quemadores
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Diferentes tipos de quemadores y su combustionTRANSCRIPT
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QUEMADORES
Quemadores
Los quemadores son aparatos o mecanismos cuya funcin es preparar la mezcla de combustible +comburente para realizar la combustin.
En el quemador, el combustible y el comburente (aire) entran por separados y en el se regulan lacantidades de cada uno, mezclndose lo mas perfectamente posible e inicindose su propio
did
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encendido.
Los quemadores son los equipos donde se realiza la combustin, por tanto deben contener los tresvrtices del tringulo de combustin; es decir, tienen que lograr la mezcla ntima del combustible conel aire y adems proporcionar la energa de activacin..
Por la forma en que toman el aire de combustin se distinguen dos tipos de quemadores:
Quemadores atmosfricos. Quemadores mecnicos.
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Quemadores
Los quemadores independientementedel tipo que sean puede estarpreparados para trabajar bien conla cmara de combustin conentradas de aire (a depresin) o bienhermtica (a sobrepresin).
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Para potencias pequeas y medianasresulta usual que el quemador sesuministre formando bloque con lacaldera, realizndose, entonces, laeleccin y acople en fbrica.
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Quemadores
Por la forma en que toman el aire de combustin se distinguen dos tipos de quemadores:
Quemadores atmosfricos.
Quemadores mecnicos.
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Quemadores atmosfricos
Se emplean, nicamente, paracombustibles gaseosos.
Una parte del aire necesario para lacombustin (Aire Primario) se induce en el
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propio quemador por el chorro de gassalido de un inyector (efecto Venturi); elaire restante (Aire Secundario) se obtienepor difusin del aire ambiente alrededor dela llama.
En este tipo de quemadores se tienencombustiones con altos ndices de exceso de aire.
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Quemadores atmosfricos. Esquema de funcionamiento
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Quemadores atmosfricosLa principal ventaja de este sistema es susimplicidad y bajo coste.
La energa de activacin se logra mediante llamapiloto, que debe estar permanentementeencendida, o con encendidos automticos
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(electrnicos, tren de chispas, etc).
La regulacin del gas se obtiene por variacin dela presin en el inyector (abriendo y cerrandoprogresivamente la vlvula de gas); esto permiteque el quemador pueda ser modulante conrelativa facilidad.
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Quemadores atmosfricos
La regulacin del aire (con gas
a presin constante) se puede
conseguir:
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Variando la seccin de entrada deaire, por obturacin de los orificiospor donde entra, mediante discosroscados, anillo mvil o capuchndeslizante.
Por deslizamiento de la boquilladel inyector respecto del Venturi.
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Quemadores domsticos
Aunque estos quemadores son distintos a los usados en la industria, ilustran igual o mejor sobre las caractersticas de losprocesos de combustin, y tienen la enorme ventaja de resultar familiares.
Los quemadores domsticos son de aireacin primaria parcial por induccin con efecto Venturi, con una tasa de aireaci6ndel 40% a1 60%, que viene limitada superiormente para evitar el desprendimiento de llama a gasto mximo, e inferiormentepara evitar la combustin incompleta. No conviene que sean de aireacin completa porque la llama de premezcla que seformara tendra un margen muy estrecho de estabilidad ni que no haya aireacin porque entonces la llama de difusin
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formara tendra un margen muy estrecho de estabilidad, ni que no haya aireacin porque entonces la llama de difusinseria muy larga y con mucho holln.
El conducto de salida se divide en muchos agujeros de salida, por una parte para que la llama sea ms corta (la longitud decualquier tipo de llama es prcticamente proporcional al dimetro del agujero de salida), y por otra para aumentar el rea decontacto con el aire ambiente, mejorando as la aireacin secundaria (la que completa la combustin); por eso se ponen enla periferia del mechero y no en medio. Sin embargo, el dimetro de estos orificios tiene un limite inferior debido a latendencia al desprendimiento de la llama por decaer la capacidad de anclaje (de no ser por esto, convendra que losagujeros de salida fuesen de tamao menor al del limite de propagacin de llama por congelacin (quenching) paraasegurarse contra la reentrada de la llama por el tubo (hasta el inyector, ya que de ah no pasara).
