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CASTELLON (ESPANA) &'QUALI-94 EFECTOS QUE PRODUCEN LAS PERTURBACIONES DEL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA, EN LOS PROCESOS PRODUCTIVOS DEL SECTOR CERAMICO. BUSQUEDA DE SOLUCIONES. C. Bonfil(*), J. F. Martínez-Canales"), F. Cavallé'"), F. ~omualdo(**), A. Lafuente("*) Iberdrola, S. A. (*) Dpto: Ingeniería Eléctrica de Universidad Politécnica de Valencia(**) Uitesa(***) RESUMEN La ponencia pretende poiier de manifiesto las experiencias y resultados obtenidos en el Proyecto que lleva a cabo IBERDROLA sobre perturbaciones, con relación a las empresas del Sector Cerámico y contribuir de esta forma a la optimización de los procesos de fabricación. Se realiza una descripción de varias perturbaciones existentes en la red de distribución de energía eléctrica, identificando elementos perturbadores y elementos sensibles dentro del ámbito de la Industria Cerámica. Conocidas las posibles incidencias en las distintas actividades del proceso de producción, se proponen soluciones que atenuen los efectos de los huecos de tensión y microcortes con objeto de reducir los perjuicios en la calidad y productividad de las industrias. Se estudia en concreto la solución asociada a la electroválvula de paso de gas y viabilidad de la misma. 1. INTRODUCCION La energía eléctrica es, por lo general un elemento esencial en los procesos productivos. La mejora de la calidad de la energía eléctrica es un reto para las compañías distribuidoras de energía eléctrica, pues hoy en día ya no es suficiente con "disponer de energía eléctrica", y se ha evolucionado hacia la necesidad de "disponer de energía eléctrica de calidad". El incremento del número de instalaciones sensibles a perturbaciones y la proliferación de receptores contaminantes obliga a la sensibilización de empresas distribuidoras de energía eléctrica y a consumidores, a colaborar en el mantenimiento de un sistema de calidad suficiente para que no existan en lo posible anomalías indeseables.

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CASTELLON (ESPANA) &'QUALI-94

EFECTOS QUE PRODUCEN LAS PERTURBACIONES DEL SUMINISTRO DE ENERGIA ELECTRICA, EN

LOS PROCESOS PRODUCTIVOS DEL SECTOR CERAMICO. BUSQUEDA DE SOLUCIONES.

C. Bonfil(*), J. F. Martínez-Canales"), F. Cavallé'"), F. ~omualdo(**), A. Lafuente("*)

Iberdrola, S . A. (*) Dpto: Ingeniería Eléctrica de Universidad Politécnica de Valencia(**)

Uitesa(***)

RESUMEN

La ponencia pretende poiier de manifiesto las experiencias y resultados obtenidos en el Proyecto que lleva a cabo IBERDROLA sobre perturbaciones, con relación a las empresas del Sector Cerámico y contribuir de esta forma a la optimización de los procesos de fabricación. Se realiza una descripción de varias perturbaciones existentes en la red de distribución de energía eléctrica, identificando elementos perturbadores y elementos sensibles dentro del ámbito de la Industria Cerámica.

Conocidas las posibles incidencias en las distintas actividades del proceso de producción, se proponen soluciones que atenuen los efectos de los huecos de tensión y microcortes con objeto de reducir los perjuicios en la calidad y productividad de las industrias. Se estudia en concreto la solución asociada a la electroválvula de paso de gas y viabilidad de la misma.

1. INTRODUCCION

La energía eléctrica es, por lo general un elemento esencial en los procesos productivos. La mejora de la calidad de la energía eléctrica es un reto para las compañías distribuidoras de energía eléctrica, pues hoy en día ya no es suficiente con "disponer de energía eléctrica", y se ha evolucionado hacia la necesidad de "disponer de energía eléctrica de calidad". El incremento del número de instalaciones sensibles a perturbaciones y la proliferación de receptores contaminantes obliga a la sensibilización de empresas distribuidoras de energía eléctrica y a consumidores, a colaborar en el mantenimiento de un sistema de calidad suficiente para que no existan en lo posible anomalías indeseables.

