Las líneas de transporte neumático son ideales para materiales de grano fino y grueso, y se pueden instalar casi en cualquier lugar donde se necesiten alrededor de plantas y terminales de cemento, con mucha mayor flexibilidad en términos de distribución que las alternativas mecánicas. Las líneas pueden ser altas, bajas, con inclinación hacia la izquierda o hacia la derecha, y pueden adaptarse a sus necesidades para permitirle instalar una nueva línea, incluso en los sitios más concurridos.

La tubería cerrada evita el escape de polvo en el entorno local, manteniendo la planta limpia y reduciendo la carga de mantenimiento que proviene del ingreso de contaminantes a la maquinaria. Las necesidades de mantenimiento de los propios sistemas también son bajas porque hay muy pocas piezas móviles, lo cual garantiza una excelente disponibilidad y la máxima tranquilidad. Y la capacidad de transportar materiales a alta presión garantiza un rendimiento amplio para satisfacer las demandas de cada proceso.


Todo esto se suma a un costo total de propiedad muy bajo en comparación con el transporte mecánico, donde las necesidades de mantenimiento y las pérdidas de productividad asociadas son mucho mayores y la flexibilidad es mucho menor. El resultado es que el transporte neumático es casi siempre el método más eficiente para transportar materiales en una planta.

Encontrar un sistema de alimentación de mayor eficiencia energética

Históricamente, la bomba de tornillo ha sido el método de alimentación de preferencia para las líneas de transporte neumático. Con más de 100 años de experiencia, es una tecnología de eficacia comprobada que todavía tiene una amplia aplicación en muchas operaciones de transporte de materiales finos y secos. Pero si bien el sistema es flexible en términos de capacidad y diseño, una válvula rotatoria de aire giratoria puede superarlo en eficiencia energética. Los siguientes estudios de caso ilustran dos de esos ejemplos.

Case Study: Installed Power - Kiln feed system with screw pump

Estudio de caso 1

La Tabla 1 contiene detalles del requisito de energía en el sistema de transporte neumático de una planta de cemento con bomba de tornillo. Esta planta en particular estaba utilizando un sistema de transporte neumático para transportar harina cruda a la torre del precalentador. Para reducir la carga de energía de esta operación, la planta quería explorar alternativas al cargador de línea de bomba de tornillo. Les presentamos la nueva válvula rotatoria de aire giratoria Serie V.

Válvula rotatoria de aire giratoria Serie V

La  válvula rotatoria Serie V es una válvula rotatoria de aire giratoria de 10 paletas diseñada para manipular productos secos, de polvo fino o granulares con diferenciales de alta presión de hasta 29 psig (2 bar) en sistemas de fase densa o fase diluida. Requiere mucha menos energía en el motor de accionamiento, lo cual genera un considerable ahorro, y es más flexible en términos de los materiales que puede manejar, lo cual brinda a las plantas la capacidad de transportar una gama más amplia de materiales. En las plantas de cemento, la válvula rotatoria Serie V se utiliza normalmente para transportar polvo de hornos de cemento, cenizas volantes, carbón pulverizado y coque de petróleo. En las terminales de cemento, las aplicaciones incluyen descarga de vagones en silos de almacenamiento, descarga de silos de almacenamiento para utilizar contenedores, sistemas de carga y empaque.

Image of an installed V-series feeder

Abrasión

Al manejar alimentadores giratorios/válvula rotatoria de aire con materiales abrasivos, el desgaste abrasivo es una inquietud presente. Los alimentadores/válvula rotatoria de aire convencionales se limitan al funcionamiento a baja presión. Sin embargo, esto se puede contrarrestar mediante el uso de revestimientos cerámicos y de carburo de tungsteno especializados en el rotor y las paletas del alimentador con el alimentador/válvula rotatoria de aire Serie V, lo cual permite manipular materiales abrasivos a presiones más altas.

