Curso de Combustión 2014 (Copia en Conflicto de Rosa-PC 2014-11-12)

CURSO DE COMBUSTINNOVIEMBRE 2014

COMBUSTINLa combustin es una reaccin qumica exotrmica originada por la combinacin rpida de una sustancia que se quema (el combustible) y el oxigeno (el comburente). Esta reaccin se caracteriza por el hecho de que se efecta con desprendimiento de luz y porque los productos de la misma son gaseosos.

Deben coexistir:TIEMPOQu es combustin?

COMBUSTINComponentes:En la prctica el oxgeno necesario para la combustin se obtiene del aire atmosfrico, que est compuesto por oxigeno, nitrgeno, pequeas cantidades de otros gases y humedad. Por su parte los combustibles contiene carbono, hidrgeno y en algunas ocasiones azufre

C + O2 = CO2 + Calor

H2 + 1/2O2 = H2O + Calor

S + O2 = SO2 + Calor

La combustin, como una simplificacin, consiste de tres procesos :COMBUSTINEjemplo:En las combustiones, los tomos de oxgeno que hay en el aire se unen a los tomos de carbono que hay en la cera de la vela y se forma una nueva sustancia: el dixido de carbono. Esta sustancia es gaseosa. Como ya sabemos, este proceso en el que se forman nuevas sustancias al unirse de otra manera los tomos de las anteriores es una reaccin qumica. Esta reaccin qumica produce adems energa en forma de luz y de calor.

Combustin del gas metano

TIPOS DE COMBUSTINLa combustin, de acuerdo a la cantidad de oxgeno suministrada, puede ser:

MECANISMOS DE COMBUSTIN Mezcla Combustible-Oxgeno

Inicia con la ignicin de la mezcla, la cual ocurre a una determinada temperatura llamada de ignicin y que es la temperatura mnima a la que pude ocurrir la combustin.

Mezcla Gas Natural-Oxgeno

Es necesario agregar calor por una fuente externa para incrementar su temperatura hasta la temperatura de ignicin. Una vez iniciada la combustin esta se mantiene debido a que la temperatura de ignicin permanece por encima de la temperatura de ignicin, ya que la mezcla obtiene calor de las reacciones de combustin.

LLAMAQu es la llama?La llama es la envoltura o zona dentro de la cual ocurre la reaccin de combustin, a una velocidad tal como para producir una radiacin visible.Caractersticas Temperatura de llama.La temperatura de la llama es caracterstica de la mezcla combustible oxgeno que se est quemando. Esta es mayor mientras menor sea la prdida de calor en los alrededores.En relacin a la temperatura de llama puede destacarse: Fenmeno de disociacin. Calor + CO2 = CO + O2 Temperatura terica de la llama. Temperatura actual de la llama

LLAMADiferentes tipos de quemadores Bunsen con llamas de diferente color en funcin de la temperatura de combustin de los gases.

LLAMA Velocidad de llama.Se define como la velocidad a la cual la llama progresa dentro de una mezcla aire-combustible, con relacin a la velocidad de la mezcla

LLAMA Velocidad de llama.

LLAMAPropiedades de algunos combustibles.

El calor de reaccin de oxidacin de la sustancia con oxgeno molecular. Ahora bien, el calor normal de combustin es el que resulta de la combustin de una sustancia a la presin de 1 atmsfera, y manteniendo constante la temperatura en 25C durante todo el proceso.CALOR NORMAL DE COMBUSTIN

UNIDADES DE CALORLas unidades en que se mide el calor en el sistema internacional es la calora, la cual se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua un grado centgrado, en el sistema ingls el calor se mide en BTU, lo cual significa British Thermal Unit y que se define como la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de una libra de agua un grado Fahrenheit. Un BTU equivale a 252 caloras.

PODER CALORIFICOEl poder calorfico de un combustible representa la cantidad de calor que se obtiene por la combustin completa de la unidad de peso o de volumen de dicho combustible. Esto se expresa en Kcal/kg-mol o Kcal/Nm3.