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Consciente de ello IBERDROLA, en colaboración con el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Politécnica de Valencia y UITESA, está desarrollando el proyecto de investigacióii titulado: "Estudio de los Microcortes en la Red Eléctrica Española, y de los métodos para minimizar SUS efectos".

Este proyecto se desarrolla para cierto tipo de procesos industriales, pero se desea tenga una gran aplicación en el Sector Cerárnico.

2. CONSIDERACIONES PREVIAS

Para describir el entorno en que se desarrolla el proyecto se comentan inicialmente objetivos y etapas establecidos para el seguimiento del estudio. Se da también una visión global de los tipos de perturbaciones existentes, posibles causas y resultados iniciales que servirán para ilustrar la magnitud real de esta problemática.

2.1. OBJETIVOS

Como objetivo general se pretende contribuir al desarrollo de métodos que permitan reducir los perjuicios económicos, técnicos y sociales que producen las perturbaciones de la energía eléctrica tanto en la empresa suministradora como en sus clientes.

Para ello se fijan los siguientes objetivos parciales

Conocimiento de los tipos de perturbaciones.

Causas y clasificación de las perturbaciones

Efectos en las instalaciones de los clientes cerámicos y en las instalaciones de la empresa suministradora de energía eléctrica.

Soluciones técnicas para disminuir la emisión, para limitar la propagación y disminuir sus efectos.

Evaluación económica de soluciones.

2.2. FASES DEL ESTUDIO

El estudio consta a su vez de las siguientes etapas,

Recopilación de información.

Determinación de las Zonas de Estudio: Se han elegido 10 líneas de media tensión de la provincia de Castellón, con predominio del Sector Cerárnico.

Instalación de equipos registradores de perturbaciones sofisticados, en varios puntos de la red eléctrica y de los clientes según Plan de Muestreo establecido.

Estudio de las incidencias sobre los procesos productivos afectados y de la Reglamentación asociada.

Determinación de las características, origen, causa e incidencia de las perturbaciones.

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Estudio técnico-económico de las soluciones posibles.

Comprobación práctica de las soluciones posibles.

2.3. TIPOS DE PERTURBACIONES

Considerando perturbación todo aquel fenómeno que provoca una desviación del valor de los parámetros característicos de la energía: frecuencia, amplitud, forma de onda y simetría del sistema trifásico, y enmarcados en aquellos tipos que son conducidos por la red de distribución eléctrica, las anomalías detectadas en la red, se pueden englobar en el CUADRO 1 adjunto.

Cuadro l . Definiciones de perturbaciones

El pesente estudio se centra en concreto en aquellas deformaciones de onda de tensión de duración inferior a 1 min.

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2.4. ORIGEN Y CAUSAS DE LAS PERTURBACIONES

Para identificar los fenómenos que dan lugar a las perturbaciones se distinguen dos grupos:

con origen en la red de distribución:

Incluyen todas aquellas incidencias que tienen lugar en la red y afectan a la calidad de la energía suministrada. Algunos de estos fenómenos son:

Disparo de interruptores de cabecera de línea con reenganche automático,

Disparo intempestivo de protecciones en general, por condiciones atmosféricas, por defectos en los materiales.. .

Faltas en líneas y aparellaje,

Maniobras en baterías de condensadores,

Maniobras programadas,

Conexión y desconexión de grandes cargas.. .

Es importante señalar que cierto número de alteraciones de la tensión no se pueden evitar en la red y constituyen a su vez una medida del buen funcionamiento del sistema.

con origen en la instalación de cliente:

Existe una importante proporción de perturbaciones que son ocasionadas por receptores y actuaciones en las propias instalaciones industriales y que pueden tener repercusión bien en otros elementos de la misma instalación, o incluso transmitirse a la red. Se trata de sistemas electrónicos con características tensión-intensidad no lineal, máquinas giratorias con fuertes corrientes de arranque, faltas en la propia instalación receptora etc.

