simplifiquemos la combustión para optimizar procesos en hornos

SIMPLIFIQUEMOS LA COMBUSTIÓN PARA OPTIMIZAR
PROCESOS EN HORNOS CEMENTEROS MODERNO
La evolución de la tecnología para fabricación del cemento ha logrado un excelente nivel
en todos los aspectos vinculados al desarrollo del proceso en cuanto a preparación de
materiales, instrumentación y sistemas de control automático de operación, pero en el
campo de la combustión, los grandes fabricantes de maquinaria y equipos insisten en
complicarnos la vida con diseños cada vez más absurdos y complicados, lo que resulta
injustificable por haber demostrado con nuestra Teoría Inorgánica de la Combustión que
este proceso fisicoquímico resulta maravillosamente simple y fácil de optimizar en la
práctica.
Habiendo demostrado lo mencionado en proyectos ejecutados en la mayoría de países de
Latinoamérica, consideramos que ha llegado la hora de que los empresarios cementeros
disminuyan la dependencia tecnológica de sus proveedores y desarrollen sus propios
cuadros técnicos para aprovechar el inmenso potencial de optimización creado, aplicando
las siguientes acciones y procedimientos:
1. En el horno rotatorio de clinkerización, simplificar el diseño del quemador
principal, asegurando la formación de llama cónica hueca, facilitando la
transición y correcta nodulización del material en proceso que asegure la máxima
calidad del clínker producido y alto rendimiento del sistema, con cualquier
enfriador tipo parrilla.
2. En el horno de precalcinación, simplificar el diseño básico necesario del reactor
para asegurar que todo el calor liberado por la reacción exotérmica de combustión
se invierta en la reacción endotérmica de descarbonatación, manteniendo las
partículas de crudo en suspensión en el interior de la llama, sin ocasionar
sobrecalentamiento y pegaduras en los ciclones y la cámara de enlace.
3. Implementar estas acciones en el marco de Proyectos MCP (Mejora Continua
Proactiva) para aprovechar el inmenso potencial de optimización del proceso que
se producirá en el sistema con combustión eficiente en ambos hornos,
incorporando combustibles alternos sin afectar los niveles de producción y
eficiencia.
En este artículo sustentamos todo lo mencionado y proporcionamos la orientación
adecuada para convertir las plantas cementeras actuales en unidades productivas de alta
eficiencia, sin grandes inversiones y otorgando el protagonismo de funcionamiento a sus
propios ingenieros y técnicos de planta, considerando que el equipo más importante en
cualquier empresa industrial siempre será el de sus Recursos Humanos.
Parte 1:
SIMPLIFICACIÓN DEL DISEÑO DEL QUEMADOR
PRINCIPAL
Desde la puesta en servicio del primer horno rotatorio se han sucedido muchos
cambios importantes en las zonas del precalentador y el enfriador actuales, pero se
ha mantenido inalterable la parte correspondiente a los últimos 50 metros del
horno rotatorio, donde se completa la calcinación y se eleva la temperatura hasta
formación de costra (TRASLACIÓN), se produce la conformación del material en
nódulos por efecto de su finura, presencia de fase líquida y velocidad del horno
(NODULIZACIÓN), se desarrollan en el interior de cada nódulo y a través de la
fase líquida las reacciones químicas que conforman las 4 fases mineralógicas que
proporcionan las características fisicoquímicas del clínker (CLINKERIZACIÓN)
y el enfriamiento que solidifica la fase líquida estabilizando la calidad del clínker
conseguida, antes de caer al enfriador (ENFRIAMIENTO).
Solamente existe un tipo y forma de llama ideal para favorecer el cumplimiento
perfecto de estas 4 etapas: la llama cónica hueca, suficientemente corta para
permitir que el material se aglomere en nódulos antes de clinkerizarse, sin afectar
costra y refractarios.
La llama cónica hueca representa la única opción
elegible para disponer de un horno cementero
moderno, productivo y eficiente.
La llama cónica hueca se originó para calderos acuotubulares, con el propósito de
evitar el impacto de llama sobre los tubos que producía la llama cónica,
permitiendo conseguir potencias específicas 5 o 6 veces mayores en los hogares de
paredes de tubos de agua, permitiendo unidades más compactas, productivas y
eficientes para generación de vapor en las grandes centrales termoeléctricas.
Su aplicación en el horno cementero ha resultado formidable, permitiendo
disponer de llamas en forma de sopletes que cumplen perfectamente las
condiciones termodinámicas para evolución de las 4 etapas anteriormente
definidas, simplificando el proceso, facilitando el control operativo del sistema y
permitiendo conseguir altos niveles de eficiencia térmica, máxima productividad y
largas campañas de refractarios.
DISEÑO DEL QUEMADOR IDEAL PARA FORMACIÓN DE LLAMA
CÓNICA HUECA EN EL HORNO CEMENTERO
CON LA NUEVA TECNOLOGÍA
QUE HEMOS DESARROLLADO,
AHORA TODOS PUEDEN SER
EXPERTOS EN COMBUSTIÓN.
LOS INGENIEROS DE PLANTA
CEMENTEROS ESTÁN
OBLIGADOS A SERLO.
Han transcurrido muchos años y hemos vivido muchas experiencias, buenas y
malas, hasta definir con precisión y seguridad el diseño básico del quemador
apropiado para conformar una llama cónica adecuada en el horno cementero.
Para conseguir tal objetivo, ha resultado de la mayor importancia la formulación y
aplicación de nuestra Teoría Inorgánica de la Combustión, la cual ha demostrado
en forma teórica y práctica, que todos los combustibles son combinaciones
variables de carbono e hidrógeno, con un contenido también variable de
impurezas, y que todos queman en la misma forma, disociándose en sus
componentes antes de quemarse, produciéndose la combustión heterogénea en
forma simple, básica y elemental :
2H + O2 = H2O y C + O2 = CO2 .
En primer lugar, logramos establecer los parámetros de diseño adecuados;
inicialmente utilizamos un número mayor, pero finalmente la experiencia nos ha
demostrado que resultan suficientes solamente 2 :

Potencia Específica (PE) en Newtons/Gcal

Swirl (Sw) como el porcentaje del impulso rotacional (momento) del aire
primario, respecto al total.
Aplicando estos dos parámetros podemos establecer las condiciones requeridas
para el nivel de dificultad de los combustibles a utilizar y adaptar nuestro diseño a
las características dimensionales del horno rotatorio.
El quemador prototipo aplicable a cualquier horno cementero rotatorio, resulta
bastante simple y elemental, estando conformado siempre por los siguientes
componentes:
 Ventilador de aire primario, con capacidad suficiente para proporcionar el
flujo de aire necesario (alrededor del 10% del aire total de combustión) con
la presión estática suficiente para suministrar los impulsos (potencia) para
conformar la llama cónica hueca. La necesidad de disponer de un mínimo
de 200 milibares en la descarga, define este equipo como lo que los técnicos
llamamos un turbo-ventilador que ya califica como soplador.
