Caldaie per la metallurgia e l'industria metalmeccanica
Per questo settore TIPO Kotlogradnja progetta e costruisce: caldaie a vapore industriali; caldaie a recupero di calore; caldaie ad acqua surriscaldata.
Ogni caldaia viene progettata e costruita in base alla capacità richiesta, alle esigenze di processo, al tipo di combustibile e alle condizioni di esercizio dell'impianto.
Il ruolo del calore e del vapore nella metallurgia e nella lavorazione dei metalli
In questo settore sono i forni a consumare la maggior parte dell'energia: forni di riscaldo nella laminazione a caldo, forni per trattamento termico e ricottura, forni di fusione. Parte del loro calore esce con i fumi; nei forni ad arco elettrico questi gas contengono un'energia considerevole, utilizzabile per preriscaldare il rottame, produrre vapore o generare energia elettrica. Una caldaia non sostituisce un forno: serve utenze ausiliarie e sfrutta il calore dei fumi del forno, per cui il suo ruolo nella catena produttiva è più complementare che principale.
Vapore e acqua calda o surriscaldata sono usati soprattutto nelle linee di trattamento superficiale. Nella zincatura a caldo il pezzo attraversa più bagni: sgrassaggio in una soluzione alcalina riscaldata, decapaggio in acido, flussaggio in una soluzione riscaldata e, se previsto, essiccazione prima dell'immersione nello zinco fuso. I bagni riscaldati sono utenze naturali di vapore o acqua calda e, nelle linee continue di rivestimento per immersione, il vapore può essere prodotto anche dai gas di scarico dei forni.
Requisiti e normativa
Il calore dei forni non è disponibile in modo costante. I forni ad arco elettrico lavorano a cariche, quindi quantità e qualità dei fumi cambiano nel ciclo, e i sistemi di recupero sono di solito progettati attorno a un punto di progetto, il che rende difficile il funzionamento fuori da esso. La caldaia a recupero si progetta perciò in base al profilo reale dei gas, e le utenze di vapore richiedono una soluzione per i periodi di fermo del forno, per esempio una caldaia a vapore integrativa. Ciò va definito all'inizio del progetto, non alla messa in servizio.
Caldaie e tubazioni sono attrezzature a pressione, perciò nell'UE si applicano la PED 2014/68/UE e la marcatura CE; una panoramica delle norme è in certificati e norme. Gli impianti rientrano anche nel quadro ambientale: il documento di riferimento sulle migliori tecniche disponibili per la lavorazione dei metalli ferrosi (JRC, 2022) fa parte della direttiva 2010/75/UE sulle emissioni industriali e comprende, tra l'altro, la laminazione a caldo e il rivestimento per immersione a caldo, inclusa la zincatura a lotti. Secondo una rassegna tedesca delle tecniche, i bagni acidi riscaldati richiedono l'aspirazione dei vapori e l'acido viene riscaldato in modo indiretto, senza iniezione diretta di vapore.
Combustibile, energia e sostenibilità
Il recupero di calore è diffuso in questo settore: preriscaldo della carica o dell'aria di combustione con i fumi, bruciatori rigenerativi e recuperativi e, dove serve vapore, caldaie a recupero di calore. Ogni misura comporta un compromesso; il preriscaldo dell'aria, per esempio, aumenta le emissioni di ossidi di azoto. La soluzione giusta dipende quindi dalla presenza in stabilimento di un'utenza di vapore o acqua calda, dagli intervalli in cui va alimentata e dal carico del forno nel corso di un turno.
Secondo una rassegna dell'IRENA, il calore di processo rappresenta una quota elevata del consumo di combustibili fossili nella produzione di acciaio. La decarbonizzazione si basa su idrogeno, forni ad arco elettrico a rottame, elettrificazione del calore e recupero di calore, ma molte tecnologie di riscaldamento non sono ancora mature per l'uso industriale. Per la centrale termica ciò significa pianificare fonte di energia e configurazione prevedendo una possibile modifica futura, comprese le caldaie elettriche dove sia disponibile elettricità rinnovabile.
Cosa definire nella scelta della caldaia
Prima di scegliere il tipo di caldaia vanno separate due domande: quanto vapore o calore richiedono le utenze e quando, e quanto calore il forno cede realmente e quando. Solo il confronto mostra se basta una caldaia a recupero, se serve una caldaia a vapore o ad acqua surriscaldata aggiuntiva, oppure se vanno combinate. In ogni caso la centrale termica va pianificata insieme alle linee di processo e non a posteriori, perché la posizione di forno, canali dei fumi e utenze determina il percorso delle tubazioni e lo spazio disponibile. I dettagli della scelta sono nella guida come scegliere una caldaia industriale.