Por otro lado la frecuencia con que se presentan estos fenómenos perturbadores implica una nueva clasificación:

aleatorias:

Se trata de fenómenos imprevisibles, de naturaleza accidental. Son incidencias que pueden ser provocadas entre otros por,

condiciones metereológicas

conexión o desconexión de cargas,

maniobras en baterías de condensadores,

cortocircuitos o faltas en general, tanto en instalaciones de usuario como en la red.

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perrnanantes o estacionarias:

En este grupo se encuentran aquellas incidencias cuya aparición es predecible y que en general están causadas por receptores instalados en los usuarios, y que tienen una existencia permanente, o temporal, de forma que se producen perturbaciones durante periodos de tiempo determinados, comop puede ser el caso de las prensas que trabajan con una frecuencia de 15 a 20 actuaciones por minuto.

2.5. RESULTADOS INICIALES DEL PLAN DE MUESTRE0

Como primeros resultados del Plan de Muestreo que se lleva a cabo en las líneas de la zona en estudio, se pueden comentar algunos datos :

La apertura del interruptor de cabecera de una línea es visto como un hueco de tensión por las líneas acopladas a las mismas barras en la Subestación Transformadora.

Se observan, en líneas generales, dos tipos de huecos, unos con falta a tierra y otros debidos a cortocircuitos bifásicos o trrifásicos, o a incidencias que provienen de Alta Tensión y tienen distinta repercusión según que el cliente disponga de instalación cogeneradora o no.

Se observa una correlación entre número de huecos de tensión, que se detectan en un conjunto de líneas asociadas (acopladas a la misma barra), y número de Centro de Transformación de Clientes a que alimentan, tipo de actividad que desarrollan, longitud y ramificaciones de las líneas, condiciones meteorológicas de la zona e incluso con las condiciones ambientales (salubridad, humedad.. .)

Como dato orientativo se puede indicar que un 90 % de los huecos o interrupciones breves registradas son de duración inferior a 1 s.

3. REPERCUSION EN EL SECTOR CERAMICO

La evolución tecnológica en el Sector Cerámico ha propiciado una fuerte difusión de la cocción rápida, que exige un control de los hornos más sofisticado, y que requiere a su vez un suministro de energía eléctrica de mayor calidad.

El presente informe trata de evaluar la repercusión del tipo de perturbaciones que nos ocupa en el proceso productivo y la influencia en la calidad del producto.

Identificados los elementos de la instalación industrial más sensibles a las perturbaciones, se exponen las incidencias más representativas, cuya mayor o menor importancia vendrá dada por el grado en que se vean afectadas la seguridad, la calidad, y la productividad en la industria.

3.1. FUENTES DE INFORMACION

Para realizar un diagnóstico de la situación actual y el grado en que está afectado el Sector Cerámico, se ha recurrido a la recopilación de información procedente de las siguientes fuentes:

Encuesta por correo realizada a un gran número de industrias.

Visita a 59 empresas del sector cerámico entre las que se incluyen fabricantes cerámicos y suministradores e instaladores de equipos para el proceso de producción cerámica.

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Registros obtenidos a partir de equipos registradores de perturbaciones instalados.

Opinión de asociaciones e instituciones relacionadas con el Sector:

ASCER: Asociación Española de fabricantes de azulejos, pavimentos y baldosas cerámicos.

AICE: Asociación de Investigación de las Industrias Cerámicas.

ENAGAS: como certificador y regulador de quemadores, y conocedor de la forma de explotación del horno y en concreto de las seguridades concernientes al gas.

SERVICIO TERRITORIAL DE INDUSTRIA EN CASTELLON, como conocedora de la problemática del sector.

3.2. IDENTIFICACION DE ELEMENTOS PERTURBADORES

Particularizando para la industria del Sector Cerámico, se identifican como posibles elementos perturbadores del suministro de energía eléctrica:

Molinos de esmalte y bombos de barbotina, en donde se producen irregularidades de funcionamiento y puntas de arranque muy elevadas.

Motores de las prensas, que trabajan con carga intermitente

Reposición de carga no escalonada

Centros de Transformación de Cliente, donde se detecta en algunos casos una importante falta de atención, presentando polvo en su recinto y aparamenta, síntomas de humedad en su techo y sobre todo en la torreta de llegada aérea.

