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GAS NATURAL USO GAS NATURAL USO INDUSTRIALINDUSTRIAL
Diseño, Instalaciones, Diseño, Instalaciones, Conversión, operación, Conversión, operación,
MantenimientoMantenimientoCOMBUSTION-QUEMADORESCOMBUSTION-QUEMADORES
• Principios de combustión.• Equipos de combustión.• Parámetros para el diseño de un sistema de
medición. Control de combustión • Adaptación de equipos de combustión al uso de
gas natural.• Beneficios económicos del uso del gas natural.
CONTENIDO
PRINCIPIOS DE COMBUSTION
• Definición de Combustión• Tipos de Combustibles• Química de la Combustión• Termodinámica de la Combustión• Tipos de Combustión • Condiciones para la Combustión• Mecanismos del Proceso de Combustión• Cálculo teórico del proceso de Combustión• Eficiencia del proceso de Combustión• Control de la reacción de Combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONDEFINICION DE COMBUSTION
COMBUSTION: Reacción que se realiza rápidamente con la conversión de energía química a energía sensible. A una mayor área de contacto se obtiene una mayor velocidad de reacción.Reacción de oxidación y exotérmica con desprendimiento de llama
Combinación Química – Violenta – Desprendimiento de calor
El avance de la combustión ocurre por reacciones rápidas en cadena, que se sucede en etapas, las cuales dependen del tipo de combustible que se utilice, ya sea gas, líquido o sólido.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONDEFINICION DE COMBUSTION
Es necesario que la temperatura en algún punto de la mezcla de oxígeno y combustible, adquiera un determinado valor.Reacción imperfecta oxidación en grado inferior o no oxidación.Combustibles formados por carbono e hidrógenoLa propagación de calor debe cesar para un valor finito de la velocidad de inflamación.(LII-LSI)La forma de producirse la combustión varía según el estado del combustible.El proceso de combustión es controlado por la concentración, temperatura y la mezcla de los reactivos.Cada combustible exige un diseño apropiado.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONDEFINICION DE COMBUSTION
INGENIERIA DE LA COMBUSTION: Se refiere a la optimización de la reacción en cuanto a velocidad, eficiencia y control de emisiones atmosféricas mediante el uso adecuado de combustibles y equipos.
Para mejorar los diseños de un proceso de combustión es necesario entender la combustión desde el punto de vista científico y de ingeniería, para ello se debe utilizar la química, matemáticas, termodinámica, transferencia de calor y mecánica de fluidos. De igual manera debe aplicar en forma conjunta la ciencia, la experimentación y la experiencia para mejorar los procesos de combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONDEFINICION DE COMBUSTION
OBJETIVOS DE LA COMBUSTION:
- Generar calor a un proceso determinado, fundición.
- Incrementar la temperatura para facilitar la ocurrencia de un proceso, generación de vapor. - Crear una atmósfera con los productos de combustión, secado.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
Combustible es aquel compuesto que almacena energía química en su estructura molecular, y en contacto con aire dicha energía es liberada a través de complejas reacciones químicas y expresadas por una llama.
Especificaciones básicas de los combustibles:
Alta densidad de energía: Contenido de calor. Alto calor de combustión: Potencial calor a liberar. Estabilidad térmica: Almacenamiento. Presión de vapor : Volatilidad. Contaminación atmosférica : Efecto impacto ambiental.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPO DE COMBUSTIBLES
Selección de combustibles: • Costo • Disponibilidad• Transporte • Reglamentación Ambiental
Tipos de combustibles• Sólidos• Líquidos • Gaseosos
Por Fase Por Aplicación
Producción Natural Producción Sintética Transferencia de Calor
Generación de Energía
SÓLIDOS Hornos de ProcesoUnidades de secadoGeneración de vapor
Combustión interna GeneradoresCogeneraciónTurbinas
Carbón Coque
Madera Carbón Vegetal
Vegetación Desechos orgánicos
Desechos inorgánicos
LÍQUIDOS
Crudo Destilado petróleo
Aceites biológicos Alcoholes
Combustibles vegetales
Combustibles coloidales
GASEOSOS
Gas Natural Hidrogeno
Biogás Metano
Gas metano Propano
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCOMBUSTIBLES MAS USADOS
COMBUSTIBLES SÓLIDOS
La buena combustión depende de la facilidad de acceso del aire a las partículas del combustible
CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES SÓLIDOS Carbón mineral Carbón vegetal: Madera Biomasa: Bagazo Desechos sólidos: cauchos, polietileno, etc
FORMAS DE USO Pulverizado: Fluidizado y Banda Transportadora Emulsión Estado Natural
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES SÓLIDOS
El proceso de combustión de un combustible sólido posee las siguientes fases: Secado del combustible: Humedad contenida en el combustible Destilación: Separación de los componentes volátiles contenidos en el combustible. Quema de los componentes menos volátiles debido al calor generado por la combustión de los volátiles. Residuo de cenizas en el proceso de combustión
El uso de combustibles sólidos requiere una mayor inversión para el almacenamiento, preparación, manejo y transporte del combustible, pero a su vez su costo es mucho más bajo que los combustibles líquidos y gaseosos.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES SÓLIDOS
CARACTERÍSTICAS Alto contenido de oxígeno, nitrógeno y azufre Poder calorífico Contenido material vólatil Contenido de cenizas Humedad Granulomatría Temperatura de fusión de las cenizas
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES SÓLIDOS
EVALUACION COMO COMBUSTIBLES Mayor inversión para el almacenamiento, manejo, preparación y transporte Alta contaminación atmosférica Menor eficiencia Costos bajos respecto a combustibles líquidos y gaseosos
COMPOSICION DE COMBUSTIBLES SÓLIDOSCONSIDERACIONES DE SELECCION Disposición y tipo de cenizas Efectos de corrosión / abrasivos Mezcla con otros combustibles
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LIQUIDOS
CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOS
Son mezclas de hidrocarburos derivados del petróleo por medio de procesos de refinación. En el petróleo se pueden distinguir diferentes compuestos, además de hidrocarburo, el petróleo contiene pequeñas cantidades de oxígeno, nitrógeno, azufre, vanadio, níquel, hierro, trazas de otros metales e impurezas tales como agua y sedimentos.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LIQUIDOS
ESTRUCTURA MOLECULAR DE LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOSCrudo y Destilados
• Parafínicos Naftenicos• Aromáticos Olefinas
Residuales
COMPOSICION DE COMBUSTIBLES LIQUIDOS• Análisis Químico C, H, S, N, O • Contenido de C: 83 – 88%• Contenido de H: 7 – 12%
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LIQUIDOS
Origen del petróleo Naturales: Crudo Refinados: Nafta, Keroseno; Gas oil, Diesel, JetA Residuales: Fuel oil
Origen de combustibles sólidos A partir del carbón.
Subproductos industriales Licor negro
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LIQUIDOS
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOSComposición química parecida, propiedad física diferente Gravedad especifica Viscosidad Poder calorífico Curva de destilación Punto de inflamación Contenido de carbón conradson Contenido de cenizas Contenido de sedimento y agua Contenido de azufre
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOSGRAVEDAD ESPECIFICA: Relación de densidad con respecto al agua
ó
Variación con la temperatura: Un líquido se expande cuando se incrementa la temperatura y se contrae cuando se disminuye
5.131
5.141
APIO
32 2.62
ft
lbOH
gal
lb34.8
5.1315.141
APIO
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS VISCOSIDADLa medida de la resistencia a fluir. Para un combustible líquido es la facilidad para ser bombeado y atomizado.Los combustibles líquidos se manejan a diferentes niveles de viscosidadComportamiento de la viscosidad con la temperaturaA mayor temperatura menor viscosidad (GPSA FIG 23.21)
PODER CALORIFICOEnergía liberada como calor en la combustiónRelación poder calorífico y gravedad específica
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS DESTILACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS Combustibles destilados: baja viscosidad, humedad y contenido de metalesCombustibles residuales: alto contenido de contaminantesLa destilación ayuda a determinar el comportamiento de los combustibles líquidos.
PUNTO DE CHISPATemperatura a la cual los vapores del combustible liquido produce combustión rápida en presencia de una llama.Propiedad que determina la seguridad en el manejo de los combustibles líquidos
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
RESIDUOS DE CARBÓNTendencia a formar hollín en el proceso de combustiónSe mide como carbón conradson y determina el potencial del combustible líquido a formar humos.
CONTENIDO DE CENIZAS Y METALESMaterial no inflamable presente en el combustible.Causan problemas en los equipos y en la eficiencia de la transferencia de calor
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
AGUA Y SEDIMENTOSArrastre de humedad y lodos en los procesos de destilación.Causan discontinuidad de la llama y obstrucción en los quemadores.Daños en los equipos de control.
CONTENIDO DE AZUFRE Y NITROGENOComponentes orgánicos que liberan óxidos de azufre y nitrógeno en la combustión.Causan corrosión y lluvia ácida.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
PUNTO DE FLUIDEZTemperatura mas baja a la cual el combustible líquido fluye.Propiedad que determina inversiones para su manejo.
TEMPERATURA DE AUTO – IGNICIONLa temperatura mas baja para que ocurra combustión auto-sostenida en ausencia de llama o chispaEs una indicación de la facilidad de un combustible a combustirTemperatura auto-ignición de gasolina: 370 oC
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES GASEOSOS
Un combustible gaseoso es más fácil de manejar y su combustión es limpia y sin problemas de operación.
El gas es un combustible de fácil quemado, ya que para su combustión sólo requiere ser mezclado con determinada cantidad de aire a condiciones óptimas de temperatura.
CLASIFICACIÓN DE LOS GASES COMBUSTIBLES PRIMERA FAMILIA: Gases manufacturados SEGUNDA FAMILIA: Gas Natural TERCERA FAMILIA: GLP, Propano, Butano
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES GASEOSOS
COMPOSICION TÍPICA DEL GAS NATURAL
METANO: 70 – 96% ETANO: 1 – 14% PROPANO: 0 – 4% C+
4: 0 – 2%
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
Propiedad. UnidadesEspecificaciones de calidad.
Mínimo. Máximo.
Poder calorífico bruto. Kcal/sm3 8450 10300
Sulfuro Hidrógeno. (H2S) mg/sm3 3
Azufre Total. (S) mg/sm3 15
Vapor de agua mg/sm3 65 – 4 lb/MMPC
Dióxido carbono. (CO2). % Vol. 3.5
Gases Inertes (*). % Vol. 6
Temperatura. °C. 50
Material Sólido. Libre de polvos, gomas y de cualquier sólido que pueda ocasionar problemas en la tubería.
Líquidos. Libre de agua en estado líquido.
COMBUSTIBLES GASEOSOS
APLICACIONES DEL GAS NATURAL COMO COMBUSTIBLE
Utilización térmica clásica: gasodomésticos, calderas, hornos, turbogás. Utilización térmica especial: tratamientos térmicos (oxi-red). Utilización térmica particular: características químicas y termodinámicas tanto del gas como productos de combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
COMBUSTIBLES GASEOSOS
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES GASEOSOS
Gravedad Específica: Relación de densidad con respecto al aire.
ó @ c.s
Composición del gas Poder calorífico: energía liberada en el proceso de combustión. Temperatura de Ignición: Temperatura mas baja a la que sucede la combustión auto-sometida. Limites de Inflamabilidad: Rango de concentración aire-combustible en el que sucede la combustión.
30763.0
ft
lbaire
3
225.1m
Kg
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTIBLES
REACCION DE COMBUSTION
Combustible: Material que libera energía, cuyo principales componentes son C y H.
Oxidante: El aire cuya composición es 79% N2 y 21% O2.
Productos de combustión: Compuestos resultado de la reacción de combustión.
La ecuación de reacción presenta el resultado inicial y final, no indica el camino real de la reacción que involucra varias etapas.
OHCOOCH 2224 22
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
REACCION DE COMBUSTION
La ley de conservación de la masa
La ecuación de una reacción química es una expresión cualitativa y cuantitativa.
En la oxidación completa se produce el máximo rendimiento energético y los productos finales no son susceptibles de nueva combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA: Es el estudio de la cantidad de materia proporcional en la combinación para que ocurra una reacción.
La estequiometría es el punto de partida para el diseño de un equipo de combustión. Permite:
Cantidad de aire requerida para quemar una determinada cantidad de combustible. Cantidad y composición de los gases producto de la combustión. Determinar coeficientes de transferencia de calor
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
BALANCE ESTEQUIOMETRICO
Vi: Coeficiente estequiométrico, signo positivo para productos, signo negativo para reactivos.Ci: Compuestos que entran a la reacción.
k
iiCv
11 0
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Los productos de la combustión se presentan en forma gaseosa, cuando existe baja temperatura es posible la condensación de agua.