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Quemadores domsticos
SUMINISTRO DE GAS
MEZCLA
INYECTOR
BASEQUEMADOR
TAPAQUEMADOR
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MEZCLAAIRE-GAS
REGULADOR DE AIRE PRIMARIO
ENTRADA DE AIRE PRIMARIO
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Quemadores de combustibles gaseosos
Son los que presentan menos dificultad en el proceso de combustin. Las partculas de gas que
se mezclan ntimamente con el aire permiten una buena combustin con una mnima cantidad
de aire. Se clasifican segn la zona donde se mezclan el aire y el combustible:
Quemadores de premezcla: Mezclado antes del quemador
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Q p q
Quemadores cerrados: Mezclado en el quemador.
Quemadores abiertos: Mezclado mixto.
Sus capacidades cubren un rango muy amplio. Desde fracciones de kilogramos por hora
(domsticos), hasta unos 1.500 Kg/Hr. (industriales y calderas grandes)
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores mecnicos
Tambin se denominan como Quemadores a Sobrepresin; el aire de combustin es introducido
mediante un ventilador, existen diversos sistemas para lograr la mezcla del aire con el
combustible.
En el caso de gas el combustible se introduce mediante los inyectores aprovechando la propia
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En el caso de gas, el combustible se introduce mediante los inyectores, aprovechando la propia
presin de suministro.
En los combustibles lquidos se utilizan diversos sistemas para su pulverizacin, de modo que
es creen microgotas de combustible que facilitan su mezcla con el aire. El tipo ms extendido es
el de pulverizacin mecnica.
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Quemadores mecnicos
La combustin puede ajustarse actando:
Sobre el gasto de combustible,
Sobre la cantidad de aire a impulsar y
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Sobre los elementos que producen la mezcla;
por lo que es posible obtener rendimientos de combustin muy altos.
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Quemadores mecnicos
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Quemadores bajo ndice de NOx
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Quemadores de combustibles liquidos
Los combustibles lquidos deben ser vaporizados antes de ser quemados.
Algunos quemadores de baja capacidad (hasta 25 Kg de combustible/Hr.), denominados quemadoresde vaporizacin, realizan esta accin en una sola etapa mediante calentamiento.
Sin embargo, todos los quemadores industriales de alta capacidad realizan la vaporizacin en dos
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etapas: atomizacin o separacin de lquido en finas partculas y vaporizacin mediante calentamientodirecto de las partculas.
Segn el mecanismo o medio de atomizacin utilizado, los quemadores se clasifican en:
Quemadores de atomizacin con aire a baja presin. Quemadores de atomizacin con aire o vapor a alta presin.
Quemadores de atomizacin mecnica. Quemadores centrfugos o de copa rotatoria.
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Quemadores de atomizacin mecnica
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Quemadores centrfugos o de copa rotatoria
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GENERACIN DE CALOR
IT Fraccionamiento de potencia. Las centrales de produccin de calor equipadas congeneradores de tipo estndar cumplir con estos requisitos:
1. Si la potencia trmica de la central es mayor que 400 kW se instalarn dos o msgeneradores de calor.
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2. Para centrales con potencia igual o menor de 400 kW y con servicios de calefaccin y aguacaliente sanitaria se dispondr de un generador de calor dedicado a este ltimoservicio, salvo cuando la potencia demandada por este servicio se adecue, dentro deun margen del 10%, a la potencia del primer escaln del quemador de un nicogenerador de calor para ambos servicios. Excepcin: Instalaciones individuales depotencia trmica menor que 70 kW
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Zonificacin: Circuitos. Primarios/Secundarios
ITE 02.8.1: Se procurar que los circuitos de distribucin de los fluidos portadores (circuitossecundarios) se dividan teniendo en cuenta el horario de funcionamiento de cadasubsistema, las cargas diferenciadas por orientacin o servicio, la longitud hidrulica delcircuito y el tipo
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Zonificacin: Circuitos. Primarios/Secundarios
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Escalones de potencia
Por el nmero de escalones de potencia que producen, se distinguen los siguientes tipos de
quemadores:
DE UNA MARCHA. Son quemadores que slo pueden funcionar con la potencia a la que hayan
sido diseada son quemadores de pequea potencia
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sido diseada, son quemadores de pequea potencia.