V-Series Feeder-Airlock

Reducción del consumo de energía

La Tabla 2 muestra la importante reducción en la potencia instalada de la válvula rotatoria Serie V a solo 6 hp en comparación con los 350 hp de la bomba de tornillo. Este fue el requisito de energía para dos válvula rotatoria, según se necesitó en este caso, cada una con una potencia instalada de solo 3 hp. Esto se traduce en un ahorro general en la potencia instalada total del 32% en todo el sistema y una reducción en los costos operativos de US$ 160.000 (Tabla 3), lo cual le dio a la planta un rápido retorno de inversión de menos de un año.

Table - Case Study: Installed Power - Kiln feed system with v-series feeder
Pneumatic conveying power savings
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Estudio de caso 2

La imagen 1 muestra una vieja bomba de tornillo en una terminal de cemento en los EE.UU. Los operadores de la terminal querían reutilizar los viejos silos para cemento rojo de mampostería, que se debía almacenar por separado a fin de evitar la contaminación del producto. Solicitaron la instalación de un sistema que remplazaría a la bomba de tornillo anterior pero que mantuviera la válvula de corte giratoria de 12 x 24 pulgadas que se ve en la imagen. La función de la válvula rotatoria de aire era descargar el cemento de  mampostería desde el silo en un contenedor de empaque a una velocidad de 50 stph en una tubería de 8 pulgadas, que medía 200 pies de largo con cinco codos de 90°.


Fuller-Kinyon pump installed

Nuevo sistema de alimentación de la serie V

El sistema que diseñamos se puede ver en la Imagen 2. Instalamos con éxito la nueva válvula rotatoria de aire Serie V dentro del espacio asignado y logramos la capacidad deseada. El nuevo sistema funciona a 12 rpm, utilizando el mismo suministro de aire, que era de 1400 sfcm a 18 psig. Laválvula rotatoria de aire está instalada con un variador de velocidad configurado para funcionar entre 5 y 30 rpm utilizando un variador de frecuencia, lo cual garantiza una eficiencia óptima para los operadores de la terminal.


Esta instalación demuestra la flexibilidad del sistema, que se puede adaptar a espacios pequeños para reemplazar la tecnología obsoleta.

An installed V-Series Feeder unit

Barra lateral: Actualización de sistemas antiguos

En el caso de la terminal de cemento, el cambio de una bomba de tornillo a una válvula rotatoria de aire produjo una mayor eficiencia, y este suele ser el caso con este tipo de actualización.

Sin embargo, cabe destacar que, en algunos casos, cuando se convierte un sistema de bomba de tornillo antiguo en una válvula rotatoria  de aire giratoria, se puede perder la eficiencia si resulta necesario compensar el aire desplazado aumentando la potencia al compresor o soplador hasta el punto en que el ahorro de energía en la válvula rotatoria de aire quede anulado. Por esta razón es fundamental verificar minuciosamente el sistema existente antes de suponer que una actualización se traducirá en ahorros de energía.

Barra lateral: ¿Cómo funciona el transporte neumático?

Un sistema de transporte neumático típico realiza lo que se conoce como transporte de dos fases. Se trata de una combinación de transporte de fase densa y diluida, en la cual la tubería se divide más o menos en una mitad superior y una mitad inferior.

En la parte inferior, los materiales se mueven a una velocidad relativamente lenta. Esta es la fase densa. La parte superior contiene menos materiales más dispersos en la fase diluida. Estas partículas han sido recogidas por el aire transportado y prácticamente vuelan a gran velocidad. A medida que pierden velocidad, salen de la fase diluida y se unen a la fase densa de la parte inferior.

Pero, a medida que los materiales se acumulan a lo largo del fondo de la tubería, el área de la sección transversal a través de la cual el aire puede moverse se estrecha y la velocidad aumenta nuevamente, lo cual permite que el aire de transporte recoja partículas y las mueva a gran velocidad. Este ciclo se repite hasta producir una especie de formación de ondas en los materiales a lo largo del fondo de la tubería.

Pneumatic conveying phases

Cómo aumentar el nivel de eficiencia mediante líneas de transporte neumático

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