Para los productos de combustión se aplica con bastante aproximación la ley de los gases ideales.
Si V1=1 Se aplica la ley de conservación de las especies químicas así:
Para C: 2 = V3
Para H: 6 = 2 V4 V4=3Para O: 2V2 = 2V3 + V4 Reemplazando V3 y V4 tenemos:
OHVCOVOVHCV 242322621
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
27
2 V
OHCOOHC 22262 3227
ESTEQUIMETRIA DE LA COMBUSTION
Determinación de Oxígeno y aire teóricoCantidad mínima para oxidar todo el combustible.
Cantidad de oxígeno: (n + m/4) / vol CnHm VO2= 0.21Va o Va=4.76VO2
Cantidad de aire: (4,76)(n + m /4) / vol CnHm
OHm
nCOOm
nHC mn 222 24
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIMETRIA DE LA COMBUSTION
Para una mezcla de gas como combustible se tiene:
Donde:XO2: Fracción volumétrica de O2 en el combustibleVam: Volumen de aire teórico por volumen de gasXi: Fracción de componente i en la mezcla de gas.Vai: Volumen de aire teórico del componente i, por volumen del gas i
21
76.4 XoVXVn
naiiam
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Ejemplo de cálculo teórico de aire para la combustión .
Determinar el volumen de aire teórico para quemar un metro cúbico del siguiente gas natural: CH4:85% C2H6:13% C3H8:2%
Contenido de oxígeno en el gas es cero, luego Xo2= 0
3
12
76.4)(i
Oaiiam XVXV
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Ejemplo de cálculo teórico de aire para la combustión .
2)4
41(
4CHVo
2
7)
4
62(
62HCVo 5)
4
83(
83HCVo
52.976.4*24
CHVa 66.1676.4*2
762
HCVa 8.2376.4*583
HCVa
)8.23)(02.0()66.16)(13.0()52.9)(85.0( amV
gasmairemVam33 /73.10
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
EXCESO DE AIRE: Para obtener la combustión completa se requiere utilizar una cantidad adicional de aire a la teórica
En los productos de la combustión debe estar presente el aire no requerido en la reacción de combustión Los equipos de combustión se diseñan para trabajar con exceso de aire a fin de garantizar una combustión completa
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
EXCESO DE AIRE: La eficiencia del equipo esta relacionada directamente con los requerimientos de exceso de aire: mayor eficiencia menor exceso de aire.
El exceso de aire se relaciona con: Temperatura deseada de los gases Variaciones de la carga térmica del equipo Limitaciones de tipo metalúrgico
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
EXCESO DE AIRECálculo de exceso de aire a partir de medir el suministro de aire:
%aire exceso= [ ( aire utilizado - aire teórico ) / aire teórico] 100
Cálculo de exceso de aire a partir de la composición de los gases de combustión :
%aire exceso=donde: X: Es la fracción molar o volumétrico de los diferentes compuestos presentes en los gases de combustión.
100*)266.0
(23
2
ON
OX XX
XA
97.27% reexcesodeai
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
EXCESO DE AIRE
Cálculo de exceso de aire cuando en los gases de combustión esta presente combustible no quemado, hidrógeno y monóxido de carbón
)(5.0266.0
)(5.0
222
22
HCOON
HCOAX
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
EXCESO DE AIRE
Cálculo de exceso de aire si solo se conoce el contenido de dióxido de carbono en los gases de combustión
(CO2)t: Producción teórica de CO2 para el combustible dado(CO2) : Producción real de CO2 en los gases de combustión
t
tX COCO
COCOA
)(100
)(7900
22
22
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Ejemplo: Los gases de combustión en base seca de una caldera , presentan la siguiente composición: 5% O2 y 9% CO2. Determinar el exceso de aire.
1222 ONCO XXX
100*05.0)76.3/86.0(/05.0% airedeexceso
86.02NX05.0
2OX 09.0
2COX
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
% exceso de aire = 27.97%
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTIONVolumen de productos de combustión, generados por la combustión completa de un volumen de gas a condiciones teóricas.
PRODUCTOS DE COMBUSTION HUMEDOSe tiene en cuenta el agua producto de la reacción de combustión.
V’fo= (n+m/2)CnHm+0.79Va
Donde: V’fo :Volumen de gases de combustión incluyendo el agua Va :Volumen teórico de aire
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTION SECONo se tiene en cuenta el agua producto de la reacción de combustión
Vfo = nCnHm + 0.79Va
Donde Vfo: Volumen de gas de combustión sin incluir el agua
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTION
Cálculo de volumen de gases de combustión para una mezcla de gases como combustible.
Donde:V’fo , Vfo : Poderes fumigeno húmedo y seco. : Fracción de N2 en la mezcla de gas combustible. : Fracción de CO2 en la mezcla de gas combustible.Vfo’m , Vfoi: Poderes fumigenos húmedos y secos para cada
componente i.
22
)'(' ' CONfoiimfo XXVXV
22
)(' CONfoiimfo XXVXV
2NX
2COX
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTION
Cálculo de volumen de gases de combustión incluyendo el exceso de aire.
).()'('22' amreexcesodeaiCONfoiimfo VXXXVXV
).()('22' amreexcesodeaiCONfoiimfo VXXXVXV
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Ejercicio: Calcular el volumen de gases de combustión con base húmeda y seca
Para un gas cuya composición es: CH4 =85% C2H6=13% C3H8=2%
CH4 : V’fo = (1+4/2) + 0.79(4.76)(1+4/4) Va =(4.76)(n+m/4) V’fo =10.52
Vfo= (1)+0.79(4.76)(1+ 4/4) = 8.52
C2H6 : V’fo= (2+6/2) + 0.79(2+6/4)(0.76) = 18.16o = 15.16
C3H8: V’fo = (3+8/2) + 0.79(4.76)(3+8/4) = 25.8 = 21.8
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTION
= 0.85(10.52) + 0.13(16.16) + 0.02(21.8) + 0 + 0 = 11.82 m3 de gases de combustión/m3 de gas combustible
= 0.85(8.52) + 0.13(15.16) + 0.02(21.8) + 0 + 0 = 9.465 m3 de gases de combustión/m3 de gas combustible
22
)'(' CONfoiifom XXVXV
22
)( CONfoiifom XXVXV
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRODUCTOS DE COMBUSTION
Determine en volumen de gases de combustión con un 10% exceso de aire.
Exceso de aire = %exceso * Vam
= (0.1)(10.73) = 1.073
V’fo = 11.82 +1.073 = 12.893Vfo = 9.465 + 1.073= 10.538
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
HUMEDAD EN EL AIRE DE COMBUSTION
La cantidad de vapor de agua en el aire se puede calcular midiendo directamente la masa de vapor de agua presente en una masa unitaria de aire seco, lo que se denomina humedad absoluta o especifica (w):
a
vmw
a
o
a
v
P
Pmw 622.0
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
HUMEDAD EN EL AIRE DE COMBUSTION
La saturación de aire con vapor de agua se logra cuando se inicia la condensación de la humedad, es decir se presenta una separación física del aire y el agua líquida.
La humedad relativa, , es la cantidad de vapor de agua contenida en el aire en relación con la cantidad máxima de humedad permitida a las condiciones de presión y temperatura.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
HUMEDAD EN EL AIRE DE COMBUSTION
Pg : Presión de saturación @ T
Donde: mv : masa de vapor
mg : máximo contenido de vapor en el aire a condición de saturación
Relacionando humedad absoluta con humedad relativa tenemos:
w : masa de agua / masa de aire seco
g
v
g
v
g
v
P
P
RTVP
RTVP
m
m
/
/
g
g
PP
Pw
622.0
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
HUMEDAD EN EL AIRE DE COMBUSTION
Ejemplo: En 100 m3 de aire a 1 atmósfera de presión y 50ºC y una humedad relativa de 80%; determine la masa de vapor de agua existente y su volumen
Pg (1 atm y 50ºC) = 12.349 Kpa
Pv = Pg = 12.349 Kpa * 0.8 = 9.88 Kpa
PT = Pa + Pv
Pa = 101.92 – 9.88 = 91.44 Kpa R = 8.31434
a
v
aire
vapor
P
P
m
mw 622.0
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
HUMEDAD EN EL AIRE DE COMBUSTION
maire = 0.9874 Kgr mvapor = 0.066 Kgr
0672.044.91
88.9*622.0 w
aaa
a MTR
VPm
)323)(31434.8(
)29)(1)(44.91( mma
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
PV = nRT
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
ANALISIS DE LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION La presencia de CO y H2 en los gases de combustión causan ineficiencia en el equipo por menor energía y pérdida de combustible.Alto exceso de aire genera alto volumen de gases de combustión lo que provoca pérdidas de calor con los humos.
Control del suministro de aire al proceso de combustión
Determinación de la composición de los gases de combustión
Análisis Orsat y Analizadores de oxígeno tipo óxido de Circonio
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOETRIA DE LA COMBUSTION
ANÁLISIS DE LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN
ANALIZADOR ORSAT Principio de Operación
Ley de volúmenes parciales Absorción de cada componente de la mezcla a T y P constantes Resultados en base seca
ANALISIS DE LOS RESULTADOS DEL ORSAT Combustión completa o incompleta Exceso de aire en la reacción Emisiones de combustible no quemado Cantidad de agua en los gases de combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
ANÁLISIS DE LOS PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN
DETERMINACION DE LA RELACION CARBONO-HIDROGENO EN EL COMBUSTIBLE
EJERCICIO CON DATOS DE ANALIZADOR DE ORSAT
Un hidrocarburo reacciona con aire a 1 atmósfera de presión, 15 ºC y 60% de humedad relativa. El análisis en volumen Orsat de los humos es el siguiente: CO2: 10% ;O2: 2.37% y N2: 87.1%. Determinar la relación C / H en peso del combustible
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUEOMETRIA DE LA COMBUSTION
Cálculo de la cantidad de agua en los gases de combustiónCantidad de N2: 87.1 molesCantidad de O2: 87.1/3.76 =23.1 moles O2 totalO2 para formar agua= O2 total - O2 Gases de CombustiónO2 (H2O)= 23.1 - 12.635= 10.465 moles O2 para formar H2OH2 en el combustible: 2 * moles de O2 (H2O)H2 en el combustible: 2 * 10.465= 20.93 moles de H2
Cantidad de agua formada: 20.93 moles H2O por 100 moles de humos secos
Cálculo de Relación C / HMoles de C: 10.53 molesMoles de H2: 20.93 moles Relación C / H =
018.32*93.20
12*53.10
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUEOMETRIA DE LA COMBUSTION
Análisis de los productos de combustión
DETERMINACION DE COMBUSTIBLE NO QUEMADO
EJERCICIO 2, CON DATOS DEL ANALIZADOR ORSAT.
