Em fevereiro de 2020, foi instalado o novo queimador DYNAMIS D-FLAME no forno da Supremo Secil de Adrianópolis-PR, Brasil. Após um mês de operação, a fábrica vem relatando grandes resultados como melhora na qualidade do clínquer e aumento de produção do forno e do moinho de cimento. O tamanho médio do grão de alita caiu de mais de 30 µm para uma faixa entre 20 e 24 µm, a alimentação média do forno subiu de 230 para 240 t/h de farinha e a produção da moagem subiu de 145 para 155 t/h de cimento ARI.
Esse sucesso foi obtido com a troca do queimador Duoflex original do forno fornecido pela FLSmidth pelo novo queimador D-FLAME da Dynamis. O ventilador de ar primário existente foi mantido para fornecimento de ar tangencial e interno e um novo soprador foi instalado para suprir ar externo a alta pressão para o novo queimador.
A Tabela abaixo mostra os principais parâmetros operacionais do antigo Duoflex e do novo queimador do forno:
| DYNAMIS D-FLAME | Duoflex | |
| Pressão de ajuste | 430 / 150 / 120 mbar | 260 mbar |
| Quantidade de ar de ajuste | 11,3 % do estequiométrico | 10,6 % do estequiométrico |
| Impulso de Chama | 8,10 N/MW | 6,96 N/MW |
O combustível utilizado atualmente é coque de petróleo, mas o queimador possui um canal para injeção de resíduos sólidos e uma lança para nebulização de resíduos líquidos.
A Figura 2 mostra a cabeça de queima do novo queimador D-FLAME:
Diferentemente do Duoflex que tem somente um canal anular externo para injeção de ar de ajuste com peças móveis na cabeça de queima para regular o swirl, o D-FLAME possui canais independentes de ar externo e tangencial e tem os fluxos injetados por 18 furos discretos. Essa construção com jatos independentes propicia uma melhor mistura entre o ar secundário e o combustível e dessa forma acelera a combustão e encurta a chama.
O ar externo possui somente componentes de velocidade axiais, representa a maior parcela de ar de ajuste do queimador e é o principal responsável por promover o entrainement e manter a chama estreita e centralizada no forno.
O ar tangencial possui componentes de velocidade axiais e tangenciais e gera o swirl da chama, promovendo recirculações internas e estabilizando a chama principalmente em situações de instabilidade do forno ou início de aquecimento ainda com o forno frio e sem a contribuição do ar secundário quente. A terceira componente do ar de ajuste do D-FLAME é o ar interno que é injetado no forno axialmente e com menor vazão.
A independência dos canais de ar de ajuste do D-FLAME permitem que seu desempenho seja verificado mais facilmente, pois é possível instalar medidores de vazão tipo pitot para cada componente. Assim, a planta pode acompanhar on line no painel de controle a vazão de ar primário, o Impulso de Chama (N/MW) e as constantes de fluxo de cada canal que podem indicar com antecedência excessivo desgaste ou obstruções no queimador antes que esses problemas causem prejuízos na operação do forno e provoquem uma parada não programada.
A Figura 4 mostra a tela do sistema supervisório desenvolvido na Supremo.
A configuração exposta na Figura 4, com um novo soprador para suprir ar externo a alta pressão e com o ventilador existente fornecendo ar tangencial e interno com pressões mais baixas, propicia uma redução no consumo de energia elétrica em comparação com os sistemas tradicionais que tem somente um soprador para fornecer todo o ar de ajuste do queimador, pois dessa forma, não é necessário reduzir a pressão do ar tangencial com o uso de uma válvula borboleta.
Como inovação para a indústria 4.0, todas as válvulas borboletas do sistema do manifold de ar de ajuste do queimador foram fornecidas com motor elétrico e podem ser ajustadas remotamente pelo operador da sala de controle.
De forma simples, o operador digita o setpoint de pressão desejado e uma malha de controle PID ajusta a velocidade do soprador de ar externo ou modula a abertura das válvulas de ar tangencial e interno, para configurações preestabelecidas de níveis de produção, qualidade de farinha, características dos combustíveis, etc. Ajustes finos também podem ser feitos remotamente pelo operador, sem sair da sala de controle.
Uma zona de queima curta com uma chama bem centralizada foi fundamental para que seja possível o ganho de produção e qualidade comprovado nessa última posta em marcha do novo queimador D-FLAME instalado no forno da Supremo Secil em Adrianópolis.
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Equipe Dynamis