quemadores

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24/11/2014 1 QUEMADORES Quemadores Los quemadores son aparatos o mecanismos cuya función es preparar la mezcla de combustible + comburente para realizar la combustión. En el quemador, el combustible y el comburente (aire) entran por separados y en el se regulan la cantidades de cada uno, mezclándose lo mas perfectamente posible e iniciándose su propio did E. TORRELLA encendido. Los quemadores son los equipos donde se realiza la combustión, por tanto deben contener los tres vértices del triángulo de combustión; es decir, tienen que lograr la mezcla íntima del combustible con el aire y además proporcionar la energía de activación.. Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores: Quemadores atmosféricos. Quemadores mecánicos. 2 Quemadores Los quemadores independientemente del tipo que sean puede estar preparados para trabajar bien con la cámara de combustión con entradas de aire (a depresión) o bien hermética (a sobrepresión). E. TORRELLA Para potencias pequeñas y medianas resulta usual que el quemador se suministre formando bloque con la caldera, realizándose, entonces, la elección y acople en fábrica. 3 Quemadores Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores: Quemadores atmosféricos. Quemadores mecánicos. E. TORRELLA 4

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Diferentes tipos de quemadores y su combustion

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  • 24/11/2014

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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

    E. TORRELLA

    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).

    E. TORRELLA

    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.

    E. TORRELLA 4

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    Quemadores atmosfricos

    Se emplean, nicamente, paracombustibles gaseosos.

    Una parte del aire necesario para lacombustin (Aire Primario) se induce en el

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA 6

    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

    E. TORRELLA

    (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:

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    S b l l t d l l

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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.

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    presin de 12 bar.

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    Boquillas

    Ejemplo:

    Potencia caldera = 135 kW rendimiento 90%

    Potencia en quemador = 135 : 0,9 = 150 kW

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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

    E. TORRELLA

    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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