Un combustible líquido posee C: 86% y H:14% en peso, y se quema con aire. El análisis de los gases de combustión es el siguiente:
CO2: 0.2% CO:3% O2: 3.5% N2: 83.3%
Encontrar la fracción de C no quemado.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
Sustancia Moles Moles C Moles O2 Moles N2
CO2 10.2 10.2 10.2 0
CO 3.0 3.0 1.5 0
O2 3.5 0 3.5 0
N2 83.3 0 0 83.3
Totales 100 13.2 15.2 83.3
ESTEQUEOMETRIA DE LA COMBUSTION
Desarrollo:Balance de la reacciónmC + nH + q(O2+3.76) 10.2CO2 + 3CO + 3.5O2 + 83.3N2 + pH2O
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Cantidad de aire: q= 83.3/3.76 = 22.1 moles de aireCantidad de C: m= 13.2 molesCantidad de O2 total: 22.1 moles =q
O2 para formar agua: 22.1-15.2 = 6.9
Moles de H2O: 2*6.9 = 13.8 moles de agua = pMoles de H: 2*13.8 = 27.6 moles H = n
13.2C + 27.6H + 22.1(O2 + 3.76N2) 10.2CO2 + 3CO + 3.5O2 + 83.3N2 + 13.8H2O
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Consumo de combustible: 13.2(12) + 27.6(1)=186 gramos
Composición del combustible: H:14% C:86%Moles de H: 27.6 Peso de H: 27.6*1 = 27.6
Relación másica combustible: 27.6/(x+186) = 0.14 x=11.1 gramos de hollín no quemado
Masa total de combustible: 186+11.1=197.1 gramos
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
Análisis de los productos de combustión
• Volumen de Dióxido de carbono
– Volumen de CO2 resultante de la combustión completa VCO2
• Volumen de vapor de agua total
– Volumen de H2O resultante de la combustión completa
222xCOVxV
iCOiCO
o
COCO Vf
V2
2%
iOHiOH VxV
22
o
OHOH Vf
V
'% 2
2
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
Análisis de los productos de combustión
Analizadores de oxígeno tipo óxido de Circonio
Nueva tecnología en medición de oxígeno para facilitar el control de la combustión Creación de voltaje como resultado de dos concentraciones de oxigeno diferentes, uno considerado de referencia. Relación entre el voltaje creado y las presiones parciales. Alta sensibilidad a bajas concentraciones de oxigeno Gran estabilidad y exactitud. Respuesta rápida lo que facilita un sistema de control automático. Aplicación diversa
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUIOMETRIA DE LA COMBUSTION
RELACION AIRE COMBUSTIBLE Variable que define la eficiencia del proceso de combustión. C3H8 + 5O2 3C02 + 4H2O + Energía CalóricaMolar 1 mol + 5 moles 3 moles + 4 molesPeso 44 + 160 132 + 72
Relación Aire / Combustible: AF= Peso de Aire / Peso de Combustible Moles de aire: Moles de O2 * 4.76
AF= N moles aire * PM aire/ N moles Combustible * PM CombustiblePM aire= 29
PM combustible = para una mezcla de gases
n
iiiPMX
1
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUEOMETRIA DE LA COMBUSTION
RELACIÓN AIRE COMBUSTIBLE
A° = maireteorico / mcombustible
1 mol de O2 4.76 moles de aire
CxHyOz + [O2+3.76N2] xCO2 + 1/2yH2O + 3.76 N2
)16()1()12(
3.1383.138)29)(76.4(
zyxMM combcomb
22
2 zy
x
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
ESTEQUEOMETRIA DE LA COMBUSTION
Calculo para CH3OH (METANOL)
A0 =1.44 (8C+24H+3S-3O) donde: C,H,S,O son las fracciones másicas de carbono, hidrogeno, azufre y oxígeno, en el combustible
48.6)16(1)1(4)12(1
)2
3(3.138
2
3
2
12
4)1)(2(
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE
Ejercicio: Determinar la relación aire combustible requerida para la combustión de 1 Kg de tolueno. ¿cuáles son los análisis molar y másico de los gases de combustión?
C6H5CH3 + 9[ O2 + 3.76N2] 7CO2 + 4H2O + 33.8N2
fM
3.138 9
2
414
2
02
8)7)(2(
comb
aire
lbs
lbs97.11
0)1(8)12(7
)9(3.138
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
Producto Moles Xi%
(molar)
Gramos Y1% (peso)
CO2 7 15.6 308 23.2
H2O 4 8.9 72 4.3
N2 33.8 75.5 946.4 72.5
Totales 44.8 100 1326.4 100
RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE
ANALISIS MOLAR Y MASICO
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE
EXCESO DE AIRE
A° : Relación aire-combustible teóricaA : relación aire-combustible real
A= A°Donde: es el porcentaje de exceso o defecto de aire. > 1 : exceso < 1 : defecto
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE
Ejercicio: Un carbón utilizado como combustible tiene la siguiente composición en peso: C: 80.7% ;H:4.9%;S:1.8% O:5.3% ; N:1.1% ; cenizas:10.97%. Cúal es la relación aire combustible real si se utiliza 20% de exceso
Desarrollo: Base de cálculo: 100 gr de carbón
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONQUIMICA DE LA COMBUSTION
RELACIÓN AIRE-COMBUSTIBLE
Cálculo de aire teórico:
6.725 C + 6.725 O2 6.725 CO22.45 H2 + 1.225 O2 2.45 H2O0.0562 S + 0.0562 O2 0.0562 SO20.0393 N + 0.0393 O2 0.0393 NO2
O2 total = 8.0455O2 teórico = 8.0455 – 0.1656 = 7.8799 moles
A= A° A°= (138.3*7.8799)/100 = 10.89 A= 10.89*1.2 = 13.07=A
FENÓMENOS TERMODINÁMICOS EN LA COMBUSTIÓN
Comportamiento Físico-Químico:- Relación aire-combustible- Contenido Calórico- Composición de los gases de combustión
Comportamiento Cinético:- Proceso de mezcla- Geometría de la llama- Propagación y estabilidad.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
FUNDAMENTOS TERMODINAMICOS
Todo cuerpo posee energía manifestada en su estado, en su temperatura, en su estructura molecular y en su estructura atómica.Durante los procesos de combustión se presentan cambios en el contenido energético: estructura química por efecto de una reacción como resultado del rompimiento de enlaces La termodinámica trata los cambios de energía de un sistema durante un proceso y no en la energía de los estados particulares razón por la cual se establece el estado de referencia estándar.
H2O
Liq.
H2O Liq.
H2O Liq.
C.S 300C 800C
Energía
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
CALOR DE FORMACION
DEFINICION: Cambio de energía entálpica que acompaña la formación de un mol de sustancia a partir de sus elementos, o reactivos cuando la reacción ocurre a condiciones estándar (P0= 1atm T0= 250C). El calor de formación de sus reactivos en su estado estándar es cero. Ah0 H2= 0 Ah0H 0
La entalpía de una sustancia cualquiera en el estado de referencia es igual a su entalpía de formación h0
f= h (T0, P0)
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
ENTALPIA ABSOLUTA
Definición Contenido de energía de un compuesto a unas condiciones de T y P, la cual es la sumatoria de la energía de formación más la entalpía sensible
Entalpía absoluta de una compuesto consiste de la energía asociada a su formación, y otra relacionada con el cambio de las condiciones respecto a la estándar a composición constante
),(),( PThhPTh f
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
ENTALPIA ABSOLUTA
Determinación de entalpía absoluta:
Gases:
Líquidos sólidos:
PT
PT
dhPTh,
,
),(
)(),( TTCPTh
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
PODER CALORIFICO
Definición: Es la cantidad de energía liberada cuando un combustible se quema por completo en un proceso de flujo permanente, y los productos vuelven a las mismas condiciones de T y P que los reactivos.
Unidades de medición: BTU,Joule, Kwh, Kcalorías
Poder calorífico superior: El agua producto de la reacción de combustión permanece en forma líquida en los productos de combustión.
)(2)(2)(2)( 2)4/( lggg OH
mnCOOmnCnHm
)(2)(2)(2)( 2)4/( gggg OH
mnCOOmnCnHm
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
PODER CALORIFICO
Poder calorífico Inferior: El agua producto de la reacción permanece en forma gaseosa.
(PCS – PCI) : Calor requerido para vaporizar el agua producto de la combustión
iim PCXPC
iigas PCSXPCS
gasmkwhPCSgas3/532.12)3.28(02.0)6.19(13.0)08.11(85.0
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
Cálculo del poder calorífico:Mezcla de un combustible gaseoso:
Donde:PCm : Poder calorífico de la mezclaPCi : Poder calorífico del componente iXi : Fracción del componente i en la mezcla
Combustibles líquidos y sólidos: Método experimental mediante el uso de un calorímetro
Ejercicio: Calcular el PCS de una mezcla gaseosa de CH4: 85% ; C2H6: 13% ; C3H8: 2%
PODER CALORIFICO
PODER CALORIFICO
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTERMODINAMICA DE LA COMBUSTION
Introducción:Las condiciones de combustión están referidas por la relación aire-combustible en la reacción y proporción de aire (aire realmente usado/aire teórico).
Relación aire-combustible: R=Qa/Qg Donde: Qa: Flujo de aire, m3/h Qg: Flujo de gas, m3/h
Proporción de aire: n=Qa/(VaQg)=R/Va Donde: Va:Volúmen teórico de aire/m3gas
Combustión Estequiométrica o ideal:Es aquella reacción de combustión que utiliza la cantidad mínima de aire necesaria para la combustión completa. No hay presencia de oxígeno y combustible en los gases de combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTION
COMBUSTION INCOMPLETA
Reacción donde los elementos que conforman el combustible no son completamente oxidados en el proceso de combustión. Los componentes que identifican una combustión completa en los gases de combustión son C, CO, H2, OH.
Las causas de una combustión incompleta :- Cantidad insuficiente de oxígeno- Mezcla combustible - aire deficiente - Tiempo de residencia inadecuado
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTION
COMBUSTION REAL
Es la practica común de combustión donde un exceso de aire garantiza la reacción con todo el combustible liberando la energía total contenido en dicho combustible. Exceso de aire superior al exigido en la combustión real causa ineficiencia en el proceso.
COMBUSTION ADIABATICA
Proceso donde todo el calor liberado en la combustión se usa exclusivamente a elevar la temperatura de los gases de combustión. No existe intercambio de calor con los alrededores.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONTIPOS DE COMBUSTION
CONDICIONES PARA LA COMBUSTION
La mezcla combustible - oxidante reaccionan generando una llama auto - sostenida cuando se cumplan ciertas condiciones termodinámicas y cinéticas que el proceso de combustión exige.
TEMPERATURA DE INFLAMABIIDAD
Temperatura a la cual lo vapores de combustible en presencia de aire y una fuente de calor reaccionan y se propaga poco a poco a toda la masa de combustible.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONDICIONES PARA LA COMBUSTION
CONDICIONES PARA LA COMBUSTION
LIMITES DE INFLAMABILIDAD
Límites de concentración aire - combustible inferior y superior para que ocurra la reacción de combustión auto - sostenida en presencia de una fuente de calor. Los límites de concentración varían de acuerdo al tipo de combustible.
TEMPERATURA DE IGNICION
Es la temperatura mas baja a la cual la reacción de combustión se auto - sostiene. La temperatura de ignición depende de las condiciones cinéticas de la reacción del combustible y los equipos de combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONDICIONES PARA LA COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONDICIONES PARA LA COMBUSTION
CONDICIONES PARA LA COMBUSTION
Inestabilidad de llama
Llama: La manifestación visible y calórica de la reacción de combustión Tipos de llama en función de la mezcla aire - combustible
Sin mezcla previa: Baja temperatura, gran longitud, color amarillo (gas) Con mezcla previa: Alta temperatura, longitud corta, color azul (gas)
Velocidad de propagación de la llama propiedad característica de cada combustible bajo una condición ideal de la mezclaVelocidad de salida del combustible: Condición de presión de suministro de la mezcla aire - combustible o combustible (caso llama sin mezcla previa)Estabilidad de la llama: Equilibrio entre las velocidades de propagación y salida del combustible
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONDICIONES PARA LA COMBUSTION
Causas de Inestabilidad de la llama Aumento de presión de suministro de combustible:Desprendimiento de llama. Baja presión de suministro de combustible : Retrollama o retroceso
Factores que determinan estabilidad de llama Forma y dimensiones de los orificios de los quemadores Naturaleza del combustible Relación de pre-mezcla aire-combustible Temperatura de la mezcla aire-combustible: incremento de la temperatura disminuye la tendencia al desprendimiento y aumenta la posibilidad de la retrollama. Deficiencia de aire primario a la salida del quemador y aire secundario alrededor de la boquilla ocasiona puntas amarillas en la llama
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONDICIONES PARA LA COMBUSTION
ETAPAS EN EL PROCESO DE COMBUSTION
1. Etapa de Pre-combustión
2. Etapa de combustión propiamente dicha
3. Etapa de Post-combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Recibo por Carrotanque
Tanque de almacenamiento
Tanque Diario
QuemadorPrecalentador
Filtracion
ETAPA DE PRE-COMBUSTION
- Actividades de manejo y suministro del combustible hasta los quemadores del equipo de combustión.
- La problemática de la pre-combustión esta referida al tipo de combustible y a las facilidades que se dispongan
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
ETAPA DE COMBUSTION PROPIAMENTE DICHA
Etapa donde se realizan el conjunto de reacciones químicas de oxidación que desprenden energía química en forma de calor asociado a la formación de llama
Existencia de combustible-comburente-energía de activación
El quemador es el equipo principal en esta etapa de combustión: Facilita la mezcla aire-combustible Garantiza estabilidad del proceso Facilita la atomización de combustibles líquidos Facilita la continua ignición de la mezcla Disminuye los efectos negativos de contaminación atmosférica
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
ETAPA DE POST-COMBUSTION
Manejo que se da a los gases de combustión para cumplir los objetivos de transferencia de calor.
La etapa de post-combustión incluye:
Cámara de combustión: Acomodar llama y mantener temperatura y tiempo de residencia
Sección de convección: Area de intercambio de calor entre los gases de combustión y el proceso .
Chimenea: Salida a la atmósfera de los gases de combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
ETAPA DE POST-COMBUSTION
La etapa de post-combustión incluye:
Equipo de manejo de aire: Suministro e aire para la mezcla con el combustible
Tiro forzado Tiro inducido Tiro balanceado Tiro Natural
Sistema de control: Instrumentación requerida para regular y controlar el proceso de combustión.
