recupero calore da forni fusori_d

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a cura di
Schede descrittive delle opzioni di miglioramento
Recupero di calore dai forni fusori
Descrizione
L’energia in ingresso ai forni fusori non viene completamente assorbita dal metallo che deve
essere portato allo stato fuso ma parte del calore prodotto viene disperso attraverso i fumi in
uscita (negli impianti funzionanti con bruciatore) e dalle pareti dei forni (in particolare circa il
20-30% dell’energia elettrica impiegata in un forno ad induzione viene dispersa attraverso il
materiale refrattario e le pareti del forno sotto forma di calore).
Mediante l’installazione di opportuni dispositivi per la captazione dei fumi caldi e il recupero del
contenuto energetico attraverso il passaggio dei fumi all’interno di scambiatori di calore, è
possibile valorizzare il potenziale termico dei fumi (per scaldare dell’aria o dell’acqua per
impieghi di vario tipo all’interno della fonderia oppure per pre-riscaldare l’aria di combustione).
L’efficacia del processo viene incrementata:
•
minimizzando la distanza tra il sistema di captazione e il punto di uscita dei fumi dalla
camera di fusione;
•
minimizzando il percorso che i fumi devono percorrere prima di entrare nello
scambiatore di calore;
•
utilizzando dispositivi di scambio termico ad elevate superfici di contatto e in una
situazione di moto turbolento e a basse velocità dei fluidi;
•
ricorrendo a scambiatori di calore in cui il fluido che deve assorbire il calore rilasciato
dai fumi scorra in controcorrente rispetto ai fumi stessi, in modo da matenere in ogni
punto dello scambiatore la massima differenza di temperatura tra i due fluidi.
Il sistema di scambio termico deve essere dimensionato in funzione della temperatura dei fumi
caldi e della temperatura che si deve raggiungere nel fluido che accumula il calore, della
pressione e della portata dei due fluidi. I materiali con cui devono essere costruite le varie parti
dello scambiatore (elementi di scambio, guarnizioni, ecc.) devono garantire resistenza sia alle
temperature raggiunte dai due fluidi sia alla presenza di eventuali componenti aggressive nei
fumi da trattare.
Vantaggi ambientali
Il recupero dell’energia termica dispersa dai forni per produrre aria o acqua calda utilizzabile in
vario modo all’interno della fonderia (riscaldamento locali, produzione di acqua calda per i
servizi, preriscaldo dell’aria in ingresso ai forni, ecc.) si traduce in una riduzione del consumo
energetico complessivo della fonderia (con un conseguente ritorno di tipo economico) e in una
conseguente diminuzione delle emissioni derivanti dalla combustione di combustibile deputato
alla produzione di aria ed acqua calda (ad esempio nelle centrali termiche).
Campo d’applicazione
La tecnologia di impiego di scambiatori di calore per recuperare il contenuto energetico da un
fluido è piuttosto versatile ed applicabile in tutti i settori in cui si ha la produzione di dispersioni
termiche a significativo potenziale (ovvero con un contenuto energetico che giustifica
economicamente il ricorso a sistemi di recupero). Nel settore delle fonderie i flussi termici che
vengono dispersi dai forni di fusione sono sicuramente significativi e quanto più bassa è
l’efficienza del forno di fusione tanto più elevato è il contenuto energetico disperso che può
essere convenientemente recuperato.