- profilo di consumo di vapore, acqua calda o surriscaldata per turno e per linea (bagni, essiccatoi, riscaldamento)
- caratteristiche della fonte di calore di recupero: ciclo del forno, interruzioni, composizione e pulizia dei gas
- riserva per i periodi di fermo del forno e modalità di combustione integrativa
- trattamento dell'acqua di alimento e ritorno dei condensati
- normativa e norme (PED, CE, autorizzazioni ambientali) e spazio disponibile accanto al forno
Tipi di caldaie per questo settore
Caldaie a vapore industriali
Vapore saturo o surriscaldato per applicazioni industriali, di processo ed energetiche. Caldaie a tubi da fumo e a tubi d'acqua per combustibile solido, biomassa, liquido e gassoso.
Vedi →Caldaie a recupero di calore
La WHRB (Waste Heat Recovery Boiler) è un generatore di vapore che sfrutta il calore residuo dei gas di scarico dei processi industriali per produrre vapore saturo.
Vedi →
Caldaie ad acqua surriscaldata
Acqua surriscaldata per sistemi industriali, energetici e teleriscaldamento. Caldaie a tubi da fumo e a tubi d'acqua per tutti i combustibili comuni.
Vedi →Applicazioni
Caldaie a vapore industriali
- Metallurgia e miniere
- calore di processo per processi energivori
- Metallurgia e miniere
- vapore e acqua surriscaldata per processi energivori
Caldaie a recupero di calore
- Metallurgia
- calore da forni e processi termici
Domande frequenti
Qual è la differenza tra caldaia a tubi da fumo e a tubi d'acqua?
La caldaia a tubi da fumo ha un grande contenuto d'acqua, è costruita secondo EN 12953 ed è adatta a potenze piccole e medie con esercizio stabile. La caldaia a tubi d'acqua ha un piccolo contenuto d'acqua, è costruita secondo EN 12952 e si usa per potenze maggiori, pressioni più alte e vapore surriscaldato.
Quali combustibili può usare una caldaia a vapore TIPO Kotlogradnja?
Combustibili solidi (carbone), biomassa (cippato, pellet, paglia, lolla), combustibili liquidi e gassosi (gas naturale, gasolio, olio combustibile denso) e miscele gas–idrogeno. Focolare e bruciatori sono progettati per il combustibile scelto.
Come si scelgono potenza e pressione della caldaia?
In base al profilo reale di consumo di vapore, alla pressione e temperatura richieste dalle utenze, al combustibile e al regime di esercizio. I nostri ingegneri eseguono il calcolo termico sui dati dell'investitore e propongono tipo, taglia e configurazione.
Quali norme si applicano alle caldaie a vapore?
EN 12953 per le caldaie a tubi da fumo, EN 12952 per quelle a tubi d'acqua, EN 13445 per i recipienti in pressione, EN 13480 per le tubazioni e ASME BPVC o AD 2000 per i mercati di esportazione. Le attrezzature a pressione portano la marcatura CE secondo la PED 2014/68/UE.
Una caldaia a recupero di calore può funzionare se il forno lavora in modo intermittente?
Sì, ma bisogna considerare che il calore non è sempre disponibile. Nei forni a cariche, come quelli ad arco elettrico, quantità e qualità dei gas cambiano nel ciclo e i sistemi di recupero sono di solito progettati attorno a un punto di progetto. Per questo si definisce il profilo dei gas prima del progetto e si decide se la differenza sia coperta da una caldaia integrativa o da un accumulo di calore.
I bagni acidi vanno riscaldati con iniezione diretta di vapore?
Secondo una rassegna tedesca delle migliori tecniche per la lavorazione dell'acciaio, l'iniezione diretta di vapore non è raccomandata; gli acidi si riscaldano in modo indiretto tramite scambiatori di calore. Come fluido termovettore nello scambiatore possono servire vapore o acqua calda, da stabilire in base al tipo di bagno e alle esigenze della linea.
Il preriscaldo della carica è meglio della produzione di vapore dai gas di scarico del forno?
Nessuna delle due è sempre migliore; dipende dallo stabilimento. Il preriscaldo della carica o dell'aria e i bruciatori rigenerativi riportano il calore direttamente nel forno, mentre la caldaia a recupero ha senso quando in stabilimento c'è un'utenza di vapore o acqua calda, per esempio bagni o essiccatoi. Le misure si possono combinare, tenendo presente che il preriscaldo dell'aria aumenta le emissioni di ossidi di azoto.
Norme di progettazione e costruzione
TIPO Kotlogradnja progetta e produce caldaie e centrali termiche complete secondo i requisiti dell'investitore, il combustibile, la potenza e il regime di esercizio. Il processo comprende analisi dei requisiti, proposta della soluzione, offerta, progettazione, approvvigionamento, produzione, montaggio, collaudo e messa in servizio. Qualunque sia la complessità del progetto o il mercato, le apparecchiature sono progettate e costruite secondo le norme europee e internazionali, tra cui EN 12952, EN 12953, EN 13445, EN 13480, ASME BPVC e AD 2000, in conformità alla documentazione di progetto e ai requisiti dell'investitore.
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