Corrosión y limpieza interna
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Mecanismos del Proceso de Combustión
Las variables que intervienen en el proceso de combustión están relacionadas con las propiedades de los combustibles; como aquellas propiedades externas del combustible como son los equipos de proceso, la turbulencia y el tiempo de residencia. Tanto los unos como los otros influyen en forma positiva o negativa en el logro de un correcto proceso de reacción definido claramente en el modelo de la combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Mecanismos del Proceso de Combustión - ATOMIZACION
Generalidades
– Requerido para el uso de combustibles líquidos
– A menor tamaño de partículas menor tiempo para que ocurra la reacción
– La atomización busca romper la masa de liquido en pequeñas gotas para facilitar el modelo de la combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Mecanismos del Proceso de Combustión - ATOMIZACION
Propiedades del combustible que inciden en la atomizaciónViscosidad del líquido• A menor viscosidad mejor atomización• Cada quemador esta diseñado para una viscosidad del combustible
determinado• La temperatura como variable operacional para lograr la viscosidad
del combustible
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Mecanismos del Proceso de Combustión – ATOMIZACIONFactores dependientes del equipo
Tipos de Atomización Atomización mecánica Atomización fluido motriz
Variables operacionales en la atomización Presión del combustible a la entrada del quemador: alta para
atomización mecánica Tipo de fluido motriz: calidad y cantidad Diámetro de la boquilla Angulo de dispersión Relación fluido motriz - combustible
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Generalidades- Todo combustible reacciona en estado gaseoso.- La mezcla aire-combustible se realiza en estado gaseoso
Factores que afectan la velocidad de evaporación.- Tamaño de partícula.- Conductividad térmica del combustible.- Temperatura de ebullición.- Poder calorífico.- Turbulencia en la cámara de combustión- Alta temperatura de la cámara
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
Mecanismos del Proceso de Combustión - VAPORIZACION
SECADO DE LOS COMBUSTIBLES
Eliminación de la humedad contenida en el combustible lo que ocasiona una menor temperatura de cámara de combustión, pérdida de eficiencia y baja velocidad de reacción de combustión.
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
ETAPA DE IGNICIÓN E INFLAMABILIDAD Para llegar al punto de ignición e inflamabilidad los vapores del combustible se someten a un post-calentamiento y mezcla con aire.
Todo combustible es una mezcla de componentes de diferentes puntos de ignición, por lo que la combustión se presenta como un modelo de diferentes secuencias de acuerdo a la naturaleza de los vapores.
ZONA DE REACCIÓN Y LLAMA
Serie de reacciones en cadena para obtener CO2, H2O, CO, NOX, etc. Las características de la llama depende del tipo de combustible, de las especificaciones del equipo de combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONMECANISMOS DEL PROCESO DE COMBUSTION
IntroducciónEl cálculo teórico del proceso de combustión se basa en la combustión adiabática, es decir el calor desprendido por la reacción es absorbido por los gases de combustión
Temperatura Adiabática de LlamaTemperatura máxima de los gases de combustión cuando toda la energía química liberada en el proceso de combustión se usa para elevar su temperatura. No existe interacción con los alrededores ni cambios de energía cinética y potencial en la corriente del combustible- Reacción completamente aislada
Temperatura Adiabática Entalpia de productos = Entalpia de los reactivos
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCALCULO TEORICO DEL PROCESO DE COMBUSTION
Cálculo Temperatura Adiabática de Llama
Cálculo del contenido entálpico de los reactivos como energía química de reacción
Composición de los gases de combustión sobre la base de un volumen de combustible
Asumir una temperatura adiabática y confrontar calor liberado por la reacción y el contenido entálpico de los gases de combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCALCULO TEORICO DEL PROCESO DE COMBUSTION
• Todo el calor entregado por la reacción de combustión no es aprovechado por el proceso lo que significa que parte de este calor se pierde al medio externo, de igual manera no siempre ocurre combustión completa
• Eficiencia del proceso: Relaciona el calor absorbido por el proceso con el calor total entregado por el combustible
• Factores que afectan la eficiencia– Mezcla aire-combustible defectuosa– Tiempo insuficiente para que ocurra la reacción– Suministro inadecuado de reactivos
100*TotalCalor
rocesoentregadopCalor
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONEFICIENCIA DEL PROCESO DE COMBUSTION
Diagrama de Sankey
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONEFICIENCIA DEL PROCESO DE COMBUSTION
Control de la reacción de combustión
• El control de la reacción de combustión se constituye en uno de los principales parámetros a tener en cuenta en la búsqueda de la eficiencia de los equipos de combustión minimizando el consumo de combustible– Medición directa de la regulación aire-combustible– Medición de la concentración de dióxido de carbón– Concentración de oxígeno en los gases de chimenea– Contenido de monóxido de carbón en los gases de
combustión
PRINCIPIOS DE COMBUSTIONCONTROL DE LA REACCION DE COMBUSTION
EQUIPOS DE COMBUSTION
CALDERAS
• DEFINICION: Una caldera es un recipiente cerrado en el cual se calienta agua, se genera vapor, se sobrecalienta bajo presión o vacío mediante la aplicación de calor de combustibles
• OBJETIVO: Generación de vapor o producción de agua caliente
• USOS: Residencial - Comercial - Industrial – Generación Electrica
• CONSIDERACIONES DE DISEÑO: Tipo de combustible – Capacidad de Generación mínima, normal y máxima
EQUIPOS DE COMBUSTIONEQUIPOS INDUSTRIALES
TUBO BAJANTE
AGUA
GA
SE
S C
AL
IEN
TE
S
TUBO ELEVAFOR
VAPORMEZCLA
VAPOR AGUA
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Circulación Natural: Flujo de Agua y vapor por diferencia de densidad por efecto de la temperatura
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Circulación Forzada: Uso de bomba de agua para garantizar flujo en la caldera
Para entender la operación de una caldera es necesario observar lo que sucede con las corrientes que intervienen en el proceso
• Ciclo de calor: combustible y gases de combustión• Ciclo de agua : Circulación y alimentación al sistema• Ciclo de vapor: Generación y sobrecalentamiento• Ciclo de condensado: Agua formada del vapor producido
después de realizar su trabajo
Componentes de las Calderas
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
• Hogar: Liberación de calor por reacción de combustión. Su diseño se basa en tiempo – turbulencia - temperatura
• Sección de la Caldera o Convención: Área de intercambio de calor con los gases de combustión calientes
• Sobrecalentador: Area de intercambio de calor con los gases de combustión para incrementar la temperatura del vapor.– Radiante– Convección
• Calentadores de Aire: Incremento de eficiencia térmica• Chimenea: Punto de salida de los gases de combustión.
- Tiro Natural - Tiro Inducido - Tiro Balanceado - Tiro Forzado
Componentes de las Calderas
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Chimenea: Punto de salida de los gases de combustiónChimenea: Punto de salida de los gases de combustión
• Tiro Teórico: Fuerza debida al diferencial de densidad entre aire atmosférico y los gases de combustión
• Tiro Real: Diferencia de tiro teórico con las perdidas causados por fricción y velocidad de los gases
Componentes de las Calderas
1
11...256.0
TTPLpt
2.51
2
2g
f D
fL
g
up
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Pérdidas por velocidad =
Caldera Pirotubular – Tipo Horizontal
EQUIPOS DE COMBUSTION TIPOS DE CALDERAS
Productos de combustión fluyen por el interior de los tubos. Su costo es bajo comparado con una caldera acuatubular La capacidad de las calderas pirotubulares es limitada. Máximo
30.000 libras por hora de vapor La fluctuación de demanda de vapor ocasiona pequeños
cambios operacionales por su capacidad de almacenamiento de agua.
Requieren mayor tiempo para su estabilización. Capacidad de sobrecarga es limitada. Requiere limpieza interna de los tubos, su frecuencia depende
del tipo de combustible utilizado y la limpieza con que se realiza la combustión.
Calderas Pirotubulares
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera Pirotubular – Partes de la Caldera Horizontal
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Pirotubular – Caldera Horizontal a carbón
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Pirotubular – Tipo Económico tres pasos
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Pirotubular – Hogar interior de 4 pasos
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Pirotubular – Tipo Vertical
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Ventajas:• Compactas y manejables• Bajo costo inicial• Poca superficie por HP• Instalación rápida y sencilla• No requieren bases especiales
Desventajas: • Dificultad para limpieza interna• Baja capacidad de agua, afecta la operación a cambios de
producción de vapor• Propensa a arrastres de humedad en el vapor• Baja eficiencia
Calderas Pirotubulares Verticales
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera Acuatubular
Principio Operacional:
El agua circula por el interior de los tubos expuestos a los gases de combustión.
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Tipo Circulación Natural Circulación de agua debida a la diferencia de densidad entre la
columna descendente de agua y la ascendente de vapor y agua Calderas de tubos rectos: Bajas presiones Calderas de tubos curvos: Facilita dilatación, flexibilidad en la
disposición
La mayoria de las calderas acuatubulares poseen diseños tipo A,D,O
Calderas Acuatubulares
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera Acuatubular de tubos rectos
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Acuatubular de tubos curvos
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Acuatubular compacte tipo D
EQUIPOS DE COMBUSTIONTIPOS DE CALDERAS
Caldera Acuatubular – Tipo A
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera Acuatubular – Tipo D
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera Acuatubular – Tipo O
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Calderas Acuatubulares de Circulación Forzada
• Requeridas en producción de vapor a alta presión• Uso de bombas para facilitar circulación de agua• Operación a una condición de mínimo flujo de producción de
vapor• Mínimo espacio para su instalación• La circulación forzada asegura una refrigeración a todos los
tubos• Eliminan el uso de tambores acumuladores de agua• Utilizan tubos de menor diámetro respecto a los de flujo natural• Mínima área requerida para su instalación.
Calderas Acuatubulares
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
Caldera para Quemar Gas, fuel y Carbón Pulverizado
EQUIPOS DE COMBUSTIONCALDERAS
OBJETIVO: Aumentar temperatura a una corriente de proceso
USOS: Procesos de refinación – Secado – Petroquimica - Quimica
TIPO DE TRANSFERENCIA DE CALOR: Conducción – Radiacion y Conveccion.
CONSIDERACIONES DE DISEÑO: Capacidad Térmica
TIPOS DE HORNOS: – Horizontales: Tipo Cabina, Tipo Cajón– Verticales: Cilíndricos
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE PROCESO
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE PROCESO
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE PROCESO
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE PROCESO
Características:• Operación por batch o continuos• La calidad del combustible influye en el producto a tratar• Operan a altos excesos de aire• Construcción metálica o mampostería• Hogar en ladrillo refractario
Usos:• Industria de la Cerámica• Secadores de Laminas• Secadores de Madera
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Hornilla industria Cerámica y Ladrillera
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Clasificación:• Secadoras: Flujo Continuo• Secadoras por batch• Silas secadoras
Secadoras de Flujo Continuo:• El producto a secar se alimenta en forma continua o intermitente
pero con inventario permanente del producto en su interior• Operación de secado y enfriamiento se efectúan en forma
simultanea y continua• Pueden operar a flujo vertical, mixto y cruzado
Secadoras de flujo en Contracorriente y Co-Corriente
EQUIPOS DE COMBUSTIONSECADORAS DE ALIMENTOS
Secadora de Flujo Continuo
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Secadora de Parrillas
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Secadora en Tres Etapas
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Secadora por batch en dos ciclos
EQUIPOS DE COMBUSTIONHORNOS DE FUEGO DIRECTO
Equipos para uso con gas natural – Sector Residencial y Comercial
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Clasificación de los Gasodomésticos Naturaleza de los gases utilizados Instalación y método de evacuación de los gases de
combustión Debido al uso de gasodomésticos
Naturaleza de los gases utilizados Categoría I: Artefactos diseñados para utilizar gases de
una sola familia Categoría II: Artefactos diseñados para utilizar gases de
dos familias: Gas y GLP
Equipos para uso con gas natural – Sector Residencial y Comercial
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Clasificación de los Gasodomésticos - Instalación y Evacuación de los Humos
Tipo A: No requieren ductos de evacuación: Cocinas, hornos y secadoras
Tipo B: Aparatos que requieren evacuación de humos al exterior. El aire de combustión se toma del recinto donde se encuentran instalados. Tipos B1 (tiro natural) B2 (forzado)
Tipo C: Evacuación de humos al exterior. En aire de combustión se toma del exterior del recinto donde se encuentra.