Disponer de un ventilador de características de diseño suficientes
y adecuadas resulta indispensable para poder conformar nuestra
llama cónica hueca. El diseño de la tobera permitirá la
distribución de impulsos específicamente correcta para cada
horno individual.
 Cuerpo del quemador con dimensionamiento y conformación suficiente y adecuada para suministrar los flujos de aire primario y combustibles utilizados, en condiciones previstas en el diseño de la tobera del quemador. El diseño aerodinámico de cada uno de los ingresos de aire debe asegurar la menor caída de presión y en el caso del aire de transporte de carbón pulverizado, velocidad adecuada para evitar erosión o sedimentación, asegurando siempre estar siempre fuera del rango de inflamabilidad (250 a 2500 gr/m3). El diseño aerodinámico del cuerpo del quemador
minimiza las pérdidas de presión en los flujos y
facilita las maniobras para mantenimiento y regulación
en la plataforma del horno.
 Tobera (puntera) del quemador con el diseño adecuado para manejo conveniente de la mecánica de fluidos que permita establecer la cinética de la reacción química y conformación de la forma de llama cónica hueca, disponiendo de los siguientes componentes desde la parte interna hacia el exterior: 



Tubo portalanza donde se alojará el atomizador de combustible líquido. Ingreso a baja presión del aire central, necesario para evitar que se produzca vacío en el interior de la llama. Inyección de flujo de aire rotacional pasando a través de una roseta que le imprimirá la rotación con el ángulo adecuado en función de la dificultad del combustible. Inyección exterior a través de toberas circulares con el diámetro y cantidad requerida para suministrar el impulso axial necesario para succionar el aire secundario con el oxígeno necesario para completar la combustión. Para efectos de mayor claridad en la figura siguiente mostramos el modelo básico, considerando solamente la utilización de petróleo residual (combustibles líquidos), apreciándose en la figura complementaria, los flujos que participan en la mecánica de fluidos para conformación de llama cónica hueca. 


Para inyección adicional del aire de transporte y carbón pulverizado, con el impulso mínimo necesario para ser succionado y dominado por el flujo dominante (aire primario o gas natural), se utilizará un conducto hacia el interior del impulso rotacional (rojo). Resultará aplicable para gas natural, utilizando el mismo como flujo dominante en sustitución del aire primario, dimensionando en forma adecuada el ángulo de las rosetas y boquillas para disponer de la potencia y distribución de impulsos requeridos. La incorporación de combustibles alternos deberá efectuarse por los ingresos de sólidos o líquidos, sin incorporar conductos individuales. 
La pieza refractaria exterior que se prolonga unos 5 – 10 cm respeto al plano de la tobera, permite un conveniente perfilado de la llama hacia el centro, compensando el efecto “Coanda”, consistente en la tendencia del flujo a pegarse a la pared exterior. Este diseño y concepción funcional simple, práctico y efectivo del quemador principal del horno cementero resulta tecnológicamente perfecto y su capacidad para formación de llama cónica hueca permite transformar el proceso de fabricación también hacia la simplicidad, al eliminar la mayoría de los problemas que confrontan los hornos cementeros, al establecer condiciones termodinámicas apropiadas para el desarrollo del proceso de clinkerización , permitiendo alcanzar niveles de estabilidad de variables operativas que se traducen en elevados niveles de productividad y consumos específicos muy cercanos a los ideales. ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LOS QUEMADORES COMERCIALES
MÁS DIFUNDIDOS Y UTILIZADOS
En anteriores publicaciones analizamos los diseños y conformación de los quemadores de los principales fabricantes del sector cementero, demostrando grandes errores técnicos en cuanto a su diseño y/o fabricación/montaje, habiendo ya llegado a la conclusión de que sus objetivos de diseño resultaban contrarios a la lógica, ética y los mismos fundamentos de la ingeniería, por estar orientados principalmente a sus intereses económicos, priorizando sus objetivos comerciales. Así lo hemos demostrado en la práctica, al modificarlos y/o sustituirlos en proyectos de optimización de hornos cementeros con resultados variables, por involucrar en forma conjunta ambos procesos, combustión y clinkerización, en forma conjunta . Para establecer la evolución de la tecnología en este campo, efectuemos un breve resumen de los casos principales: 
Después del aceptable SWIRLAX y la desastrosa experiencia del CENTRAX, FLS introdujo al mercado el DUOFLAME, el cual inexplicablemente, teniendo una conformación adecuada de flujos axial y rotacional, al final los junta, provocando un regresión al concepto de la llama cónica, con resultados previsibles en la práctica. 
Fundamentado en la absurda concepción de la conveniencia de disminuir el porcentaje de aire primario para incrementar la recuperación de calor con mayor proporción de aire secundario, KHD desarrolla el PIROJET, con el inconveniente de incorporar un soplador de alta presión (1000 milibares) para el flujo axial y un ventilador para el rotacional. Siendo aceptable el trabajo de estos quemadores, la falta de aire central y la ubicación del carbón entre los flujos axial y radial no permite conformar llama cónica hueca; la exigencia mecánica del compresor axial determina problemas de mantenimiento . 
El quemador ROTAFLAM de Pillard, probablemente el más cercano a la conformación ideal, se complica por la influencia de la temperatura interna del horno sobre el desplazamiento longitudinal que pretende utilizar para regulación de flujos con menor pérdida de impulso, complicando demasiado su diseño con demasiadas opciones de suministro de combustibles alternos. En términos generales, los quemadores de fabricantes especializados en este sector han desarrollado un importante esfuerzo de investigación orientada a modificarlos con el propósito de obtener mayores beneficios económicos, pero no solamente en cuanto a su precio de venta. La operación imperfecta de los quemadores y las deficiencias del proceso de combustión generan múltiples problemas operativos, para los cuales los mismos fabricantes proporcionan sistemas y equipos para administrarlos. Un caso particular lo constituye el desarrollo de verdaderas maravillas tecnológicas de enfriadores de parrilla para manejar todos los problemas fisicoquímicos que el descontrol de la combustión y la termodinámica en el horno se reflejan en clínker ; al conseguir la llama cónica hueca con la simplificación de tales diseños, el clínker conformado en nódulos similares, cualquier enfriador resultará suficiente para su enfriamiento y recuperación estable y efectiva de calor; como este, son muchos los problemas que desaparecerán, beneficiando el proceso, pero perjudicando a los fabricantes de quemadores. QUEMADORES
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rotacióón de los cho
orros (7 a 9)
La potencia de la llama se determina con la abertura del dámper de aire
primario, apreciándose el mayor flujo en el incremento de la presión disponible,
la cual se registra en el manómetro instalado después del dámper; en el diseño se
ha considerado la introducción de un “aire central” que se desprende y regula del
ducto de aire primario principal, pudiendo regularse entre un 5 y 10 % del total
del flujo. UNITHERM establece que este aire central debe servir para estabilizar
la forma de la llama.
