El proyecto e-GLASS, tecnologías avanzadas para la supervisión de la combustión y eficiencia de intercambiadores regenerativos en hornos de vidrio, es una iniciativa de I+D+i financiada por el Ministerio de Economía y Competitividad dentro del programa Retos Colaboración 2014.
Dentro de este marco, CIRCE, la Universidad de Zaragoza y el fabricante de vidrio Verallia han unido sus esfuerzos para aumentar la eficiencia en el consumo y control exhaustivo de las emisiones de los procesos de combustión. Estos aspectos tienen especial importancia para las industrias de alto consumo energético como son aquellas del sector del vidrio. Concretamente, en este sector, el principal consumo energético se produce en el proceso de fusión, para el que se precisa una gran cantidad de combustible fósil, en este caso gas natural. El control de la combustión, por tanto, es clave y estratégico en este tipo de procesos.
VERALLIA y CIRCE han trabajado conjuntamente en el desarrollo de nuevas tecnologías que tratan diferentes aspectos del proceso con el mismo ambicioso objetivo, mejorar el rendimiento y la operación del proceso de combustión.
El prototipo desarrollado en el marco del proyecto e-GLASS se encuentra instalado y en fase de explotación desde hace un año en uno de los hornos de la industria vidriera. Actualmente, este regenerador se encuentra totalmente monitorizado mediante un sistema automático que captura las imágenes del regenerador, las procesa y determina el grado de obturación del regenerador, mostrando los resultados en un ordenador ubicado en la sala de control.
Creación de alarmas mediante el diagnóstico de llama
Para ello se ha desarrollado una herramienta para el diagnóstico de llama mediante el tratamiento digital de imágenes que permite la monitorización avanzada del proceso de combustión. De esta forma se podrá detectar mal funciones y crear alarmas que ayuden al operador en la toma de decisiones. La implementación de estos sistemas a nivel industrial cuenta con numerosos y muy variados beneficios que afectan positivamente a la operación, reducción de costes, mantenimiento y seguridad de los sistemas de combustión, así como a la digitalización de la industria y el avance hacia la Industria 4.0.
Ahorro de combustible analizando los gases de la combustión
Asimismo, se ha diseñado una sonda de medida de CO y O2 en ambientes agresivos que permite la monitorización continua de la eficiencia de la combustión a la salida del horno de fusión de vidrio. La existencia de un sistema de medición fiable y en continuo de oxígeno y monóxido de carbono es crucial para la implementación de regulaciones del propio horno que permiten un importante ahorro de combustible. La principal dificultad para el desarrollo de este tipo de instrumentos se centra en la agresividad del medio en el que trabajan: muy elevadas temperaturas (1500 ºC), existencia de partículas incandescentes y gases corrosivos.
Monitorización para estudiar el ensuciamiento de intercambiadores
Por último, también en el marco del proyecto e-GLASS se ha trabajado conjuntamente en el desarrollo de un nuevo sistema de diagnóstico por imagen, que permite llevar a cabo una monitorización en continuo del estado del regenerador. El sistema hace posible una medida fiable y de bajo coste del grado de ensuciamiento de este tipo de intercambiadores. A su vez esto permite una mejor planificación de las tareas de mantenimiento del intercambiador, focalizando las limpiezas únicamente en las zonas que se encuentran obturadas y mejorando la eficacia de éstas. Con todo ello se consigue mantener una mayor eficiencia de intercambio de calor más tiempo y, en consecuencia, reducir el consumo de combustible en el horno. El prototipo desarrollado en el marco del proyecto e-GLASS se encuentra instalado y en fase de explotación desde hace un año en uno de los hornos de la industria vidriera. Actualmente, este regenerador se encuentra totalmente monitorizado mediante un sistema automático que captura las imágenes del regenerador, las procesa y determina el grado de obturación del regenerador, mostrando los resultados en un ordenador ubicado en la sala de control.
Una línea de investigación en constante evolución
Durante los últimos años, CIRCE ha continuado consolidando el desarrollo de su línea de investigación de diagnóstico de la combustión basado en imagen, mediante diversas actividades realizadas en el marco de dos proyectos: el proyecto DISIRE financiado en el programa europeo H2020, en colaboración con Dow Chemical Ibérica, y el proyecto nacional EGLASS, del programa Retos Colaboración liderado por Verallia. Dicha línea presenta un consolidado desarrollo al ser parte importante de las actividades a realizar dentro del proyecto BAMBOO en colaboración con ARCELOR MITTAL que finalizará a lo largo de 2022, también financiado dentro del marco europeo H2020.