Equipos para uso con gas natural – Sector Residencial y Comercial
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Clasificación de los Gasodomésticos - Debido al uso del Gasodomésticos
Aparatos populares: Equipos pequeños y transportables Aparatos de uso doméstico: Equipos a usar en el interior
de las viviendas Aparatos de uso comercial o colectivo: Aparatos ubicados
en locales donde concurren personas diferentes al manejo del equipo
Aparatos de uso industrial: Aparatos que consumen altos volúmenes de gas.
Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Aparatos Domésticos de Cocción
Cocina o Estufa Horno
Gratinador
Placa radiantedel gratinador
Quemador
Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Calentador Acumulador
Aguacaliente
Energía
Aguafría
calor
Aguacaliente
Energía
Aguafría
Calentadorinstantáneo o
de paso continuo Calentadorpor acumulación
Cal
or
Aislamiento
Tanque de agua
CHIMENEA
ÁNODO DE MAGNESIO
ESPIRAL
TANQUE PORCELANIZADO
TUBO DE ENTRADADE AGUA FRÍA
AISLAMIENTO
TERMÓSTATO
PUERTA
QUEMADOR
DRENAJE
ENCENDIDO ELECTRÓNICO
VÁLVULA DE SEGURIDAD
Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Calentador de Paso o Instantáneo
Aguacaliente
gas
Aguafría
4
7
3
2
9
10
5
6
8
1
7
Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Calentadores de Ambiente
Quemador atmosférico con llama de premezcla
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Su mayor uso en los Gasodomésticos Quemador Gas Inductor – Aire Inductor Componentes del Sistema Inyector: Punto de descarga del gas combustibles Mezclador: Venturi de mezcla aire-gas Cabeza o Boquilla: Punto donde se efectúa la combustión Características del Quemador Potencia Térmica Rata de aireación primaria Funcionamiento OptimoFormación de CO en la combustión
Instalación de Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
El manejo incorrecto del gas y el uso inapropiado de los gasodomésticos ocasionan riesgos por lo que se requiere verificar su instalación y selección.
La instalación debe obedecer a las instrucciones de los fabricantes en lo referente a:
Fijación Distancia mínima entre equipos deber ser 0.4 metros Correcta ventilación en el área de instalación Conexiones de los aparatos: Tubería rígida – Tuberia flexible
Tubería Rígida: Equipos empotrados o fijos Tubería Flexible: Equipos móviles
Ventilación de Recintos Interiores
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Localización del gasodomestico (Calentador de agua): Circulación libre y espontánea del aire de combustión, renovación y dilución.
Requerimientos adicionales de aire: Inyección de aire adicional cuando exista en el recinto limitación de aire
Método de ventilación en espacios confinados (NFPA-54)
Comprobación del Funcionamiento de los Gasodomésticos
USO RESIDENCIAL Y COMERCIALDEL GAS NATURAL
Funcionamiento del Inyector Comprobar la correcta selección del inyector respecto al
gas a utilizar Comprobar el diámetro nominal Fijación y soportes del tubo de conexión
Aspecto de las llamas Operación de válvula de entrada (Máximo y mínimo flujo): No
extinción de la llama. Dispositivos de seguridad Correcto funcionamiento: Realizar pruebas mediante
accionamiento manual
PARAMETROS PARA EL
DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
DISEÑO
Potencia térmica requerida Capacidad de relevo de calor Eficiencia del equipo Objetivo de proceso
Quemadores Criterios de selección Tipos de quemadores Aspectos ambientales
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Cámara de combustión Tipo de combustible Tiempo de residencia Selección de materiales
Operación de Quemadores Optimo mezclado Exceso de aire
Flujo volumétrico o másico de combustible requerido
Ep = Energía requerida para el procesoLHV = Poder calorífico inferior = Eficiencia del equipo sobre la base LHVQ = Flujo de combustible
Potencia Térmica Requerida
Dimensionamiento del sistema de suministros de combustibles
*
LHVE
Q p
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Transforma energía química en calor útil– Amplio rango de operación– Uniformidad en el suministro de calor– Reacción total del combustible– Impedir efectos contrarios al proceso
• Retorno de llama y Desprendimiento de llama– Facilitar la rápida ignición del combustible– Operar a niveles de ruido aceptables
Quemadores
Quemador: Representa el equipo básico del proceso de combustión y su diseño se basa en la aplicación y el tipo de combustible a utilizar
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Por presión de suministro
Quemadores de baja presión• Presión de suministro menor a 1.45 psig: Calentadores y cocinas
Quemadores de media presión• Presión de suministro mayor a 1.45 psig y menor a presión crítica
(<14 psig)
Quemadores de alta presión• Presión de suministro superior a la crítica
Quemadores a Gas Clasificación de los quemadores a gas
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
• Presión a la cual un flujo de gas en expansión alcanza la velocidad del sonido
• Cada combustible posee su propia presión crítica
Condición de presión crítica en el suministro de Gas
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Gases Presión crítica relativa (bar)
Gas manufacturado 0,876
Propano comercial 0,856
Butano comercial 0,752
Gas natural 0,741
Por punto de mezcla aire – combustible
Quemadores de premezclaGas y aire primario se mezclan previamente antes de llegar a la zona de combustión. El aire secundario se entrega en la zona de combustión.
Quemadores de premezcla a Presión. Diseño de premezcla total. Flexibilidad limitada, elevada intensidad de combustión y alta temperatura de llama
Quemadores sin mezcla previaGas y aire se suministra por separado a la zona de combustión
QuemadoresClasificación de los quemadores a gas
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
• Según el suministro de aire– Quemadores de aire forzado: Aire suministrado por un ventilador– Quemadores de aire de tiro natural– Quemadores de aire inducido: Aire arrastrado por el gas– Quemadores de aire inductor: Gas arrastrado por el aire
• Por presión de operación respecto a la atmosférica– Quemadores atmosféricos
Zona de reacción a presión atmosférica; gasodomésticos– Quemadores no atmosféricos
Los quemadores operan en sitios cerrados donde la presión esta por encima o por debajo de la presión atmosférica
Quemadores – Clasificacion de los quemadores a gas
La selección de un quemador en la práctica responde a una combinación de los diferentes tipos de quemador:
Quemador no atmosférico, de alta presión, llama de premezcla y aire forzado
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores Industriales a Gas
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
La combustión de gas aparentemente es la más sencilla pero en realidad requiere de cuidados especiales más específicos que los otros combustibles. Una razón de lo anterior, es que la llama en muchos tipos de gas tiene poca luminosidad por lo que es difícil verla en el horno, otra es que la acumulación del gas sin quemarse por resultado de fugas dentro del horno, o pérdida de fuego dentro del horno, o por pérdida de fuego dentro de los quemadores, no lo hace visible y por tal motivo no será notado por los operadores dando por consecuencia una explosión
Quemadores a Gas – Abiertos de Tiro Natural
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Presión negativa en la cámara de combustión que aspira aire del medio controlado por rejillas o obturadores ajustables. Difícil control aire – combustible. Tiro natural o tiro inducido
Quemadores Industriales a GasQuemador de tiro natural JZ para hornos de proceso
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores a Gas – Sellados Mecánicos
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Flujo de entrada de aire controlado por un ventilador de inyección (tiro forzado). Buena mezcla por la caída de presión y control de configuración de llama
Quemadores Industriales a GasQuemador de tiro forzado para hornos y secadores
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores a Gas – Sistema de Quemador con Premezclado
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Gas y aire se mezclan completamente corriente arriba de la tobera. Se utilizan en hornos de parrilla a baja temperatura. Ej. Tostado de alimentos. La mezcla aire–combustible puede ser tipo Inyector o tipo Aspirador.
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores a Gas – Sistema de Mezcla en la punta del Quemador
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Mezcla de aire – gas en la boquilla del quemador. Permiten usar una amplia variedad de relaciones aire – combustible y formas de llama.Se presentan varios tipos: Quemador de alta velocidad, Quemador de radiación de pared.
Quemadores a Gas – Controlados por Combustible
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Suministro de combustible a alta presión utilizando dicha energía para controlar la estabilidad y la forma de llama usando fuentes de aire a baja presión.
Criterios generales relativos al quemador– Temperatura a alcanzar: aireación, recirculación, precalentamiento,
exceso de oxígeno– Naturaleza de los productos de combustión: norma ambiental (CO2,
NOx)– Rango de operación: Mínima y máxima carga térmica a manejar– Rango de regulación: Operación correcta a diferentes ratas de
aireación. – Ruido
Criterios específicos relativos a la aplicación– Características térmicas del proceso: Conductividad, coeficiente de
absorción por radiación– Características térmicas del equipo: Aislamiento térmico, paredes
térmicas y precalentamiento
Quemadores Industriales a Gas – Criterios de Selección
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Los combustibles líquidos se vaporizan o atomizan en la boquilla del quemador
La llama azul en la quema de un combustible líquido significa buena atomización y buena mezcla con aire
La llama amarilla indica presencia de partículas de carbón debido a la pirólisis del combustible por deficiente atomización o mezcla con aire.
Una cámara amplia facilita la quema posterior de los residuos menos volátiles.
Quemadores para combustibles Líquidos
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores para Combustibles líquidos
Criterios de Diseño– Tiempo de residencia– Turbulencia– Temperatura
Clasificación de quemadores de combustibles líquidos– Quemadores de vaporización: El combustible líquido pasa a estado
gaseoso antes de suministrarse a la boquilla del quemador por transferencia de calor: sopletes, lámparas, cocinas de queroseno o por cambio de presión en el combustible
Combustible
Aire
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores de atomización De uso masivo Baja viscosidad: 10 centistokes El aire se mezcla con el combustible atomizado Las velocidades del combustible deben evitar la acumulación
interna de carbón endurecido. Los índices de liberación de calor dependen de las propiedades del
combustible, la concentración del aire en exceso, la mezcla aire – combustible y los niveles tolerables de humo.
Tipos de Atomización Rotación Mecánica por presión de aceite Por Fluido matriz: Aire – Vapor – Gas Combustible Atomización mixta
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores para Combustibles líquidos
Aire secundario
Combustible
Aire primario
Paletas primarias de remolino
Quemadores para Combustibles líquidos – Clasificación
Quemadores de atomización– Atomización por fluido motriz a baja presión
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Vapor ó aire
Combustible
Quemadores para Combustibles líquidos – Clasificación
Quemadores de atomización– Atomización por fluido motriz a alta presión
Consumo de vapor: 0,1 – 0,5 Kgr/ Kgr combustibleConsumo de aire: 0,2 – 0,8 Kgr / Kgr combustible
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Retorno de aceite
30º-90º
Quemadores para Combustibles líquidos – Clasificación
Quemadores de atomización– Atomización mecánica
Suministro de combustible a alta presión de acuerdo a su viscosidad ( 8 – 20 cs ). Bajos excesos de aire
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Aceite
Motor
Bisagra de montaje
Aire
Bomba de aceite
Quemadores para Combustibles líquidos – Clasificación
Quemadores de atomización– Atomización rotatoria o centrifuga
Inyección de combustible a baja presión con una rotación alta (2500 – 7000 rpm)
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Aire Fuelle
Registros ajustables
Deflectores de aire
Aceite
Quemadores para Combustibles líquidos
Quemadores de atomización mixta– Combinación de atomización mecánica y con fluido motriz– Bajo consumo de fluido motriz: 0.05 Kgr / Kgr de
combustible– Alta presión de suministro de combustible
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores para Combustibles líquidos
• Utilizando grandes velocidades de aire e imprimiéndole circulaciones giratorias.
• Provocando fuertes recirculaciones, forzadas o inducidas, de los gases quemados, con lo que se consigue aportar calor suplementario a la base de las llamas.
• Utilizando aire precalentado.
• Forzando turbulencias en la mezcla.
En los quemadores de combustible líquido tiene importancia el control del desprendimiento de llama, lo que se logra principalmente
Quemadores Especiales
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores duales: gas – líquido. En general se basan en un quemador de líquido al que se le acopla un colector anular de gas que conduce éste a la vena de aire
Quemadores de aire precalentado. Si el aire no pasa de los 200º C no se requiere generalmente precauciones especiales; pero por encima de estas temperaturas deberá prestarse atención a los refractarios y partes internas del quemador
Quemadores con control de forma de llama. La forma de la llama se ajusta variando la velocidad de mezclado, pasando de llamas largas y estrechas a cortas y anchas. También puede lograrse el mismo efecto variando la posición de las aletas del aire
Quemadores Especiales
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Quemadores de residuos líquidos. Generalmente es de tipo dual, alimentando el residuo por la boquilla del combustible líquido. Se ha de asegurar que el residuo sea combustible, que sea atomizable y que los productos no sean tóxicos ni corrosivos
Quemadores con enriquecimiento de oxígeno. En ellos el oxígeno se mezcla con el aire, nunca con el combustible. Esto aumenta la eficiencia de combustión y la temperatura de llama
Quemadores de baja emisión de NOx. Constituyen la última tecnología en diseños de quemadores. Grandes y ambiciosos programas son desarrollados actualmente en el mundo con el fin de disminuir las fuentes que contaminan nuestro medio ambiente
Rango entre máxima y mínima mezcla de combustible-aire para una correcta operación del quemador
El punto máximo de operación de un quemador se limita cuando la velocidad de la mezcla excede la velocidad de llama (la llama se apaga) y por el tamaño físico del quemador (velocidad del combustible)
El punto mínimo de operación lo determina el efecto de retrollama y mínima velocidad de combustible
Alta relación de reducción se aplica en procesos batch
Características de diseño de los quemadores
Relación de reducción
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
• Relación de ReducciónRelación entre la máxima y la mínima mezcla de combustible y aire bajo la cual el quemador opera satisfactoriamente.