Equipos para la mejora del factor de potencia, en donde se han detectado baterías de condensadores con funcionamiento no escalonado, es decir: 100% o al 0%.

Puestas a tierra, observándo cierto desconocimiento genérico.

Desequilibrio de cargas, en la red de distribución interior del propio cliente

3.3. IDENTIFICACION DE LOS ELEMENTOS SENSIBLES

La diferente repercusión de las perturbaciones eléctricas sobre el funcionamiento de una instalación industrial y en concreto en la Industria Cerámica, permite distinguir dos agrupaciones:

SISTEMAS DE CONTROL Y PROTECCIONES:

Son prioritarios en el estudio de la sensibilidad de la instalación. Se caracterizan por un reducido consumo de energía y poseer una inercia despreciable. En el Sector Cerámico se distinguen como especialmente relevantes:

electroválvulas, que controlan el paso de gas a los quemadores tanto en hornos como en atomizadores. Por su importante repercusión en el proceso su problemática se aborda específicamente en un epígrafe posterior.

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Microprocesadores y autómatas programables utilizados en el control de los procesos, de dosificación de tierras, de cocción, aporte de material a la prensa, clasificación de producto terminado.. .Para su correcto funcionamiento requieren que el valor de la tensión permanezca generalmente entre un k 10% de su valor nominal. Aunque perturbaciones de tensión de mayor amplitud pero de pequeña duración(de1 orden de decenas de ms) son tolerados en algunos casos. Fuera de estos márgenes se pueden producir pérdidas de información y errores en la ejecución de cálculos.

También pueden verse afectados otros elementos con menor repercusión:

contactores y disyuntores, utilizados principalmente para la conexión y desconexión de motores. Su rearme es inmediato y no implica una especial problemática en el proceso de producción

cargas de consumo no lineal, como rectificadores de potencia, están diseñados para que puedan soportar variaciones apreciables de su tensión de alimentación. En cualquier caso la escasa potencia absorbida por los utilizados en este sector hacen que no presenten particular importancia.

sistemas de protección

MAQUINAS:

En el Sector Cerámico en concreto, se podría decir que el 90 % de de la carga son motores de inducción. Consumen una elevada cantidad de energía y su inercia es considerable. Son menos sensibles a las caídas de tensión. Se señalan como más destacados los que accionan grandes ventiladores, bombas de esmaltes, trituración de tierras, compresores, etc.

3.4. INCIDENCIAS EN EL PROCESO DE PRODUCCION

Como se ha comentado en el apartado previo, la deformación en la onda de tensión afecta a los diferentes elementos cuyo funcionamiento depende de la energía eléctrica: motores, circuitos de mando y control, presentando distinta sensibilidad ante las posibles perturbaciones.

Conocidas las diversas actividades que completan el proceso productivo de la industria cerámica, se señalan como especialmente afectadas:

cocción

Es la actividad más sensible. Se produce el paro del horno, pudiendo provocar una múltiple incidencia:

cierre de la electroválvula automática de paso de gas a los quemadores en hornos.

paro del sistema de motriz de los rodillos en el horno.

paro del ventilador de aire de combustión y extractores de humos.

pérdida de control del proceso de cocción.

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atomizado

El atomizador presenta como elemento básico un quemador para conseguir las calorías necesarias para su proceso. Las incidencias fundamentales que afectan a esta actividad se engloban en las siguientes :

Cierre de la electroválvula automática que gobierna el paso de gas al quemador, con la posibilidad de formación de fangos en la base del atomizador.

Caída de los contactores en los motores de los bombas con la posible obstrucción de las lanzaderas de barbotina debido a la inercia térmica en el interior del atomizador.

prensado

El fallo de tensión provoca el paro de la prensa que puede producir deformaciones en los moldes debido al peso de la prensa. Gobernadas además por sistemas de control sensibles a las perturbaciones, se pueden producir anomalías tales como pérdida de sincronización que puede ocasionar averías de tipo mecánico.

líneas de salida del producto terminado

Los procesos de transporte y clasificación de producto terminado están gobernados por autómatas programables y microprocesadores, que pueden sufrir alteraciones en su funcionamiento, tales como,

Interrupciones en el proceso de transporte,

Pérdida de información.