COMBUSTIBLESEs toda sustancia capaz de combinarse con el oxigeno desarrollando calor. La sustancia orgnica que se usa como combustible durante su combustin no solo ha de desprender calor, su aprovechamiento ha de ser econmicamente racional en determinadas condiciones. Qu es un combustible?Los combustibles deben reunir las siguientes condiciones:a.- Estar disponibles en abundancia y a buen precio.

b.- Arder con facilidad y dejar pocas cenizas.

c.- No desprender productos de combustin perjudiciales para las personas, los quemadores, las calderas u otros componentes metlicos de los equipos donde se utilicen.

d.- Poseer elevado poder calorfico.

CONSTITUYENTES DE LOS COMBUSTIBLES

CLASIFICACIN DE LOS COMBUSTIBLESLa clasificacin ms general de los combustibles se realiza de acuerdo al tipo de reaccin y por el proceso de formacinTIPO DE REACCINCombustibles QumicosCombustibles FsicosCombustibles FsilesCombustibles Actuales

CLASIFICACIN DE LOS COMBUSTIBLES Clasificacin General de los Combustibles.

EstadoCombustibles NaturalesCombustibles ArtificialesSlidosMadera, Turba, Lignito y Carbn bituminoso Carbn Pulverizado, Briquetas de carbn, Coque, Carbn de lea Lquidos PetrleoAceites residuales,Destilados de petrleo, Alquitrn GaseososGas NaturalGas de alto hornoGas de coqueraGas gasgeno

COMBUSTIBLES SLIDOS

Composicin elemental. Poder calorfico. Densidad. Contenido de cenizas Porosidad. Temperatura de fusin de la ceniza. Temperatura de ignicin. Abrasividad.

Las propiedades de los combustibles slidos son:

COMBUSTIBLES LQUIDOSLos combustibles lquidos ms utilizados en los hornos industriales, son los derivados del petrleo, esencialmente el fuel-oil y el gas-oil o diesel.

Composicin elemental.Poder calorfico.Viscosidad.Densidad.Temperatura de congelacin o de fluidez.Temperatura de vaporizacin. Temperatura de precalentamiento.Temperatura de autoignicin.Contenido de azufre

Las propiedades de los combustibles lquidos son:

COMBUSTIBLES LQUIDOSViscosidad cinemtica estndar de los combustibles

COMBUSTIBLES LQUIDOSViscosidades recomendadas para los diferentes tipos de quemadores

Los combustibles gaseosos son mezclas de varios gases. En la metalurgia y en la energtica el combustible gaseoso ms utilizado es el gas natural por su calidad como combustible y en menor medida se utilizan los combustibles artificiales.COMBUSTIBLES GASEOSOSSe clasifican en:Combustibles gaseosos naturales.Estos se forman de reacciones qumicas que se producen en la naturaleza debido principalmente a la descomposicin de sustancias orgnicas. La caracterstica fundamental de los gases naturales es su alto contenido de metano y de hidrocarburos, as como su bajo contenido de CO2 y N2.Combustibles gaseosos artificiales.Se obtienen mediante la desgasificacin de un combustible slido o en froma de derivados qumicos de la refinacin del petrleo o como subproducto de otros procesos industriales.

a.- Composicin.

b.- Poder calorfico.

c.- Densidadd. Limites de Inflamabilidad.

COMBUSTIBLES GASEOSOSLas caractersticas fundamentales de los combustibles gaseosos son:

Temperatura inicial.

Presin inicial.

Tamao y forma del equipo que contiene el gas.

Contenido de inerte.Los lmites de inflamabilidad definen de la siguiente manera: Lmite InferiorEs la proporcin ms baja en un combustible en una mezcla con oxigeno que se puede quemar sin fuente externa de calor. Lmite SuperiorEs la proporcin ms alta de gas combustible en una mezcla con oxigeno que se puede quemar continuamente sin fuente externa de calor.Factores que tienen efecto sobre el lmite de inflamabilidad:COMBUSTIBLES GASEOSOS

COMBUSTIBLES GASEOSOSPropiedades fsico-qumicas de algunos componentes de los combustibles gaseosos

COMBUSTIBLES GASEOSOSComposiciones de combustibles gaseosos tpicos en funcin del tipo de yacimiento

a.- Mayor limpieza.

b.- Ausencia de cenizas.

c.- Mayor facilidad de manejo.

d.- Mayor facilidad de control.

e.- Necesitan una menor cantidad de aire para su combustin.