• EstabilidadVelocidad de suministro en equilibrio con la velocidad depropagación de llama (ignición) .Mantener la ignición
respecto a la presión del combustible.
Características de diseño de los quemadores
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
• Diseño de la llama– Manifestación visible y calórico de la reacción de
combustión – Variación de presión de suministro y relación aire –
combustible afectan la forma de la llama– Requerimientos exigidos por el proceso determinan la
forma de llama
• Atomización– La viscosidad del combustible se fija como variable de
diseño de un quemador– Máxima temperatura del combustible determina selección
de materiales
Características de diseño de los quemadores
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
SISTEMA DE IGNICION - MANUAL
• Uso de sistemas convencionales para proporcionar la chispa que permite la ignición del combustible
• Iniciadores de llama viva
• Iniciadores tipo chispa o bobina
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Operación de Quemadores
Normas de seguridad: Se deben tener en cuenta en la ignición Manual.
SISTEMA DE IGNICION - AUTOMATICA
• Control de envío de señal de entrada de combustible al piloto y encendido con un arco o una chispa dentro de un programa de operación automático del quemador.
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Operación de Quemadores
OPERACIÓN DEL SISTEMA
• La operación de un quemador o conjunto de quemadores que se incluyen dentro de un equipo de combustión se puede realizar en forma manual o automática.
• La operación del quemador es la parte fundamental del equipo de combustión; incide en la eficiencia del equipo
• Variables operacionales: Color y longitud de llama, temperatura de chimenea, humos
• Ajuste de variables: Relación aire – combustible, presión del combustible, compuerta de chimenea y rejillas de aire de combustion.
• Todos los quemadores de un mismo equipo deben operar en similares condiciones.
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Operación de Quemadores
OPERACIÓN DEL SISTEMA
Control Electromecánico del quemador en calderas Pirotubulares
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
OPERACIÓN DEL SISTEMA
Ajuste de las proporciones aire – combustible
• Control Electromecánico• Control Automático
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
Señal de demanda
Combustible
Aire
Unidad de control
Alquemador
Alquemador
• Espacio geométrico donde se acomoda la llama y se realiza la reacción de combustión
• Variables que determinan el diseño de la cámara de combustión – Tiempo de residencia para la ocurrencia de la reacción: depende del tipo
de combustible gas, liquido o sólido– Diseño del quemador– Presión y velocidad de los combustibles– Aplicación de proceso (longitud de llama)– Humedad de los combustibles
Cámara de Combustión
IV : Factor empírico de la cámaraV : Volumen de la cámara (m3,ft3)W : Flujo masico del combustible (Kg/hr, lb/ft3)LHV : Poder calorífico internos del combustible (BTU/ft3)
V = W * LHV / IV
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
COMBUSTIBLE IVBtu/hr-ft3 MW/m3
Combustible sólido en lechos 45000-55000 0.47-0.57
Líquidos livianos 100.000 1.03
Líquidos pesados 80.000 0.83
Líquidos a alta velocidad 100.000 1.03
Hogar de caldera 20.000-40.000 0.21-0.41
Gases 100.000 1.03
Leña 25.000 0.25
Cámara de Combustión
Valores de IV (Factores empíricos de cámara) para diferentes combustibles
PARAMETROS PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE COMBUSTION
ADAPTACION DE EQUIPOS DE
COMBUSTION AL USO DE GAS
NATURAL
Causas de sustitución Disponibilidad Costo Normas Ambientales Seguridad Requerimientos del proceso
Aspectos a tener en cuenta en la sustitución de combustibles Rata de suministro de combustible Capacidad de manejo del combustible y los gases de combustión Estabilidad de los quemadores Modelo de transferencia de calor Atmósfera interna del equipo de combustión
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Intercambiabiliad gas – gas
Diferente composición implica diferente comportamiento como combustible
Gases diferentes pueden ser utilizados con idénticos resultados en el proceso.
Dos gases son perfectamente intercambiables si al reemplazar el uno por el otro las características de operación del quemador no se modifican
El índice de Wobbe se utiliza para determinar la intercambiabilidad de los gases
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Efectos no deseables en la operación de un quemador
Disminución en su potencia térmica Retrollama y desprendimiento de llama Emisiones de CO y NOx por encima de los límites permitidos Hollín y puntos amarillos en la llama Exceso de nivel de ruido
Caso de intercambiabilidad de gases: Gas Natural y Aire Propanado (Mezcla 65% aire y 35% propano)
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Sustitución Gas - Gas Reemplazo de un gas por otro con modificación en el
equipo de combustión para obtener el mismo resultado en el proceso
El principal caso de sustitución gas-gas es el uso de gas natural en reemplazo de GLP
En ciertos equipos solo se requiere cambios en las condiciones operacionales para usar GLP por gas natural o viceversa
En otros equipos se debe cambiar el diámetro de los orificios de la boquilla de entrada del combustible
Para los gasodomésticos se debe revisar el inyector.
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Sustitución entre combustibles líquidos
Diferentes propiedades físicas y químicas entre los combustibles líquidos determinan un comportamiento diferente en el proceso de combustión
La variable viscosidad determina la condición de sustitución entre combustibles líquidos.
La presencia de contaminantes afecta la vida útil de los equipos de combustión.
Cambio de metalurgía en el quemador por manejo de combustibles a alta temperatura.
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Sustitución gas-liquido
Un quemador se diseña para uso de combustibles en un estado determinado
Suministro dual (gas – liquido) es posible, facilitando alimentacion diferente
Cada suministro de combustible puede diseñarse para operar al 100% de la carga térmica del quemador
El relevo de calor es diferente entre combustibles líquidos y gaseosos (temperatura adiabática de llama)
El tiempo de residencia requerido para el proceso es mayor para liquido que para gases
La incidencia del combustible en el proceso de producción
Sustitución de Combustibles
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Procedimiento para adaptar equipos al uso de Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Dimensionamiento del sistema de alimentación a Gas - Dimensionamiento línea de entrada de la red principal- Diseño y selección de equipos para estación de regulación
y medición.
Dimensionamiento de la red de suministro interno
Suministro gas y aire al equipo de combustión
Revisión del quemador y del equipo de combustión.
Procedimiento para adaptar equipos al uso de Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Dimensionamiento del sistema de alimentación de gas
Línea de entrega de la red principal
Determinar las condiciones de entrega y disponibilidad de gas Levantamiento de ruteo de punto de conexión a estación de medición y
regulación. Cálculo del flujo de gas requerido por el equipo de combustión Determinación de las condiciones de presión del gas en punto de conexión. Utilizando las ecuaciones de flujo determinar el diámetro de la tubería a utilizar.
3/8
2/122
213124.1 DGTLZ
PP
Pb
TbQ
Procedimiento para adoptar Equipos al Uso de Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
UNA PLANTA DE ALIMENTOS DESEA CAMBIAR EL DIESEL POR GAS NATURAL EN
TRES EQUIPOS A SABER: CALDERA PIROTUBULAR, CONSUMO DE DISEÑO 160 GPH
UN HORNO DE SECADO DE 100 GPH Y UN HORNO DE ACEITE TERMICO DE 60 GPH.
LA DISTANCIA DEL PUNTO DE SUMINISTRO DE GAS ES DE 2 KM Y SE DISPONE
UNA PRESIÓN DE 250 PSIG. CALCULAR EL DIAMETRO DE LA TUBERIA A UTILIZAR
Procedimiento para adoptar Equipos al Uso de Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
43.2 MPCH 21.6 MPCH 8.1 MPCH
400 ft 50 ft 300 ft
HORNO
ESTACION R&MHORNO
CALDERA
Procedimiento para adoptar Equipos al Uso de Gas Natural
DESARROLLO:
Determinar el volumen de gas a manejar:
1Galón de diesel = 135.000 BTU = 13 PC Gas
Consumo total diesel = 160+100+60 = 320 GPH = 43,200 PCH Gas = 1,036.8 Kpcd = Q
ECUACION DE WEYMOUTH
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
3/8
2/122
213124.1 DGTLZ
PP
Pb
TbQ
Longitud de tubería L = 2000 m *3.28 = 6,560 pies.
Las condiciones base estipuladas por norma son: Pb=14.65 psia y Tb=60 OFPresión atmosférica: 14.0 psiaLas propiedades del gas suministradas por el comercializador, según cromatografíasuministrada son: Gravedad Especifica G = 0.60 ; Factor Z = 0.9800La temperatura de suministro del gas es de 90oFProcedimiento I : Suponer una presión de recibo en la estación de entrega.Procedimiento II : Suponer una velocidad de flujo dentro de los límites de diseño. (10 – 30 ft/sec)Caso IPresión de recibo en estación de entrega en planta: 200 psig
P1= 250 psig + 14.7 psia = 264.7 psia P12 = 70,066.09
P2= 200 psig + 14.7 psia = 214.7 psia P22 = 46,096.09
Factor GLTZ = 0.60 * 6,560ft * 500oR * 0.980 = 1,928,640
Factor (Tb/Pb) = 520oR/14.65 psia = 35.49
Factor ((P12 - P2
2 ) / GLTZ)1/2 = 0.11148Despejando D de la ecuacion de WEYMOUTH tenemos: D = 2.2” = 3”Verificacion de velocidad: V = Q / 3600 A A= 3.14 * D2 / 4 *144 = 0.049 ft2 V = 43200 ft3/h/3600*0.049
V = 245 ft/seg @ c.b. Factor corrección por presión = 214.7/14.65 = 14.65 V@C.O = 245/14.65 = 16.7 ft/seg
Procedimiento para adoptar Equipos al Uso de Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Diseño y selección de equipos estación de Regulación y Medición.La configuración de una estación puede variar, dependiendo de las circunstancias, la aplicación y los códigos y regulaciones que se apliquen. Pero en todos los casos, esta tendrá siempre una válvula de entrada, un regulador, una válvula de alivio, una válvula de cierre automático y un sistema de medición.
Condiciones de diseño: - Presión de entrada - Presión de salida - Máxima velocidad - Temperatura del gas - Composición del gas- Rata de flujo mínima, normal y máxima.
Dimensionamiento del sistema de alimentación a Gas
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Tamaño de la Tubería • El tamaño de la tubería en una estación de regulación y medición
es usualmente escogida para el límite de velocidad del gas, alrededor de los 65 pies/seg. La tubería de entrada es diseñada sobre la máxima tasa de flujo a la presión mínima de entrada. Para presiones de salida por debajo de (25mbar), la velocidad del gas es limitada a 30 pies/seg para evitar unas altas caídas de presión.
• Los criterios para el dimensionamiento de las tuberías dentro de la estación son los mismos definidos para la línea de suministro del punto de conexión a la entrada de la industria.
• Para el caso del ejemplo anterior se utiliza una tubería de 3” para la estación de regulación y medición.
Dimensionamiento del sistema de alimentación a GasEstación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Válvulas de Bloqueo
• Las estaciones de regulación y medición están equipadas con válvulas de bola a la entrada y a la salida. El mejoramiento en las técnicas de producción ha hecho este tipo de válvulas cada vez más económicas y más rentables que las válvulas de tapón usadas anteriormente.
• Las válvulas de bola de paso completo se requieren aguas arriba del medidor, con el fin de eliminar disturbios en el flujo, en la forma más efectiva que sea posible.
• Las válvulas de entrada y salida para el caso del ejemplo serán de 3” diámetro. ANSI 150. Tipo bola.
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Válvula de Bola
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Sistema de Regulación • Suministran el gas a las condiciones de presión exigida por la
red de distribución interna en la industria.