3.5. EFECTOS DE LOS MICROCORTES EN LA INDUSTRIA CERAMICA

En la evaluación de los efectos de los microcortes conviene distinguir dos apartados esenciales fuertemente relacionados y con clara repercusión económica,

Calidad del producto terminado

Pérdida de productividad

3.5.1. Calidad del producto terminado

Las incidencias comentadas tienen cierta repercusión en la calidad del producto. Así por ejemplo cualquier alteración en la composición de la barbotina debido a una pérdida del programa de dosificación de tierras puede influir en las propiedades mecánicas de las piezas. También posibles defectos en el prensado puede provocar una mala compactación. Pero es la cocción la actividad más crítica del proceso debido a que es en esta fase donde la pieza adquiere las propiedades y cualidades deseadas para el producto acabado.

La cocción de los diferentes materiales requiere unas condiciones de temperatura y atmósfera en el interior del horno determinadas. El paro del horno provoca un rápido descenso de la temperatura en su interior, debido por un lado a la baja inercia térmica que caracteriza a los hornos monoestrato actuales y a la pérdida de ventilación, modificando también la distribución térmica a lo largo del horno. Con esto la temperatura puede caer hasta 100' dependiendo de la duración de la interrupción. Todo ello altera notablemente la curva programada de cocción. Se ocasiona un proceso de cocción

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no controlado que provoca defectos en el material en curso de cocción, que conllevan al rechazo del producto o en el mejor de los casos merman notablemente su calidad.

Dicha pérdida de calidad está originada por,

alteraciones no deseadas en la estructura de las arcillas y esmaltes. Setrata de grietas o fisuras internas no siempre visibles que lo hacen quebradizo.

pérdida de planicidad o variación en las dimensiones de las piezas, con descuadres y variación de calibres.

aparición de "corazón negroUdebido a oxidación incompleta.

variaciones de compactación .

variaciones en la gresificación del producto.

cambios o diferencias apreciables en el colorido o en el tono.

variación de las propiedades mecánicas.. .

3.5.2. Perdida de productividad

Una parada accidental del proceso supone una pérdida de productividad que se cifra en una triple causa:

material y producto terminado

Se produce pérdida de material en curso fundamentalmente en el interior del horno, y pérdida de producto terminado, provocado por la disminución en la calidad anteriomente comentada.

tiempo improductivo

Por breve que sea la interrupción del servicio eléctrico, reanudar el proceso cumpliendo con la secuencia impuesta por la normativa para el reencendido, requiere cierto tiempo que muy difícilmente puede ser inferior a 5 minutos. Dependiendo además de las características de los hornos y medios particulares de las industrias. Debe tenerse en cuenta también un tiempo adicional necesario para alcanzar una nueva situación de normalidad en el régimen de trabajo.

deterioro de equipos

Se. pueden producir daños en los equipos como moldes, rodillos, boquillas del atomizador, cuyo diagnóstico no siempre es inmediato, dando lugar a salida de producto terminado con deformaciones que se detectarán mediante el control de calidad final. Con la consiguiente repercusión en la productividad.

4. SOLUCIONES PROPUESTAS

La toma de soluciones para minimizar los efectos de las perturbaciones consideramos debe realizarse con la colaboración de la Compañía Distribuidora, Servicio Territorial de Industria, fabricantes de equipos, y usuarios, estableciendo acciones sobre la red y sobre la instalación del usuario.

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Centrándonos en la instalación del cliente, aunque no hay soluciones universalmente válidas, se puede señalar algunas medidas preventivas que aseguren la insensibilidad de las instalaciones ante perturbaciones. En líneas generales se proponen:

4.1. ACCIONES EN LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

Eliminación responsable de las deficiencias existentes en los Centros de Transformación.

Mantenimiento preventivo en los Centros de Transformador.