COMENTARIO PERSONAL
El análisis del diseño y concepción funcional del quemador M.A.S. de UNITHERM
me causó la impresión de un equipo inadecuado para formar una llama de
características apropiadas para el horno cementero (cónica hueca) por resultar
imposible poder manejar en forma conjunta y en los mismos chorros, ambos
impulsos; asimismo, la utilización de mangueras para suministro del aire primario
en el cabezal de la tobera, resulta arriesgado, en un equipo que trabaja metido en
el infierno.
La oportunidad y responsabilidad de regularlo en la práctica, me confirmó
totalmente lo asumido en forma teórica. Se pudo lograr una condición mejor a la
que se encontraba y relativamente satisfactoria, pero muy alejada de la
optimización integral que permite el disponer de llama cónica hueca en el horno.
Quemador POLFLAME de POLYSIUS
Como puede apreciarse en el diseño de la tobera, el quemador POLFLAME dispone de
una boquilla de atomización de combustibles líquidos y un canal anular exterior para
introducción del aire de transporte de carbón y sólidos combustibles pulverizados,
inyectando el flujo de aire primario para proporcionar la energía cinética para
conformación de la llama y desarrollo de la combustión, a través de un conjunto de
nueve boquillas regulables mediante accionamientos internos para regular el swirl
(impulso rotacional) y divergencia (radialidad). Adicionalmente también dispone en la
tobera del piloto para encendido, inyección de otros combustibles alternos y el
dispositivo de vigilancia de llama.
m
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p
manteeniendo el fllujo de aire exterior (siin carbón) como
c
aire dee refrigeracción.
COMENTARIO PERSONAL
En forma similar a lo comentado respecto al M.A.S. el conocimiento inicial de su
diseño y concepción funcional, me causó similar impresión respecto a la
imposibilidad de poder manejar los impulsos axial y rotacional en forma conjunta,
en este caso a través de toberas con swirl y divergencia regulables.
La oportunidad de regularlo, sin embargo, se produjo en su aplicación con gas
natural, inyectado por las toberas del aire primario, utilizando el aire de
transporte de carbón exterior como flujo refrigerante. El resultado fué igualmente
satisfactorio, pero muy diferente al inicial, para lo cual se tuvo que modificar
totalmente la regulación de flujos e impulsos, disminuyendo tanto la potencia como
el swirl del quemador, con lo cual se pudo quemar en forma menos intensa el gas
natural, muy fácil de quemar. En la misma forma, el resultado resultó igualmente
alejado de la que permite un quemador diseñado específicamente para gas natural.
Quemador NOVAFLAM de PILLARD
Observando la conformación de ductos en la tobera (izquierda) podríamos considerar
que este quemador tiene la conformación básica fundamental y adecuada para formar
llama cónica hueca, simlar al nuestro; sin embargo y en forma inexplicable desde el
punto de vista de ingeniería y la lógica, presenta dos modificaciones de vital
importancia:
 Como puede observarse en la figura derecha, la roseta que imprime el impulso
rotacional al aire primario, se ha diseñado como ua pieza de ángulo regulable
con el movimiento axial del tubo correspondiente.
 La otra innovación consiste en manejar en un solo ducto los aires axial y
rotacional, desde donde se reparte por las toberas axiales y la roseta, que le
imprimirá un ángulo de rotación variable, con lo cual se podría regular en
marcha el swirl, para condiciones determinadas de Potencia Específica.
A diferencia del aerodinámico y elegante diseño del
cuerpo del quemador ROTAFLAM, el nuevo
quemador NOVAFLAM resulta muy diferente,
presentando ángulos rectos con gran pérdida de
presión en el ducto de aire primario único, para
aportar impulsos axial y rotacional (swirl).
COMENTARIO PERSONAL
El diseño y concepción funcional del NOVAFLAM podría resultar aceptable, bajo
la consideración de que generalmente se mantienen totalmente abiertos los
dámpers de flujos individuales y la roseta regulable se podría ubicar en un ángulo
adecuado para las características del combustible utilizado.
Considerando que la conformación de ductos en la tobera resulta similar al
nuestro, efectuando las mediciones y ajustes necesarios, podría conseguirse la
llama cónica hueca requerida para estabilizar un horno de alta eficiencia; sin
embargo, considerando que al variar el ángulo de la roseta aumentará la pérdida
de presión e impulso (swirl), incrementándose proporcionalmente el axial, será
presumible mayor dificultad de regulación que el diseño simple básico
fundamental.
El NOVAFLAM refleja claramente la priorización de los fabricantes de formular
diseños que puedan ajustarse a la operación de cualquier horno cementero,
resultando para ello más complejos y costosos, beneficiando sus intereses
económicos, pero perjudicando a los usuarios, porque resulta evidente que
disponer de un quemador diseñado específicamente para cada caso individual
resultará técnicamente más adecuado y económicamente más conveniente.
QUE REPRESENTA TENER LA LLAMA CÓNICA HUECA Y
OPTIMIZAR LA COMBUSTIÓN EN EL HORNO CEMENTERO
Desarrollar la combustión y completarla con cualquier combustible formando un soplete de 10 o 15 metros del horno rotatorio, lo que permite nuestro diseño básico, simple y económico, dimensionado en forma adecuada para cada horno individual, representará disponer de las siguientes ventajas para el proceso de producción de clínker:  Superar ampliamente la capacidad nominal de producción de clínker del sistema y asegurar menos de 750 Kcal/Kg de Clínker, concentrando mayor potencia térmica en la zona crítica y formando la curva termodinámica ideal en el horno..  Asegurar campañas de refractarios de más de 20 meses en la zona crítica del horno, eliminando el impacto de llama sobre costra y refractario.  Eliminar las posibilidades de formación de anillo en el horno, asegurando gases limpios circulantes y causas de pegaduras en la zona de traslación.  Disminuir la formación de circuitos de volátiles que ocasionan atoros en los ciclones y la cámara de enlace.  Disminuir el tamaño de cristales de alita en el clínker, disminuyendo el consumo específico de Kw/TM de cemento en la molienda final.  Asegurar la producción de clínker con un porcentaje granulométrica mayor al 85 % de partículas entre 3 y 20 milímetros.  Eliminar el clínker polvoso y todos sus problemas operativos en el cabezal del horno.  Asegurar un rendimiento mayor al 80 % del enfriador de clínker tipo parrilla de cualquier modelo y generación.  Conseguir un elevado nivel de recuperación de calor con aire secundario y terciario con mayores temperaturas y mejor estabilidad.  Asegurar la integridad y máxima duración de placas y refractario del enfriador y cadena de transporte de clínker. Partte 2: SIMPLIFIQ
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ANÁLISIS CRÍTICO DE LA EVOLUCIÓN DEL DISEÑO DE LOS
PRECALCINADORES COMERCIALES
El medio siglo de historia de la precalcinación en el mundo cementero, constituye la
mejor demostración de que la tecnología de fabricación del cemento se ha manejado en
función de los intereses comerciales de los grandes proveedores y en forma contraria a
la ingeniería y los intereses técnicos y económicos de los productores.
