Científico, no 9, pp. 85-96, 2006
González J. et al. “Modelo numérico para estudio del flujo en un ventilador centrífugo de pequeñas dimensiones”, presentado en XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Mecánica. Dpto. Energía. Universidad de Oviedo, España, Nov. 3-5, 2010, pp. 5-10
A. Lencinas. “Control de velocidad V/HZ bidireccional de un motor de inducción monofásico utilizando MC68HC908MR32”, en XXII Congreso Argentino de Control Automática, AADECA, Buenos Aires, Argentina, Sep. 1-2, 2010.
G. Bosch et al., “Programador Lógico para control de potencia. I Simposio Argentino de Informática Industrial e Investigación Operativa” (SIIIO 2018), Universidad de Palermo, Argentina, 2018, pp. 175-187.
E. Santana et al. The Applied Artificial Intelligence to the Control Electronics Improving the Energy Efficiency of Ventilation Systems in the Industry. Journal BJSTR, vol. 25, no 5, pp. 19527- 19536, 2020.
D. Montero, O. Vega, E. Santana. “Modelación del sistema de ventilación en hornos de reducción para mejorar la eficiencia energética en la industria del níquel”, en III Congreso MANTENERG. Habana, Cuba, Jun. 18-22, 2018.