• Condiciones de selección– Máxima presión aguas arriba y aguas abajo– Mínima presión aguas arriba y aguas abajo– Capacidad de flujo
• Tipos de reguladores – Reguladores cargados por resorte– Reguladores cargados por pilotos
Dimensionamiento del sistema de alimentación a GasEstación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Regulador con resorte
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Regulador cargado con Resorte
Regulador cargado con Piloto
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Dimensionamiento del sistema de alimentación a Gas
EjercicioQmax: 43,200 PCSHPresión Máxima de entrada: 214.7 psiaPresión de salida o regulada: 114.7 psiaCg: Coeficiente característico del regulador calculado mediante ecuación del fabricante Cg = f ( P1, P2, Q )
El regulador se selecciona con la mínima presión de entrada.
De acuerdo al Cg se va a los catálogos de reguladores del fabricante y se selecciona el diámetro del regulador.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Sistema de Filtración
• Los filtros protegen el equipo localizado aguas abajo de la estación.
• Contribuye a una buena exactitud en la medición
• Línea de bypass es requerida para facilitar su mantenimiento
• Un diferencial de presión alto en el filtro avisa la necesidad de su limpieza
• La capacidad del filtro depende de la presión de operación y el diferencial permitido
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Drenaje
Filtro de Gas
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Ejercicio
Selección del Sistema de Filtración Caso Anterior
Presión Mínima de operación: 214.7 psiaCaída Máxima de presión: 2 psiTamaño de partículas a remover: 3 micrasPorcentaje de retención: 99%Qmax: 43,200 PCSHANSI 150
Con la información anterior se selecciona en los catálogos de losfabricantes de filtros el diámetro de conexión del filtro.
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Válvulas de Escape o Alivio
• Las válvulas de escape aseguran el control de presión en el sistema, es decir, previenen sobrepresiones ante la ocurrencia de fallas en el regulador. Una válvula de escape se resetea para abrir cuando la presión del sistema excede la presión de control o ajuste y debe poseer la capacidad de mantener la presión aguas abajo del sistema. La mayoría de estas válvulas están diseñadas para aliviar solamente el 10% de la máxima tasa de flujo de la estación.
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Válvula de Alivio
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Válvulas de Cierre por alta y baja presión
• Las válvulas de cierre por alta, baja o una combinación de alta-baja presión se instalan para cortar el flujo en caso de que la presión de salida del regulador este en límites superior o inferior no especificados.
• Previenen explosiones o incendios en el interior de los equipos de combustión
• NFPA exige la instalación de dos válvulas en serie para garantizar la seguridad del sistema
• En lo posible las dos válvulas deben ser de diseño diferente
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Botón de presión(normalmente cerrado)
Válvula de Cierre Automático Alta y/o Baja Presión
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
MEDIDORES DE GAS
Determinar el volumen de gas consumido en el equipo de combustión
Selección adecuada del medidor Instalación de acuerdo a la normatividad
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Medidores de Gas
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Medidores de Gas
Estación de Regulación y Medición
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
• El arreglo del sistema de tubería de alimentación de gas a los equipos de combustión depende de las localizaciones dentro de la planta y los consumos de cada equipo. Un sistema de alimentación mal instalado puede ocasionar señales de presión falsas, un control de relación aire-combustible defectuoso, inestabilidad del quemador y temperatura no homogénea en la cámara del equipo de combustión.
• Los criterios de diseño a aplicar para el dimensionamiento de la red interna son los mismos definidos en la línea de conexión a la red principal del comercializador. Existen normas en algunos países donde limitan las caídas de presión en sistemas internas de distribución.
Dimensionamiento de la red de Suministro Interno
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Tramo 1Longitud de tubería L = 400 pies. Qmax = 41.6 MPCSHPresión de salida de estación de regulación y medición = P1= 114.7psia P1
2 = 13,156Factor GLTZ = 0.60 * 400ft * 500oR * 0.980 = 117,600Factor (Tb/Pb) = 520oR/14.65 psia = 35.49Diamétro de tubería = 3” Factor D8/3 = 18.70Despejando P2 de ecuación WEYMOUTH tenemos: P2 = 113 psiaDiamétro de tubería = 2” Factor D8/3 = 6.34Despejando P2 de ecuación WEYMOUTH tenemos: P2 = 103 psia
Dimensionamiento tubería de alimentación interna.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Tramo 2 Longitud de tubería L = 50 pies. Qmax = 21.6 MPCSHP1= 103 psia P1
2 = 10,609Factor GLTZ = 0.60 * 50ft * 500oR * 0.980 = 14,700Diamétro de tubería = 1.5” Factor D8/3 = 2.95Despejando P2 ecuación WEYMOUTH tenemos: P2 = 100 psiaTramo 3Longitud de tubería L = 300 pies. Qmax = 8.1 MPCSHPresión de salida de estación de regulación y medición = Factor GLTZ= 88,200P1= 103 psia P1
2 = 10,609 D = 1“ Factor D8/3 = 1P2 = 98 psia
Dimensionamiento tubería de alimentación interna.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
La evaluación del quemador durante el proceso de adaptación a gas natural parte de la base de reutilizar el
quemador actual o disponer de un quemador nuevo, esta decisión se toma mediante el análisis en campo de las facilidades que posee el equipo de combustión. La
posibilidad de usar el mismo quemador surge del tipo de quemador, pues existen equipos de combustión que
disponen de quemadores que no facilitan la adaptación y la solución es su reemplazo por uno nuevo
Quemadores y suministro de combustible
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Quemador aceite Quemador aceite-gas
Quemadores y suministro de combustible
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Quemador compactoQuemadores y suministro de combustible
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Quemadores y suministro de combustible
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Uso mínimo de accesorios en la instalación. El material a usar debe ser acero-carbón (no galvanizado) para
el combustible y otros tipos de material de acero para el sistema de aire.
Los escapes de gas o aire en los sistemas deben ser evitados Distribución simétrica de gas y aire cuando se alimentan varios
quemadores simultáneamente
Quemadores y suministro de combustible
El diseño del sistema debe garantizar el control combustible-aire, estabilidad del quemador, temperatura homogénea y señales correctas
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
El suministro de gas se adapta al tipo de Quemador a utilizar
Suministro de Gas y Aire a cada equipo de Combustión
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Válvula de paso Manual Válvula de entrada de aire Quemadores y suministro de combustible
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Sistema control entrada aire Válvula Reguladora
Quemadores y suministro de combustible
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Válvula Control Proporc. gas-aire Válvula de Medición de flujo
Quemadores y suministro de combustible
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Válvula de Cierre Automático Motorizada Válvula Solenoide On/Off
Quemadores y suministro de combustible
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Instalación de Quemadores
Quemadores y suministro de combustible
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Teniendo en cuenta los tipos de quemadores que se utilizan en la industria se describe la instalación de los siguientes quemadores:Quemadores de gas con mezcla en la boquillaQuemadores de aceiteQuemadores duales líquido-gas
Quemadores de Gas con mezcla en la boquilla
Este tipo de quemadores realiza la mezcla aire – combustible en la boquilla del quemador y facilita el control de la relacion de una manera exacta. El rango de aplicación es alto en el sector industrial; se adaptan al sistema dual.
Suministro de Gas y Aire a cada equipo de Combustión
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Quemador con Mezcla en la BoquillaInstalación del sistema
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PROCEDIMIENTO DE INSTALACION DE SISTEMA DE ALIMENTACION DE GAS – QUEMADOR CON MEZCLA EN LA BOQUILLA
1.Instalar una válvula limitadora de orificio entre el regulador y el quemador.
2. Si la presión mínima de gas en la entrada del regulador excede la presión máxima de aire por 2 ó más Osi, conecte el venteo del regulador a la línea principal de aire después de la válvula
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PROCEDIMIENTO DE INSTALACION SISTEMA DE ALIMENTACION – QUEMADOR DE LIQUIDO
El propósito de un quemador de aceite es doble; primero, inyectar el aceite o cualquier otro combustible líquido al hogar en forma de una neblina fina (ATOMIZACION); el segundo, abastecer y mezclar el líquido con el aire, en la cantidad adecuada correcta para las mejores condiciones de combustión (MEZCLA)
El regulador aire / aceite hace que la presión de salida del aceite varíe en proporción a la presión de impulso del aire principal. Esto mantiene una relación constante entre el flujo de aceite y el flujo de aire en todo el rango de capacidad del quemador.
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PROCEDIMIENTO DE INSTALACION SISTEMA DE ALIMENTACION – QUEMADOR DUAL GAS ACEITE
El uso alterno de combustibles por costo, disponibilidad y normas ambientales ha dado la oportunidad para el desarrollo de quemadores de alta eficiencia que utilizan combustibles líquidos y gaseosos. El mercado plantea diversos tipos teniendo en cuenta eficiencia, costo, mantenimiento y control de NOx.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Adaptación del Quemador Dual
La entrada de líquido en un quemador dual aceite – gas debe ser por la parte inferior, el gas y el piloto por la parte superior. La adaptacion de un quemador de aceite para uso de gas se realiza mediante un acople de cuerpo del quemador.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
REVISION DE CAMARA DE COMBUSTION
1- Espacio ocupado por el combustible, productos intermedios y finales durante la reacción de combustión, determinando el tiempo de residencia para la realización de la reacción.
2- El volumen de la cámara debe evaluarse cuando se decide un cambio de combustible en el equipo de combustión, fijando de esta manera la velocidad de los gases de combustión y el perfil de temperatura de los mismos gases a lo largo del equipo.
3- El tiempo de residencia varia de acuerdo al tipo de combustible, gas, líquido o sólido, diseño del quemador, presión y velocidad de los combustibles y tipo de aplicación industrial.
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Tubería de suministro y distribución Polietileno• Diámetro 1”: US$3.20/ metro• Diámetro 2”: US$4.50/ metro• Diámetro 3”: US$6.50/ metro• Diámetro 4”: US$7.50/ metro
Acero Carbón• Diámetro 1”: US$6.50/ metro• Diámetro 2”: US$7.50/ metro• Diámetro 3”: US$9.50/ metro• Diámetro 4”: US$12.50/ metro
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Ventajas y Desventajas del uso de Acero Carbón y Polietileno
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Costo de Estación de Regulación y Medición (0-600 KPCD)
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
COSTO (U$D)
Filtro 1.700
Medidor de gas 4.450
Corrector de flujo 2.300
Regulador 2.100
Válvulas de bola (2) 750
Válvulas de corte (2) 2.100
Válvula de relevo de presión 1.200
Transmisores de presión y temperatura 980
Indicadores de presión y temperatura 150
Conexión y montaje 2.400
Costo total 18.130
Costo de Estación de Regulación y Medición (600-1000 KPCD)
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
COSTO (U$D)
Filtro 2.500
Medidor de gas 5.230
Corrector de flujo 2.300
Regulador 2.100
Válvulas de bola (2) 750
Válvulas de corte (2) 2.100
Válvula de relevo de presión 1.200
Transmisores de presión y temperatura 980
Indicadores de presión y temperatura 150
Conexión y montaje 2.400
Costo total 21.810
Costo de sistema de suministro de gas al quemador para el caso de adaptación del quemador
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
0-8 KPCD US$8.500
8-75 KPCD US$7.800
75-125 KPCD US$8.300
125-200 KPCD US$10.800
200-300 KPCD US$14.500
Costo de los equipos que conforman el suministro de gas al quemador y su conexión al tablero de control existente para el combustible original
Costo de adaptación del quemador al uso de gas natural
Análisis de Costos de Inversión en la Conversión a Gas Natural
ADAPTACION DE EQUIPOS DE COMBUSTION AL USO DE G.N.
Costo para quemadores de calderas pirotubulares que usan aceite como combustible superiores a una capacidad de consumo de 25 KPCD: US$2.000.
El costo para quemadores de calderas acuatubulares varía de acuerdo a la complejidad y tamaño.
Otros quemadores de equipos que no facilitan la adaptación a combustible dual requieren su reemplazo.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS
NATURAL
CRITERIOS DE EVALUACIÓN Inversión Inicial referida a equipos Adquisición de área para su instalación Costos de operación (Servicios industriales y aditivos) Costo de Mantenimiento Costo por manejo de inventario de combustibles
líquidos Incidencia en la producción Costo ambiental Costo de prima para aseguramiento de instalaciones
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Beneficio Económico por las Propiedades del Gas Natural
BENEFICIO ECONOMICO POR COSTO
En el Perú el costo por unidad energética del gas natural es mas baja que los restantes combustibles.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
PRECIOS DE LOS COMBUSTIBLES EN EL PERU
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
ESTUDIO DE COMPARACION
CALDERA PIROTUBULAR, CAPACIDAD 300 BHP, CONSUMO DE COMBUSTÓLEO 80.7 GPH; FACTOR DE SERVICIO:0.6 (100 HORAS DE OPERACIÓN SEMANAL); TIEMPO DE INVENTARIO DE COMBUSTIBLE:15 DIAS.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Beneficio Económico por las Propiedades del Gas Natural
INVERSIÓN INICIAL REFERIDA A LOS EQUIPOS
Capacidad de tanque de almacenamiento: 18.000 gls Capacidad de suministro diario: 1.200 gls Equipo de bombeo requerido: 3 bombas de 1 HP Calentador eléctrico para el combustible 500 BTU/gl Equipo de filtración Equipo de agitación y mezcla del combustible.