Para apreciar las consideraciones técnicas adoptadas por los principales fabricantes de
maquinaria y equipo especializado, analicemos las características de los sistemas de
precalcinación más conocidos, difundidos y empleados a nivel mundial, aplicando
nuestros propios conceptos y criterios:
Pyroclon de KHD
El primer sistema de precalcinación fué instalado en 1966 por KHD. El sistema
Pyroclon de Humboldt se caracteriza por el cuello de cisne que permite alargar el riser o
ducto de gases, incrementando el tiempo de reacción y contacto entre combustión y
calcinación. Presenta algunas variantes de diseño dependientes de las instalaciones de
by pass y aire terciario, pero fundamentalmente manejan el concepto de efectuar la
calcinación en flujo paralelo de gases de combustión y material en suspensión. Ofrece la
posibilidad de adaptación del sistema para ampliación de hornos existentes, adaptando
el cuello de cisne y los quemadores en el Riser o ducto de gases.
En términos generales, el sistema no resulta apropiado como reactor de
combustión por desarrollar la precalcinación en flujo laminar. En la práctica,
hemos comprobado que la combustión no se completa en el cuello de cisne y se
continúa hasta el ciclón final del precalentador, ocasionando pegaduras y
problemas operativos.
Prepol de Polysius
El Prepol, al igual que el Pyroclon, constituye una adaptación a los sistemas Dopol
existentes, ya que permite su rápida y económica adaptación, incorporando en el Riser
los elementos necesarios para que constituya una cámara de combustión y calcinación
conjunta.
En este caso, tal adecuación se favorece por la existencia de un Riser central más
amplio, pero que sin embargo no ha permitido un trabajo completo. Debidamente
ampliado y alargando la longitud total de ductos de conexión con las etapas
superiores del precalentador, instalando quemadores que aporten la energía
cinética para conseguir la intensidad de mezcla que requieran los combustibles
utilizados, puede permitir conseguir buenos resultados.
Flash Calciner de Ishikawashima
Harima Heavy
El Calcinador comprende una cámara de reacción superior y una cámara de mezcla
inferior para facilitar la mezcla de aire terciario, que se inyecta por un ducto separado y
los gases del horno. El movimiento de espiral de la mezcla de aire-gases ascendiendo
desde la cámara de mezcla encuentra el combustible inyectado en la parte inferior de la
cámara, produciendo la combustión y generando calor que será absorbido por el crudo
que desciende por gravedad por los tubos de bajada del ciclón superior, frenándose al
impactar en las placas de distribución, quedando a disposición de los gases para
mantenerse en suspensión con la corriente que se dirigirá hacia la etapa final de
cicloneo.
Constituye el diseño con el mejor concepto de ingeniería respecto a mecánica de
fluidos adecuada para la combustión, al formar un torbellino central ascendente
con los impulsos de los propios quemadores, instalados en forma diagonal, y los
gases de combustión que ascienden con rotación proporcionada por el diseño,
formando en su conjunto un modelo parecido a un ciclón invertido.
El Flash Calciner de IHI
constituye la concepción
básica fundamental más
apropiada para conseguir una
eficiente precalcinación
El posicionamiento diagonal de los quemadores permiten formar un vórtice
ascendente, impulsado por el tiro del sistema, permitiendo excelentes condiciones
de mezcla y reacción.
Los buenos resultados de este sistema motivaron que se pusieran en servicio el
mayor número de plantas a nivel mundial con capacidades entre 1.000 y 10.000
TM de Ck/día, hasta que fue descontinuado al adquirir FLS la empresa Fuller, por
razones solamente explicables por razones comerciales.
SISTEMA ILC DE FLS
El FLS – ILC (in line calciner) diseñado para capacidades de 1500-6800 TmCk/día,
utiliza aire terciario que ingresa al fondo cónico del calcinador en forma tangencial,
consiguiendo un buen nivel de turbulencia para una buena mezcla con los gases del
horno. El calcinador está diseñado, según FLS para un tiempo de residencia de 3.3
segundos.
El tiro en el horno y el calcinador son controlados por el ventilador a través de la
regulación de un dámper instalado en el ducto de aire terciario, lo cual complica su
funcionamiento, debido a la acumulación de incrustaciones de polvo de clínker en el
dámper.
Este precalcinador de FLS representa la adecuación del Flash Calciner, cuya
patente obtuvo al adquirir FLS la empresa FULER, con algunas modificaciones,
constituyendo igualmente un sistema simple, práctico y efectivo por su simplicidad,
aunque con mayor dependencia del tiro para circulación de gases, colocando los
quemadores en forma recta, lo cual demanda mayor capacidad del ventilador
exhaustor (VTI) del sistema. Sin embargo, presenta buenos resultados en la
práctica, siempre que se incorpore el crudo en forma adecuada para que se
mantenga en suspensión en los vórtices ascendentes, descarbonatando y
consumiendo el calor liberado por la combustión.
Como una demostración de que la simplificación de operaciones y eliminación de
problemas en el sistema resulta inconveniente a los intereses de los proveedores, al igual
que las otras empresas del sector, complica innecesariamente este diseño simple básico
y funcional, incorporando otros diseños innecesariamente complejos:
El sistema SLC-S, diseñado para capacidades entre
1050 y 6080 Tm Ck/día, efectúa la combustión con
aire terciario puro en el calcinador, dividiendo el
flujo de crudo entre el riser y el calcinador,
mezclándose ambos flujos recién en la salida hacia
el ciclón final de la torre.
El sistema de precalcinación de FLS – SLC (185010000 Tm Ck/día) utiliza aire terciario y una cámara
especial para flujo axial ascendente. Los flujos de
gases del horno y el calcinador van completamente
separados, disponiendo cada uno de su propia torre de
precalentamiento con ventiladores exhaustores
individuales, lo cual facilita el control de flujos.
Esta tendencia a complicar innecesariamente los diseños de los sistema de
precalcionación se ha producido en todas la empresas que suministran plantas
cementeras a nivel mundial, con el propósito de vender proyectos con mayor
inversión de Kg de acero, mayores pérdidas de presión para instalar ventiladores
exhaustores más costosos y tecnología más sofisticada y compleja, cuidando que lo
ingenieros de plantas cementeros reciban catálogos indescifrables para mantener
la dependencia tecnológica que conviene a sus intereses.