DE VARIAS MARCHAS. Son quemadores con dos ms escalones de potencia (habitualmente
dos); es decir, que pueden funcionar produciendo potencias distintas. Deben disponer de los
elementos necesarios para poder regular la admisin de aire y el gasto de combustible, de modo
que en cada escaln de potencia se obtenga el rendimiento de combustin ms alto posible. Se
utilizan para potencias intermedias o altas.
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Quemadores: Clasificacin
Quemadora de una llama o escaln: Su
regulacin todo-nada. Se utiliza para
pequeos quemadores hasta una
potencia de 70 kW. Segn ITE 02.6.2
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En estos quemadores cuando estn en
marcha solo pueden dar toda la potencia
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Quemadores: Clasificacin
Quemadores de dos llamas o dos
escalones: Se utiliza para potencia
trmicas comprendidas entre 70 kW -
400 kW. Segn ITE 02.6.2
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La regulacin que puede efectuarse
es: Todo-parte-nada, segn funciones
una o dos boquillas o segn la presin
suministrada por el regulador de la
bomba
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Escalones de potencia
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Quemadores: Clasificacin
Quemadores modulantes. Se utiliza
para potencia trmicas superiores a
800 kW. Segn ITE 02.6.2
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La potencia se puede regular de
forma continua en funcin de la
demanda, desde un mnimo
indispensable para que funcione la
instalacin hasta el 100 % ( o mxima
potencia).
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Escalones de potencia
MODULANTES
Estos quemadores ajustan continuamente la relacin Aire - Combustible, de manera que
pueden trabajar con rendimientos elevados en una amplia gama de potencias; adecundose de
manera continua a las necesidades de produccin
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manera continua a las necesidades de produccin.
En el RITE se da la siguiente tabla en la cual se indica en nmero de marchas de los
quemadores en funcin de la potencia de los generadores.
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Escalones de potencia
La potencia del quemador y el caudal
de aire se adaptan automticamente a
las necesidades calorficas de
momento.
QUEMADOR MODULANTE
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Quemadores
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Boquillas
SELECCIN BOQUILLAS
Utilizar preferentemente boquillas con
ngulo de pulverizacin de 60 y
presin de 12 bar
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presin de 12 bar.
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Boquillas
Ejemplo:
Potencia caldera = 135 kW rendimiento 90%
Potencia en quemador = 135 : 0,9 = 150 kW
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es decir, se necesitan una boquilla de 150 kW a 60 y 12 bar de presin: 1 = 3,00 GPH
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Boquillas
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Distribucin de combustible
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Bomba
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A - Caudal mnimo a 12 bar de presinB - Campo de regulacin presin de salidaC - Depresin mxima en aspiracinF - Presin mx. en aspiracin y retornoG - Regulacin de la presin en fbrica
BOMBA 1 - Aspiracin G 1/4"2 - Retorno G 1/4"3 - Conexin manmetro G 1/8"4 - Conexin vacumetro G 1/8"5 - Regulacin presin
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Detectores de llama fija
Estos instrumentos se usan para verificar la presencia de llamaen equipos trmicos donde siempre debe haber una llamacuando estn en funcionamiento o durante el proceso de suencendido o puesta en marcha (llama piloto), caso de calderas uhornos.
Pueden basarse en la medida de una determinada temperaturat i t l d l ill it l
Pico del CO2
Luz del solBanda dedeteccin
IR-1
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con un termopar instalado en una larga varilla que se sita en lazona de la llama y que en caso de enfriarse inicia una seal dealarma, generalmente una apertura o cierre del contacto de unrel.
Tambin pueden basarse en principios pticos como losdetectores IR de proteccin contra fuego (un detector IR/IRdetecta llamas midiendo el espectro en dos diferentes longitudesde ondas de la banda infrarroja, generalmente a la longitud deonda del pico de CO2 y cerca de l).
40
34.400 25.000 12.500 3.700 2.300Longitud de onda m - cm-1)
Llama
VisibleUV IR
Banda dedeteccin
IR-2
Banda dedeteccin
IR-3
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Quemadores de combustibles slidosBiomasa
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Quemadores de combustibles slidos
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Quemadores de combustibles slidos
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