Impacto da oxicombustão nos tijolos refratários do queimador
Os principais materiais refratários tradicionalmente utilizados contêm uma base de alumina, zircónia e sílica. Devido às suas características, os blocos refractários para o isolamento térmico dos queimadores de oxi-combustível são sensíveis aos pontos quentes no interior dos fornos de vidro.
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Algumas zonas dos tijolos refratários na superfície dos blocos suportam temperaturas mais elevadas do que outras devido às condições locais específicas.
A construção de um bloco para queimador montado no forno da plataforma experimental de combustão do centro de investigação da Air Liquide em França permitiu efetuar várias medições de temperatura.
Termopares do tipo K com um diâmetro de 1,5 mm foram colocados dentro de bainhas metálicas fixadas no material refratário do bloco de forma quadrada, a 10 mm da superfície quente, de modo a evitar a condensação na superfície.
As temperaturas medidas variam entre 1000 °C e 1300 °C para diferentes potências térmicas (de 500 a 1500 kW).
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O mapeamento das temperaturas mais elevadas na superfície dos materiais refratários evidencia a produção de elevados gradientes de calor na superfície do bloco. A diferença de temperatura entre o ponto mais frio e o ponto mais quente é maior a altas potências: 150 °C a 1,5 MW em comparação com 100 °C a 500 kW.
Em relação à posição da chama, os pontos de maior aquecimento situam-se por baixo das saídas de gás natural e os pontos mais frios em torno dos pontos de injeção de oxigénio.
A nível operacional, estes resultados foram utilizados para posicionar os termopares no bloco de queimadores desenvolvidos pela Air Liquide. A monitorização da temperatura é utilizada para verificar a resistência a altas temperaturas e à corrosão química dos materiais refratários. Este material está sujeito a interacções com espécies alcalinas na atmosfera dos fornos de vidro (potássio, sódio, boro), cujos efeitos são susceptíveis de degradar a qualidade das propriedades isolantes do refratário.
Os queimadores em funcionamento estão também equipados com sensores de pressão, de emissividade da chama e de vibração para controlar o seu funcionamento e efetuar a manutenção preditiva.
Os parâmetros do processo são transmitidos pelo sistema de telecomunicações privado da Air Liquide para uma aplicação na Internet de forma a apresentar valores em tempo real e enviar alarmes em caso de desvio de funcionamento.
Em termos de apoio aos projectos dos clientes industriais, os especialistas em combustão industrial da Air Liquide têm acesso a esta aplicação para visualizar os parâmetros dos queimadores ligados e fornecer conselhos para melhorar as suas condições de funcionamento.