Para comprobar lo manifestado, analicemos un ejemplo:
ONODA desarrolló el modelo RSP (Precalentador por Suspensión Reforzado), el cual
se caracteriza por tener una cámara de mezcla montada sobre la entrada del horno y un
calcinador por turbulencia entre el penúltimo y el último paso de cicloneo.
Sistema RSP de ONODA.
La cámara de mezcla está conectada al horno por un ducto corto con un angostamiento
regulable para controlar el flujo. El crudo se alimenta en dos puntos en la parte superior
del calcinador, en la cual se conecta el ingreso del llamado quemador turbulento, que se
mezcla con un 10-15% del aire terciario; el 85-90 % restante se inyecta en la parte
superior del calcinador. El crudo disperso en los gases calientes pasa a través de un
ducto inclinado de la base del calcinador a la cámara de mezcla donde el contacto con
los gases del horno asegura una descarbonatación del 90 %.
En términos generales, la evolución del diseño de sistemas de precalcinación ha
obedecido a criterios basados en la obtención de mayores beneficios comerciales de
los fabricantes, pero injustificables en términos técnicos y/o económicos.
Reconocer esta realidad involucra muchos aspectos críticos, pero constituye una
formidable oportunidad de optimización de plantas cementeras nuevas y
modificación de las existentes, aprovechando el inmenso potencial que representa
la utilización de tecnologías inadecuadas, reemplazándolas por una nueva
concepción de sistemas de precalcinación simples, prácticos y eficientes.
DESARROLLO Y APLICACIÓN DE LA PRECALCINACIÓN BASADA EN
FUNDAMENTOS EXCLUSIVAMENTE TÉCNICOS
En la misma forma adoptada para simplificar y optimizar el diseño del quemador
principal del horno rotatorio, elaborando un diseño básico, práctico y efectivo que pueda
ser dimensionado y adecuado a las características y exigencias particulares de cada
proyecto, para simplificar y optimizar el diseño del precalcinador que permita establecer
condiciones básicas que puedan dimensionarse correspondientemente a cualquier
sistema de producción de clínker, comencemos por establecer que cualquier sistema de
precalcinación debe consistir básicamente en incorporar entre el precalentador y el
horno, un reactor de combustión y calcinación simultánea al que llamamos
PRECALCINADOR.
En realidad, no ha sido necesario que desarrollemos un diseño propio para disponer de
un sistema de precalcinación ideal, aplicable a cualquier planta cementera del mundo,
porque los primeros sistemas que se implementaron resultan excelentes. Lo único que
hacemos es adoptar sus mejores conceptos y completarlos y/o mejorarlos, aplicando las
inmensas posibilidades tecnológicas desarrolladas en los últimos 50 años.
La investigación aplicada a este tema en particular, la experiencia operando, regulando,
modificando y optimizando sistemas de precalcinación en cientos de proyectos y los
fundamentos de ingeniería adoptados con la ética profesional y los criterios adecuados,
nos han permitido poner a disposición de la industria cementera de habla hispana una
nueva concepción de la precalcinación simple práctica, económica y efectiva, con las
siguientes características:
SUMINISTRO DE AIRE DE COMBUSTIÓN AL PRECALCINADOR
Al instalarse los primeros sistemas de precalcinación que consumen alrededor del 65 %
del combustible total utilizado en el sistema, la orientación lógica determinó la
instalación de un ducto de aire terciario para suministro del aire de combustión,
manteniendo el concepto de recuperación de calor del enfriador para el horno y el
precalcinador, pero sin analizar esta posibilidad como proyecto de inversión.
En el horno la conveniencia económica de utilizar aire secundario es automática y
justifica compensar con el diseño del quemador la menor calidad como comburente del
aire precalentado. En el caso del precalcinador, el costo de la instalación de un ducto
aislado, con sistemas de regulación y despolvorización, debe evaluarse como proyecto
de inversión, frente a la posibilidad simple y directa de utilizar aire del ambiente, por las
siguientes razones:
 Técnicas: El precalcinador es un reactor frío en el cual resultará de la mayor
importancia disponer de energía cinética suficiente para crear condiciones
adecuadas de turbulencia que aseguren combustión completa y formación del
vórtice invertido que proporcione la cinética de las reacciones aprovechando al
máximo el volumen útil disponible, sin utilizar el impulso del tiro creado por el
VTI del sistema. La utilización de aire frío favorece la disponibilidad de
impulsos y oxígeno para la combustión.

La instalación del ducto de aire terciario no cumple las condiciones mínimas de
rentabilidad económica como proyecto de inversión cuando el costo del
combustible utilizado resulta inferior a 10 US$/MM BTU, lo que constituye una
obligación en los hornos cementeros. En las plantas modernas el calor del aire
residual del enfriador resulta más conveniente utilizarlo en el atemperado de los
molinos verticales de cemento y/o en los secadores de puzolana.
 La presencia de polvo de clínker en el aire terciario representa un problema
operativo y contaminante que complica el trabajo de las válvulas de control de
flujos y requiere costosos sistemas de despolvorizado. Al utilizar el aire residual
del enfriador en los molinos verticales de cemento y/o secadores de puzolana
(agregados), este polvo de clínker se convierte en cemento y dinero.
La instalación del ducto de aire terciario debe ser evaluada
como cualquier otro proyecto de inversión en planta.
Por supuesto que en plantas existentes en las cuales el costo
del aire terciario ya ha sido recuperado , resultará
conveniente seguirlo utilizando, pero solamente para aportar
el oxígeno de la combustión. Los impulsos para manejo de la termofluidodinámica de
las reacciones de precalcinación deben ser aportados por aire primario y quemadores
con diseños apropiados.
Para sistemas de precalcinación con
aire terciario la llama cónica hueca
resulta indispendable, porque el
arrastre de clínker caliente y polvoso
llega a trabar totalmente el
funcionamiento del dámper de
regulación del flujo.
INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE Y AIRE EN EL REACTOR
La utilización de quemadores con aire primario que aporten los impulsos requeridos
para proporcionar la turbulencia necesaria y aire secundario con mayor disponibilidad
de masa de oxígeno para la combustión, se puede considerar la posibilidad de utilizar
en forma eficiente cualquier combustible que resulte económicamente conveniente,
considerando que con la teoría inorgánica de la combustión todos los combustibles son
combinaciones carbono/hidrógeno y todos se queman en la misma forma; sin
embargo, considerando que el precalcinador constituye un reactor frío de combustión,
resultará necesario diseñar una tecnología de combustión específicamente adecuada
en función de las características de cada combustible utilizado y sus dificultades para
quemarse en forma completa y adecuada:
 Disponer de gas natural resultará ideal para la precalcinación, considerando su
disponibilidad de presión para actuar como flujo dominante en lugar de aire
primario, facilidad de combustión y condiciones de transferencia de calor
predominantemente por convección en el reactor.