COSTO DE LOS EQUIPOS US$ 38.000 Los costos evaluados reflejan gastos por uso de
combustoleo por encima del gas.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Beneficio Económico por las Propiedades del Gas Natural
ADQUISICIÓN DE ÁREA PARA LA INSTALACIÓN
El gas natural por su facilidad de suministro no requiere área de almacenamiento, como si ocurre con los combustibles líquidos. El área requerida para la instalación de almacenamiento y manejo del combustóleo para una caldera de 300 BHP es aproximadamente de 600 m2 cumpliendo con las normas de seguridad existentes para tanques de almacenamiento.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Beneficio Económico por las Propiedades del Gas Natural
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTOS DE OPERACIÓN (SERVICIOS INDUSTRIALES Y ADITIVOS)
Costos de calentamiento del combustóleoQ calent = W C T
C: Coeficiente calórico del combustóleo = 0.53 BTU / lb ºKW: Cantidad másica de combustóleo por galón: 7.9 lbs / galónT: Diferencia de temperatura, ºKQf calent =7.9 lb/gal * 0.53 BTU/lb ºK * (353 -293)ºK
Q calent = 251 BTU / gal
Precio KW.H Industrial: US$ 0.12Costo: 251BTU /gal / 3413 BTU/KW * US$ 0.12 KW = U$ 0.0088/galónPara la caldera de 300 BHP y factor de servicio de 0.6 tenemos:Costo calentamiento = 80.7 gal/hr * 432 hr / mes * US$ 0.0088/ galCosto calentamiento = US$ 307 / mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTOS DE OPERACIÓN (SERVICIOS INDUSTRIALES Y ADITIVOS)
Costos de calentamiento para atomización del combustóleo
Por calentamiento del combustible:Q = W C T Rango de calentamiento : 80ºC a 100ºCQ = 7.9 lb/gal * 0.53 BTU / lbºK ( 373 - 353 )ºK Q = 83.7 BTU / galCosto/Galón =83.7 Btu/gal / 3413 BTU/KW *U$0.12 / KW.H = US$ 0.003/gal
Costo = 80.7 GPM * 432 hr/mes * US$ 0.003 / galCosto = US$ 105 / mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTOS DE OPERACIÓN (SERVICIOS INDUSTRIALES Y ADITIVOS)
Costos de energía de atomización del combustóleoCosto Atomización = 3 HP* 0.746 KW / HP * US$0.12 / KW.HCosto Atomización = US$ 0.27 / horaCosto por Mes = US$ 0.27 / hr * 432 hr / mesCosto por Mes = US$ 117 / mes
Costos por bombeo del combustóleoCosto Bombeo = 1 HP * 0.746 KW / HP * US$ 0.12 / KW.HCosto Bombeo = US$ 0.09 / horaCosto por Mes = US$ 0.09 / hr * 432 hr / mesCosto por Mes = US$ 39 / mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTOS DE OPERACIÓN (SERVICIOS INDUSTRIALES Y ADITIVOS)
Los aceites pesados y el combustóleo en oportunidades requiere aditivos mejoradores de combustión y homogenizadores para evitar su estratificación por temperatura y tiempo de almacenamiento, con ello se garantiza una combustión correcta. Dosificación del aditivo:1000 ppm (1 gal de aditivo por 1000 gal)Consumo de combustible: 80.7 gal/hrCosto promedio del galón de aditivo : US$ 28Costo aditivo por mes: 35 galones / mes * US$ 28 /galCosto aditivo por mes: US$ 980 / mes
Total costo operación del combustóleo US$ 1,548 por mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTO DE MANTENIMIENTO
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTO MANO DE OBRA POR MANTENIMIENTO
Para una caldera pirotubular de 300 BHP se tiene un mantenimiento programado cada 8 meses con una duración de cinco (5) días de inspección y mantenimiento, con una asignación de 2 mecánicos y un obrero laborando 9 horas / día.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTO DE MANTENIMIENTO
Costo mano de obra incluyendo factor laboral (1.8)= US$ 90 /díaDías requeridos mantenimiento: 10 días / año = 0.83 días / mesCosto de mantenimiento programado: US$ 75 / mes
Costo de repuestos y materialesEn este renglón se tiene en cuenta la historia que posee el equipo de combustión en cuanto a repuestos requeridos en los últimos 3 años.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTO POR MANEJO DE INVENTARIO DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS
Para una caldera de 300 BHP se debe mantener un inventario de 8 días de suministro cuando el punto de compra a entrega distan más de 300 Km y con alta posibilidad de contingencias.
Volumen del inventario 80.7 gph x 24 h/día x 0.6 x 8 días = 9300 galones
Costo del inventario 9300 galones x US$ 0.858 / gal = US$ 7.980
Interés por manejo de inventario US$ 7.980 x 1.0% (mensual) = US$ 79.8 / mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
INCIDENCIA EN LA PRODUCCIÓN El gas natural es un combustible de mayor eficiencia si se compara con un combustible líquido, de igual manera se caracteriza por su fácil control en los procesos de combustión que incide directamente en el nivel de producción. Para cuantificar los beneficios del uso del gas es necesario identificar la importancia que para el proceso mismo representa el uso del energético.
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
COSTO AMBIENTAL
El gas natural es un combustible limpio, amigable al medio ambiente y por lo tanto no requiere equipos de tratamiento de los gases de combustión que garanticen el cumplimiento de las normas colombianas sobre emisiones por fuentes fijas en proceso de combustión.
Las emisiones debidas al uso del combustóleo como combustible deben ser monitoreadas respecto a material particulado y componentes de azufre con una frecuencia de dos veces por año.Costo de monitoreo ambiental por mes: US$ 83
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Durante el proceso de valoración de riesgos a instalaciones industriales, el almacenamiento de combustibles en áreas internas son un factor determinante en el incremento de las pólizas o formas de aseguramiento por el alto índice de accidentalidad con las que están calificadas.
La eliminación de áreas de almacenamiento debidas al uso del gas natural representa menores riesgos y a su vez costo, el cual es determinado por la tecnología, equipos y medidas de seguridad implementadas que cada industria posee
COSTO DE PRIMA PARA ASEGURAMIENTO DE INSTALACIONES
SOBRECOSTO POR EL CONSUMO DE COMBUSTOLEO RESPECTO AL GAS NATURAL
Costo total por uso del combustóleo: US$ 1,786 / MES
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Determinación del Beneficio por uso del Gas Natural en razón a su precio
Consumo de fuel oil por mes: 34.862 gal/mesFactor de servicio de la caldera: 0.6
Precio del fuel oil: US$0.87/galFacturación Mensual de fuel oil: US$30.330/mes
Precio del gas natural: US$3.85/MMBTU
Consumo energético caldera por mes: 34.862 gal/mes * 143.150 BTU/gal fuel oil = 4.990 MMBTU/mes
BENEFICIOS ECONOMICOS DEL USO DEL GAS NATURAL
Determinación del Beneficio por uso del Gas Natural en razón a su precio
Poder calorífico del gas: 1.0 MBTU/pie3Consumo equivalente de gas natural en la caldera: 4.99 MPC/mes
Facturación Mensual de gas natural: US$19.211/mes
Beneficio económico del uso del gas natural: US$30.330/mes - US$19.211/mes = US$ 11.119/mes Ahorro en la facturación mensual por uso de gas natural:
US$ 11.119/mes
NORMAS REFERIDAS A LA SEGURIDAD,
MANEJO DE COMBUSTIBLES E INSTALACIONES INDUSTRIALES
NORMATIVIDAD
• NORMA EUROPEA EN – 746 - 1 (1997)
Requisitos comunes de seguridad para equipos de tratamiento térmico Industrial
• NORMA EUROPEA EN – 742 – 2 (1997)
Requisitos de seguridad para la combustión y los sistemas de manutención de los combustibles
NORMATIVIDAD
Alcance: Fija los aspectos de seguridad para la operación de equipos de
combustión respecto a los peligros asociados a los equipos.
Contenido: Definición de equipos de combustión aplicables a la norma Requisitos de seguridad para la protección contra:
Peligros mecánicos Peligros eléctricos Peligros térmicos Ruido y vibración Radiación Térmica, óptica, ionizante y no ionizante. Daños por productos y sustancias peligrosas
NORMATIVIDAD
Requisitos de Seguridad, Medidas y Medios de Verificación:
Exigencias al fabricante del equipo para minimizar los riesgos Requisitos generales de diseño y construcción
AccesoMantenimiento y espacios de limpiezaMovimiento de material y maquinariaSeguridad en la operaciónHigiene y seguridad del puesto de trabajoProtección contra incendiosContaminación
NORMATIVIDAD
Medidas de Prevención para riesgos mecánicos:
Aplastamiento Corte Enredamiento Impacto Fluidos a presión – Fugas Expulsión de partes Implosión para equipos al vacío Estabilidad: Resistencia dinámica y estática
NORMATIVIDAD
Medidas de Prevención para riesgos eléctricos:
Análisis detallado de las instalaciones eléctricas Prevención al acceso a sistemas activos: protectores Electrostáticos: Toma a tierra Sobrecarga eléctrica: Sistemas de corte
Medidas de Prevención para riesgos por ruido:
Reducción del ruido en la fuente: Quemadores de bajo ruido Supresión del ruido por dispositivos: Cámaras acústicas Supresión de ruido: Uso de protectores para el personal
NORMATIVIDAD
Medidas de Prevención para riesgos térmicos:
Contacto con superficies calientes: Diseño, protección y señalamiento
Incendio / Explosión: Prevenir fugas de mezclas a alta temperatura y combustibles.
Eliminación de mezclas inflamables: Purgas Expulsión de partículas calientes: Overboil Estrés Térmico y otros aspectos fisiológicos: Temperatura
máxima para acceso del operador.
NORMATIVIDAD
Medidas de Prevención para riesgos por vibración:
Reducir la vibración a los valores mínimos en la fuente o instalación de pantallas antivibración.
Medidas de Prevención para riesgos por radiación:
Radiación no Ionizante: Infrarroja y ultravioleta Instalación de mirillas de inspección
Radiación Ionizante: Rayos X Protección y señalamientos en las áreas
NORMATIVIDAD
Medidas de Prevención para riesgos por Materiales y Sustancias
Sistemas de evacuación de compuestos nocivos a la salud: toxicidad y asfixia
Atmósferas explosivas: Sistemas de corte a combustibles, purgas y sistemas de detección.
Medidas de Prevención para riesgos por ruido:
Falla en el suministro de corriente y fluidos auxiliares: Sistemas de corte y alivio
Fallas en el montaje: Supervisión adecuada Fallas en los sistemas de control: Sistemas de corte y alivio,
dispositivos de información y advertencia (Alarmas)
NORMATIVIDAD
Alcance:
Aplicable a los equipos de combustión y al manejo de los combustibles.
Contenido:
Definiciones aplicables a la norma Manejo de combustibles gaseosos Manejo de combustibles líquidos Manejo de combustibles sólidos
EN – 746 - 2
NORMATIVIDAD
Alcance y Manipulación de los combustibles – Tipo de Combustible
Sistema de Distribución Tuberías Conexiones Tuberías no conexionadas Pares Galvanicos Tuberías flexibles Identificación del sistema
Pruebas y ensayos Purgas y venteos Equipos de retrollama Sistema de alivio de
presión Bypass
EN – 746 - 2
NORMATIVIDAD
Alcance y Manipulación de los combustibles – Tipo de Combustible
Dispositivos Obligatorios Válvula de aislamiento manual Filtro Válvula de parada de seguridad Regulador de presión Detector de caudal de presión (aire y combustible) Sistema de encendido Válvula individual de parada para quemadores múltiples
EN – 746 - 2
NORMATIVIDAD
Alcance y Manipulación de los combustibles – Tipo de Combustible
Aire de combustión y prepurga de cámara de combustión
Aire de combustión Prepurga de cámara de combustión Relación aire-combustible
EN – 746 - 2
NORMATIVIDAD
Alcance y Manipulación de los combustibles
Suministro de premezcla aire-combustible Tubería de mezcla Suministro de aire y combustible al circuito de mezcla
Quemadores Quemadores principales Arranque y encendido Control de la capacidad del quemador Piloto permanente
Aseguradores de llama Equipos de baja temperatura Equipos de alta temperatura Aseguramiento de llama para quemadores al aire-libre
EN – 746 - 2