Análisis de los posibles desequilibrios en la carga.

Comprobación del estado de tierras.

Alimentación individualizada para cargas sensibles.

Adecuada política en la coordinación y tarado de protecciones.

4.2. ACCIONES SOBRE EQUIPOS PARTICULARES

Filtro en rectificadores.

Soluciones con reserva de energía tipo SAI, o grupos eléctrógenos, actualmente adoptados para sistemas de control y movimiento de los rodillos respectivamente.

Disminución de la sensibilidad de contactores y disyuntores, actuando sobre tiempos de apertura.

PROPUESTA DE RETARDO EN LA ACTUACION DE LA ELECTROVALVULA DE PASO DE GAS. SOLUCION CRITICA QUE SE ANALIZA A CONTINUACION.

5. EL PROBLEMA DE LA ELECTROVALVULA AUTOMATICA DE PASO DE GAS

La electroválvula de paso de gas es un elemento especialmente critico en el proceso productivo de la Industria Cerámica, de ella depende el funcionamiento o paro del horno y atomizador.

Actualmente el cierre de la electroválvula de gas es una incidencia que se presenta con relativa frecuencia, provocando perjuicios considerables, no proporcionales al tipo de perturbación que los produce.

La excesiva sensibilidad por un lado y la heterogeneidad de respuesta detectada en los distintos hornos ante los huecos de tensión y microcortes ha conducido a la búsqueda de soluciones que proporcionen un criterio de actuación común y coherente con la seguridad que se pretende garantizar.

Los criterios de actuación de la electroválvula vienen descritos en la Normativa aplicable. En este sentido la adopción de cualquier solución debe contar con un análisis de dicha Normativa.

5.1. REVISION DE NORMATIVA

Las instalaciones de hornos de gas, se rigen por el vigente Reglamento de aparatos que utilizan gas como combustible, aprobado por el Real Decreto 494/1988 del 20 de Mayo y su Instrucción Técnica Complementaria de la Orden 29375 de 15 de Diciembre de 1988, ITC MIE-AG20. En dicha ITC se

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alude a la Norma UNE 60-740-85 sobre quemadores, como norma de aplicación recomendada y en algunos términos(tiempos de seguridad) exigida.

Las exigencias que la Normativa impone en relación a la actuación de la Electroválvula de paso de gas se engloban en los siguientes puntos:

Mientras haya paso de gas a los quemadores deben estar activos los dispositivos de seguridad. No se debe perder el mando y control sobre el horno en ningún momento.

Si actúan los dispositivos de seguridad se cerrará la electroválvula de paso de gas, dando lugar a paro por fallo de llama o por seguridad según sea el dispositivo de seguridad que lo provoque, con los tiempos de seguridad que se indican en la Norma UNE citada.

Ante fallos de tensión se debe proceder al cierre automático de paso de gas. Afirmación que supone cierta imprecisión, pues no concreta duración ni magnitud de los fallos, ni tampoco se refiere a tiempos de seguridad ante este tipo de incidencias.

5.2. SOLUCION APLICABLE

Dado el carácter aleatorio e imposibilidad de la eliminación total de los huecos de tensión y microcortes de duración inferior a 1-2 s., se propone como solución:

Estudio de un adecuado retardo en la maniobra de cierre de la electroválvula suficiente para salvar estas incidencias, de forma que permita el suministro de gas en ese intervalo de tiempo. En caso de que el fallo de tensión persista tras dicho lapso de tiempo, proceder al cierre instantáneo de la misma.

Conviene señalar que se deberá mantener los dispositivos de seguridad y mando activos, para lo que será preciso disponer de algún método que suministre o mantenga la potencia de mando y control (aproximadamente 2.5 kW) durante ese intervalo de tiempo.

Si bien esta solución no supone terminar con todos los efectos, sí que resuelve el problema en gran medida.