El quemador de alta velocidad podría
resultar aplicable para suministro de gas
natural y parte del aire de combustión
en precalcinadores

Para utilización de cualquier
combustible líquido se tendrá que
asegurar una atomización perfecta que
asegure una rápida gasificación de
gotas, craqueo en fase gaseosa y menor tamaño de partículas para combustión
rápida y eficiente.
 Al quemar combustibles sólidos, tales como carbón pulverizado, se deberá
procurar el menor tamaña posible de partículas en la molienda, en forma
correspondiente a su contenido de volátiles, asegurando combustión rápida y
completa con la disponibilidad de turbulencia y calidad de mezcla que resulte
suficiente y necesaria.
El disponer de quemadores
con diseños adecuados
permite quemar en forma
adecuada y eficiente cualquier
combustible en el
PRECALCINADOR
En las siguientes vistas de llamas de quemadores en el interior de un Flash Calciner
utilizando carbón tipo antracita difícil de quemar molida con la misma granulometría
del quemador principal; se puede apreciar el efecto inmediato de mejorar ligeramente
la potencia y el swirl del aire primario. Esta prueba permitió comprobar la factibilidad
de utilizar cualquier combustible difícil de quemar en el precalcinador, siempre que se
le proporcionen los impulsos y turbulencia requeridos para asegurar combustión
completa y formación del vórtice ascendente que permita disponer del tiempo de
reacción necesario. La mejor combustión permitió disminuir significativamente los
inquemados, las pegaduras en el último ciclón y mejorar la producción del sistema.
MECÁNICA DE FLUIDOS EN EL PRECALCINADOR
Considerando la termofluidodinámica que se desarrolla en el precalcinador, donde la
temperatura resulta limitada por el flujo y consumo de calor en la descarbonatación, el
manejo de la mecánica de fluidos resultará de fundamental importancia.
La concepción de la mayoría de los sistemas de precalcinación tradicionales, utilizando
el tiro del sistema para efectuar simultáneamente la succión del aire terciario y manejo
de la mecánica de fluidos dentro del precalcinador, resulta de una teoricidad exagerada,
traduciéndose generalmente en condiciones operativas complicadas y poco satisfactorias
en cuanto a niveles de producción, eficiencia y continuidad operativa.
En la concepción de nuestro precalcinador, con o sin aire terciario, el manejo de
impulsos para desarrollo adecuado de la fluidotermodinámica de la precalcinación en el
interior del reactor será aportado por el flujo dominante de los quemadores, aire
primario o gas natural, complementándose con el tiro del VTI que succiona los gases
desde el horno y los conduce luego a la etapa final de cicloneo. Este diseño no requiere
un incremento de capacidad del VTI por lo cual facilita la instalación de sistemas de
precalcinación en hornos que no lo tienen y disminuyen los requerimientos de inversión
en planta nuevas.
La mecánica de fluidos en el
precalcinador debe manejarse
impulsando el vórtice ascendente, con o
sin aire terciario, sin depender del tiro del
sistema.
La concepción fundamental de formación del vórtice ascendente con los
impulsos diagonales de los chorros de los quemadores, la mejoramos con
mayor aporte de energía cinética cuando resulten necesarios para asegurar
dos tipos de impulsos:

Tangencial exterior para formación de hasta 4 vórtices
ascendentes.
 Turbulencia interna que favorezca la cinética de la combustión y
la termodinámica para descarbonatación del crudo.
INYECCIÓN DEL CRUDO EN EL PUNTO Y FORMA CORRECTOS
El punto indicado lo representa siempre la altura del precalcinador donde ya se ha
encendido la llama y se desarrolla la combustión, integrándose el polvo en suspensión
en el vórtice ascendente creado por los chorros de inyección de la mezcla combustible
de los quemadores, en la misma forma que se aplica en el Flash Calciner.
La forma correcta la constituye la introducción del crudo a través de una o más placas
de dispersión: El polvo procedente del ciclón superior que baja por gravedad con
impulsos considerable, debe impactar en una placa instalada en la pared del
precalcinador, en el punto de inyección. Al impactar contra la placa horizontal, el polvo
se dispersará para ser atrapada por el vórtice ascendente, integrándose al mismo en
suspensión; estando el crudo precalentado a una temperatura cercana al de disociación
del CO3Ca (900 °C), muy rápidamente se iniciará la descarbonatación que consumirá el
calor liberado en la combustión.
Para cumplimiento de la simbiosis perfecta
entre las reacciones de combustión y
calcinación, el crudo precalentado debe ser
introducido en el punto preciso y la forma
correcta.
En el Precalcinador ILC (In Line Calciner) podemos observar que FLS considera 3
probables puntos de inyección del crudo. Los 2 superiores podrían considerarse
adecuados para su ingreso al vórtice ascendente formado por la orientación de ingreso
del aire terciario, el tiro del sistema y el impulso de los quemadores. El ingreso inferior
resulta inconveniente por las siguientes razones, comprobadas en la práctica:



Las partículas más gruesas del crudo terminan en el horno, formando
también pegaduras en la cámara de enlace.
El crudo decarbonatando dificulta el encendido y progresión de la
combustión en la zona crítica del sistema.
Dificulta la atomización de combustibles líquidos.
La orientación del ingreso de aire terciario, como se puede observar en las vistas interna y
externa, complementada por la posición de los quemadores, permite formar el vórtice
ascendente, pero energéticamente resulta insuficiente para asegurar condiciones de
mezcla y reacción óptimas en el precalcinador.
En cuanto a la cinética del proceso, FLS menciona hasta 3.3 segundos de tiempo de
las reacciones de precalcinación; de acuerdo a nuestros cálculos, para asegurar
combustión completa y 95 % de descarbonatación en el crudo necesitamos como
mínimo 6 segundos y en algunos casos hasta 10 segundos, utilizando carbones difíciles
de quemar (antracitas y/o pet coke).
La precalcinación resulta obligatoria en
cualquier horno cementero actual, pero
resultará imprescindible en proyectos de
optimización y/o incorporación, la
participación directa y comprometida del
personal de planta.
COMENTARIO FINAL
Como en el caso del quemador principal del horno cementero, en el cual hemos
llegado a demostrar que todos se basan en el mismo principio, que resulta
ineludible formar la llama cónica hueca y con ello alcanzar el control total sobre
las condiciones de aporte de calor al sistema y desarrollo del proceso, también en el
caso del Precalcinador, el análisis efectuado podría permitir, como ha sucedido con
los quemadores, que los Ingenieros de Planta cementeros sean capaces de diseñar,
construir y operar sus propios precalcinadores ideales; seguramente que sin
consideraciones comerciales, todos resultarán muy parecidos y por cierto
convenientemente simples, para permitir menores costos de inversión y máximos
niveles de producción y eficiencia.
