Integración de soluciónes de ahorro energético
+34 687 88 99 90
Antecedentes
En una prensa un ciclo de extrusión se puede dividir en:
- Sub-ciclo de carga o alimentación de materia prima y eliminación del material sobrante del proceso (también denominado tiempo muerto, pues durante este proceso no hay producción real).
- Sub-ciclo de extrusión, donde se realiza la producción del material requerido.
Un ciclo de extrusión medio para la aleación de aluminio más comúnmente utilizada (6060 – 6063) requiere un tiempo medio de 180 segundos. Si asignamos cada sub-ciclo su tiempo correspondiente tendremos que:
- Tiempo medio de sub-ciclo de carga/descaga o tiempo muerto: 20 segundos.
- Tiempo medio de sub-ciclo de extrusión: 160 segundos.
Por otra parte, las dos principales premisas en el diseño y prestaciones del equipo hidráulico son:
- Alto caudal para movimientos rápidos en el sub-ciclo de carga/descarga, con la intención de minimizar el tiempo (tiempo muerto).
- Alta presión a bajo caudal para ciclo de extrusión, donde la velocidad de avance del cilindro principal está entre 1-14 mm/s, lo que significa una velocidad media de extrusión de 7 mm/s.
Esto quiere decir que durante el ciclo de extrusión el sistema estará impulsado por todas las bombas hidráulicas necesarias para conseguir un tiempo muerto bajo, pero trabajando en un índice de carga muy bajo, dado que para conseguir la velocidad de extrusión requerida media suele ser necesario un bajo caudal.
Objetivo
Introducción.
Para un óptimo uso de la capacidad hidráulica del sistema desde el punto de vista de rendimiento del sistema, y por tanto energético, sería deseable trabajar solo con las motobombas hidráulicas necesarias para mantener la velocidad de extrusión programada.
Para ello se analizarán cada uno de los tipos de prensas existentes en los distintos centros de trabajo.
La clasificación de las prensas se realiza por su capacidad o fuerza de extrusión. La unidad utilizada es el Mega Newton. Esta capacidad viene determinada por las dimensiones del cilindro principal de la prensa (superficie) y la presión nominal de la instalación. Mayor capacidad implica mayor tamaño de la máquina, y por tanto mayores cilindros hidráulicos encargados del accionamiento de las distintas partes, que implica mayor requerimiento de caudal al sistema para conseguir tiempos de movimientos bajos. Con todo esto tendremos que el número de motobombas del sistema hidráulico se incrementará con el tamaño de la prensa.
Solución.
Para conseguir un sistema lo más eficiente energéticamente posible se accionarán y utilizarán solo las motobombas necesarias en cada parte del ciclo. Esto quiere decir que en cada ciclo de extrusión se realizará una parada y desconexión eléctrica de las motobombas no necesarias para alcanzar la velocidad de proceso requerida.
Dado la alta cadencia en los ciclos de extrusión, y que las líneas suelen trabajar 24 horas al día de forma ininterrumpida, es necesaria la instalación de un sistema eficiente para la parada y arranque de los motores (motobombas) no necesarios durante el proceso de extrusión. La mejor solución es el empleo de variadores de velocidad para realización de esta maniobra, pues se minimizan los esfuerzos mecánicos de las motobombas y los picos de intensidad durante el arranque, y que si se incrementan bastante con otros sistemas.