5.3. ESTUDIO DE LA VIABILIDAD DE LA SOLUCION PROPUESTA

Como se ha visto, la actuación de la electroválvula de paso de gas viene condicionada por las seguridades de que dispone el horno :

Presión de aire de combustión

Presión en la extracción de humos

Presión de gas

Control de llama

De forma intuitiva se puede asegurar que un fallo de corta duración (inferior a 2 s.) no implica pérdida inmediata de la combustión, pues las magnitudes determinantes de la misma no sufren cambios instantáneos.

Para avalar la solución propuesta se ha realizado un estudio teórico que ilustre la influencia de los fallos de tensión sobre las magnitudes medidoras de la seguridad.

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El mantenimiento de la presión de gas es independiente del fallo de tensión, mientras que los valores de presión del aire de combustión y de extracción de humos dependerán de como se vean afectados los ventiladores que proporcionan dichas magnitudes. En este sentido el estudio teórico se centra en el comportamiento de los ventiladores ante estas perturbaciones. .

5.3.1. El ventilador ante perdida de tensión

El punto de trabajo de un ventilador acoplado a una instalación viene definido por el par presión caudal (p-Q), que se consigue en un ventilador a una velocidad determinada. El cambio de revoluciones en el ventilador modificará por tanto los valores de presión y caudal iniciales.

Las condiciones de seguridad correspondientes a la formación de mezcla y extracción de humos se basan en medidas de presión en los ventiladores.

Mediante las leyes de semejanza de los ventiladores se puede relacionar los cambios de velocidad con cambios de presión según la expresión,

Además a través del estudio dinámico del conjunto motor ventilador, se consigue determinar el tiempo que tarda el conjunto en pasar de un régimen de velocidad n, a un nuevo punto de trabajo caracterizado por n,.

t = (lln2-1111,) IIK

Con ello se obtienen tiempos de alcance de las condiciones de seguridad en función del momento de inercia del conjunto motor-ventilador (1), constante de potencia del ventilador (K) y velocidad del régimen de partida (n,).

Mediante la figura 1 y figura 2 se ilustra la influencia del valor de estas variables en el tiempo de parada del ventilador. A partir de ellas se puede apreciar que la forma de trabajo más crítica para un mismo ventilador será velocidades altas, es decir la correspondiente a hornos de gran tamaño que exijan caudales mayores.

Velocidad n (rpm)

Figura l . Tiempo de alcance de condiciones de seguridad

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- . . . . . . . . . . . . . . .

Caudal Q (m3/s)

Figura 2. Ventilador acoplado a distintos hornos

5.3.2. Algunos resultados

La fuerte proporción que supone la producción de pavimento y revestimiento dentro del Sector Cerámico, permite definir el horno monoestrato como horno representativo. Evaluadas las características de los distintos hornos a través de aquellas marcas con mayor peso dentro del Sector y centrándonos en los sistemas de ventilación, mediante una comparación de la forma de trabajo de los hornos, se puede concluir que todos ellos presentan una forma de explotación similar. La diferencia primordial radica en el tamaño del horno que condicionará el dimensionamiento de los motores de movimentación, ventilación y extracción.

Para evaluar el comportamiento de los ventiladores instalados ante fallos de tensión se ha llevado a cabo una selección de aquellos representativos instalados en los hornos.

Si bien la variedad de marcas de hornos puede ser más o menos amplia, en cuanto a sistemas de ventilación dicha diversidad queda reducida. En el CUADRO 11 adjunto se exponen los resultados en diferentes modelos de los instalados.

Los cálculos se han realizado teniendo en cuenta las siguientes hipótesis:

El ventilador trabaja cediendo la máxima potencia para una velocidad determinada.

Existe acoplamiento directo entre motor y ventilador.

Se obtienen intervalos de solución para los regímenes de trabajo recomendados para el ventilador.

Se considera como condiciones de seguridad la caída de 80 % de la presión de trabajo tanto para aire de combustión como para la extracción de humos, que se traduce en una caída del 55 % de la velocidad de régimen del ventilador.

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Cuadro 2. Ventiladores para productos de combustión

Modelo

[Qmin-Qmax] (m3/s)

Modelo 1 Modelo 2 Modelo 3 Modelo 4

1 1,lE-9 2,74E-9 4,48E-9 3.8E-9

1 1 Resultados 1 1