Parte 3:
PROYECTOS DE MEJORA CONTINUA PROACTIVA PARA
SIMPLIFICAR LA COMBUSTIÓN Y OPTIMIZAR PROCESOS
La factibilidad técnica y rentabilidad económica de simplificar y optimizar la
combustión en hornos y precalcinadores han quedado demostradas; cumpliendo
tales objetivos, se abrirá un horizonte formidable para optimizar y estabilizar todo
el sistema de producción de clínker.
Aprovechando nuestra amplia experiencia como ingenieros de planta cementeros y
expertos en combustión, para desarrollar las actividades previstas y asegurar el
cumplimiento de los objetivos planteados, hemos formulado los Proyectos MCP
(Mejora continua Proactiva), con las siguientes características:
 Los Proyectos de Mejora Continua Proactiva en Plantas Cementeras
permiten ejecutar un programa de actividades claramente definidas y
detalladas, como parte de las actividades diarias de planta, orientando sus
objetivos hacia soluciones definitivas y permanentes.
 Serán ejecutados con participación directa y comprometida de los
ingenieros y técnicos de planta, constituyendo un Comité Técnico Ejecutivo,
encargado del desarrollo de las actividades del proyecto y el análisis
permanente del cumplimiento de objetivos, contando con consultoría
técnica especializada responsable de su capacitación y asesoría técnica,
solamente el tiempo que resulte necesario para su autosuficiencia operativa.  Los proyectos MCP para simplificación de la combustión se desarrollarán
en 3 etapas subsecuentes: Optimización de la combustión en el horno,
optimización de la precalcinación y optimización integral de procesos en el
sistema de producción de clínker.
 Al cumplirse los objetivos propuestos se mantendrán los Proyectos MCP, orientados a una gestión de optimización permanente, mantener los resultados logrados y desarrollar actividades de investigación aplicada para innovación tecnológica. Proyecto MCP – Etapa 1
OPTIMIZACIÓN DE LA COMBUSTIÓN EN EL HORNO
 DESCRIPCIÓN
Esta primera etapa del proyecto consiste básicamente en asegurar la formación
de llama cónica hueca en el horno, efectuando las modificaciones que resulten
necesarias en el quemador.
 PLANTEAMIENTO DE OBJETIVOS
 Disponer de personal capacitado en combustión y quemadores
 Definición clara y precisa de las 4 zonas del horno
 Nodulización del material en proceso antes de clinkerizar
 Estabilidad operativa del horno
 ACTIVIDADES
 Análisis de las características de diseño y condiciones operativas del
quemador actual.
 Evaluación integral de la combustión en el horno rotatorio.
 Planteamiento de la modificación de las características de díseño del
quemador
 Modificación del quemador
 Montaje , puesta en servicio y regulación de la combustión.
 Revisión del diseño de refractarios en los hornos.
 ANÁLISIS DE RESULTADOS





Comprobar formación de llama cónica hueca en el horno
Análisis granulomérico del clínker con 85 % entre 3 y 20 mm
Estabilidad en temperaturas de aire secundario y terciario.
Tamaño máximo de cristales de alita en 30 micras.
Formación y costra adecuada y estable en el scanner del horno.
Proyecto MCP – Etapa 2
OPTIMIZACIÓN DE LA COMBUSTIÓN EN EL PRECALCINADOR
 DESCRIPCIÓN
Disponiendo de llama cónica hueca y condiciones operativas estables en el
horno, se procederá a lograr la optimización del sistema de precalcinación
existente y/o planificar la instalación de precalcinación en hornos que no los
tengan.
 PLANTEAMIENTO DE OBJETIVOS
 Disponer de personal capacitado en el concepto de la precalcinación y el
diseño, funcionamiento y control operativo del precalcinador.
 Asegurar combustión completa en el reactor de precalcinación.
 Descarbonatación mayor al 90 % antes del ingreso del crudo al horno
 Eliminación de pegaduras y la posibilidad de atoros en los ciclones.
 ACTIVIDADES
 Análisis de las características de diseño y concepción funcional del
precalcinador
 Evaluación integral de las condiciones actuales de precalcinación.
 Planteamiento de la modificación de las características de díseño actual del
precalcinador y características de los quemadores.
 Implementación de las modificaciones aprobadas en el precalcinador y
optimización del diseño de quemadores.
 Regulación de la combustión y control de la descarbonatación en el
precalcinador.
 ANÁLISIS DE RESULTADOS
 Análisis de gases sin inquemados a la salida del precalcinador
 Comprobación de la eliminación de pegaduras en los ciclones y cámara de
enlace.
 Comprobación del nivel de descarbonatación del crudo que ingresa al horno.
Proyecto MCP – Etapa 3
OPTIMIZACIÓN INTEGRAL DE PROCESOS EN EL SISTEMA DE
PRODUCCIÓN DE CLÍNKER
 DESCRIPCIÓN
Al cumplirse los objetivos de simplificar y optimizar la combustión en horno y
precalcinador, el proyecto MCP se convertirá en una Gestión de Optimización
Permanente que permita aprovechar el inmenso potencial de optimización
generado, cambiar la historia de la empresa y el futuro profesional de los
ingenieros y técnicos de planta. .
 PLANTEAMIENTO DE OBJETIVOS
 Máxima producción y calidad de clínker planificada.
 Consumo específico térmico menor a 750 Kcal/Kg Ck.
 Fisicoquímica adecuada en el crudo
 Control del Circuito de Volátiles.
 Disponibilidad exclusiva de fase líquida en la zona de nodulización.
 ACTIVIDADES
Campo 1:
Optimización del Crudo de Alimentación al Horno
Para minimizar y/o sobrellevar los problemas de combustión y manejo
termodinámico en el sistema, siempre existe la tendencia a compensarlos y/o
administrarlos, adaptando las características fisicoquímicas del crudo; al
optimizar la combustión y las curvas térmicas de gases y material en proceso,
tendrá que adaptarse el crudo para niveles de alta eficiencia y productividad en el
horno cementero.
Campo 2:
Circulación de Gases y Volátiles
La capacidad de extracción de gases del sistema resulta uno de los factores limitantes
de la capacidad de producción, siendo afectado por pegaduras y encostramientos en
ductos de gases y tubos de descarga de material, favorecidos por la formación de
circuitos de volátiles que forman compuestos con bajos puntos de fusión y presencia de
fase líquida.
Mantener curvas de temperaturas y presiones adecuadas en el precalentador, debe
permitir eliminar definitivamente los atoros de ciclones, prescindiendo de los atentados
ecológicos que representan los cañones de aire comprimido.
La
a optimiza
ación de la
l combu
ustión
en horno y precalc
cinador,
s de
eliiminarán las posibilidades
anillos en el horno
o y atoro
os en
los ciclone
es.
Camp
po 3:
Inccorporación
n de Combusstibles Alterrnos El Horrno Cementeero constituy
ye el incineraador de basuura ideal porrque permite
incorp
porar en el prroducto mateeriales inaceeptables en otros
o
sectoress. Esta funciión
resultaará obligada por las circu
unstancias enn el futuro, pero
p
actualm
mente debe enfocarse
como un excelentee negocio, noo solamente utilizando combustibles
c
s de bajo cossto, sino
cobran
ndo por elim
minar materiaales orgánicoos tóxicos y//o peligrososs que alguno
os tipos de
industtrias están obbligados a elliminar para poder manteenerse en opperación.
La Teooría Inorgánnica de la Coombustión haa demostradoo que todos llos combustibles
quemaan en la mism
ma forma , convirtiendo
c
cualquier material
m
orgáánico en prodductos
inertess : H2O y CO
O2. La llama cónica huecca en los horrnos cementeeros favorece
totalm
mente la utilizzación de coombustibles aalternos.
Camp
po 4:
Interacción Teermodinámiica y Cogen
neración
En unaa planta cem
mentera se coonsume muchha energía y se manejann diferentes niveles
n
termoddinámicos, lo que produ
uce diferentes posibilidaddes de recuperación de calor
c
y
aproveechamiento de
d calores diisipados para fines útiless. El aprovecchamiento del
d calor
contennido en el Cllínker resultaa la posibiliddad más impportante, peroo existen mu
uchas otras
con posibilidades de constituiir proyectos rentables. Tomando
T
en ccuenta que el
e consumo
de Eneergía Eléctrica resulta mayor
m
que el de Energía Térmica,
T
siem
mpre existirrá la
posibilidad de Coggeneración.
Campo 5:
Gestión Energética
La primera técnica de ahorro está constituida por la contabilidad energética, lo que
impone la necesidad de mantener un conocimiento permanente sobre todos los
parámetros involucrados. El mantenimiento actualizado del Balance de Materia y
Energía, el control del Circuito de Volátiles y el registro permanente del Consumo
Específico Térmico y Eléctrico resultan de carácter obligatorio.
En los Proyectos MCP se diseñará e implementará el Sistema de Organización y
Administración de la Gestión Energética que permita planificar actividades, definir
funciones y responsabilidades en cuanto a R.R. H.H. y analizar en forma permanente el
cumplimiento de los objetivos y cronogramas previstos.
Reiterando que el equipo más importante de cualquier actividad industrial es el de
Recursos Humanos, resultará de fundamental importancia mantener en forma
permanente los objetivos de desarrollo tecnológico en todas las áreas, incluyendo
investigación aplicada que permita disponer de un Know How propio que facilite el
mantener los niveles de excelencia operativa conseguidos y generar aplicaciones propias
y específicamente adecuadas para eliminar los problemas de cada planta individual.
Las actividades de capacitación, cursos y proyectos, que hemos desarrollado en la
mayoría de plantas cementeras nos permiten asegurar de que su personal ya se
encuentra suficientemente preparado para implementar los proyectos MCP con
nuestra dirección y soporte técnico inicial.
La optimización integral de plantas cementeras
debe ser ejecutada por su propio personal
técnico, para conseguir y mantener altos niveles
de productividad, costos y eficiencia operativa.
En plantas de empresas industriales en las cuales no se han dictado los cursos y/o
desarrollado proyectos, resultará necesario y obligatorio efectuar una actividad de
capacitación previa.
ALCANCES Y POSIBILIDADES DE LOS PROYECTOS MCP
Los Proyectos de Mejora Continua Proactiva (MCP) aplicados a Plantas Cementeras
representan la posibilidad de aprovechar el inmenso potencial de optimización
energética existente en este sector, creado por la absurda concepción del desarrollo
tecnológico del siglo pasado, orientado por los fabricantes de equipo a sus propios
intereses, administrando los problemas resultantes, en lugar resolverlos.
La decisión de las empresas cementeras de disminuir la dependencia tecnológica de sus
proveedores y apostar por la optimización de la combustión con mayor protagonismo de
su propio personal, tendrá grandes beneficios técnicos y económicos:
 TÉCNICOS
En el sistema del horno cementero se efectúan la mayoría de procesos y
operaciones unitarias, por lo que representa la mejor escuela de ingeniería
y laboratorio de investigación aplicada.
Al desarrollar y aplicar los fabricantes de plantas cementeras tecnología
distorsionada y compleja, nos permiten disponer de un mundo de
posibilidades de optimización; su aplicación en el marco de un proyecto
MCP permitirá formar excelentes ingenieros y técnicos cementeros, capaces
de aplicar técnicas comprobadas y desarrollar actividades de investigación
aplicada orientada a innovaciones tecnológicas que constituyan un Know
how propio del mas alto nivel.
 ECONÓMICOS
Considerando que cada Kcal/Kg de Ck producido representa un ahorro efectivo
neto de alrededor de US$ 20, tomando como promedio una planta que produzca
3.000 TM/día en uno o varios hornos, disminuir su consumo específico térmico
de 830 a 750 Kcal/Kg representará un ahorro anual de US$ 5.000 diarios y 1
millón seiscientos cincuenta mil US$/año.
La disminución del consumo eléctrico en el orden de 5 kw-h por tonelada de
cemento producida, la disminución de costos de mantenimiento, alargamiento de
campañas operativas de los hornos, disminución de la demanda de repuestos,
eliminación de servicios accesorios, etc, probablemente dupliquen los ahorros
mencionados.
 ECOLÓGICAS
La eliminación de emisiones y cumplimiento de normas ambientales, producto
de la optimización operativa y estabilización de condiciones y control operativo
de alta eficiencia, permitirá a las empresas cementeras convertirse en plantas
verdes, capaces de transforma sus propias instalaciones en pulmones ecológicos,
recordando que el dióxido de carbono de la combustión y descarbonatación
produce el calentamiento global, pero al mismo tiempo crea condiciones
favorables para creación y mantenimiento de áreas verdes, considerando que las
plantas absorben CO2 por sus hojas y agua por las raíces para su desarrollo.
Simplificando la combustión
en hornos y
precalcinadores, la
moderna tecnología para
instrumentación y control
operativo permitirá
alcanzar los máximos
niveles de optimización de
los sistemas de producción
de clínker.
Ing. Percy Castillo Neira Consultor Internacional en Combustión y Fabricación de Cemento Contacto en Lima/Perú : 51 981227597 – 51 1 3655849 percycastillo@combustionindustrial.com percycastillon@gmail.com www.combustionindustrial.com