COMBUSTIBLES GASEOSOSVentajas de los combustibles gaseosos respecto a otros combustibles:

El aire contiene 21 % de O2 79 % de N en volumen y 23 % de O2 77 % de N en peso y la relacin % entre ellos se representa en los clculos por K segn:

K = N2/O2 = 79/21 (% en volumen)K = 3,762

El peso molecular de los gases se asume con valores aproximados, por ejemplo H = 2, N = 28, ect.

El volumen de 1 kg/mol de cualquier gas es igual a 22,4 litros (volumen molar) bajo condiciones normales de presin y temperatura.Cantidad de aire requerido para la combustin completaAl efectuar un proceso de combustin en la industria se utiliza como comburente el aire, esto hace que dicho proceso sea ms econmico producto de que los equipos para obtener aire son mas sencillos que las instalaciones para producir oxgeno Para los clculos de combustin deben considerarse los siguientes aspectos:

Para calcular la cantidad de aire necesario para la combustin de un gas combustible compuesto bsicamente por CH4, H2 y CO, se deben plantear las ecuaciones de combustin correspondientes y con base a ello se hace el clculo estequiomtrico del oxigeno requerido:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

CO + 1/2O2 = CO2

H2 + 1/2O2 = H2O

Cantidad de aire requerido para la combustin completaReacciones a considerar:

Considrese X1 la fraccin molar del elemento i:

los Nm3 de O2 requeridos por Nm3 de combustible ser:

(O2)t = (O2)CO + (O2)H2 + (O2)CH4

(O2)t = (XCO + XH2) x 0.5 + (XCH4) x 2

Cantidad de aire requerido para la combustin completa Clculo del Volumen de Oxgeno terico.

El aire terico ser entonces: (aire)t = (O2)t/0.21

Clculo del aire terico requerido.

Donde:

Para combustibles slidos : a = 1.30 2 Para combustibles lquidos: a = 1.10 1.2Para combustibles gaseosos: a = 1.02 1.1 En la prctica industrial se inyecta una cantidad de aire en exceso sobre la cantidad de aire terico calculado estequiomtricamente a fin de garantizar la combustin completa. Este exceso de aire est determinado por el coeficiente a, definido segn: a = Aire real / Aire tericoCoeficiente a segn el combustible:Cantidad de aire requerido para la combustin completa

El tipo del combustible.

La forma en que se prepara.

La forma en que se combustiona.

La construccin del horno.

Al estimar el exceso de aire debe considerarse que:Mayor exceso de aire significa mayor volumen de productos de combustin.Mayor volumen de productos de combustin significa disminucin de temperatura del horno por la prdida de energa calrica contenida en el calor sensible de los gases extrados. Cantidad de aire requerido para la combustin completaEl coeficiente de aire en exceso depende de

El control de exceso de aire durante la combustin en el horno es importante por las razones siguientes:

a.- Si a < 1 se produce una combustin deficiente e incompleta y se libera menor cantidad de calor.

b.- Si a es mayor que los valores recomendados, se produce una cada considerable del rgimen trmico del hogar, ya que al existir en el aire un 79 % (volumtrico) de nitrgeno se produce un enfriamiento considerable de la combustin. El control de exceso de aire durante la combustin en el horno es importante por las siguientes razones: Cantidad de aire requerido para la combustin completa

PROBLEMAS DE COMBUSTINPROBLEMAS DE COMBUSTIN.Problema N1.El anlisis del gas natural es el siguiente: CH4 = 85 %, C2H4 = 3 %, C6H6 = 3 %, H2 = 5 % y N2 = 4 %Se quema con 20 % de aire en exceso. El aire es hmedo, conteniendo 1,5 % de vapor de agua.Se requiere:1.- Los m3 de aire seco tericamente requerido para la combustin de un m3 de gas.2.- El volumen de aire hmedo utilizado, incluyendo el exceso.3.- El volumen de los productos de combustin.

PROBLEMAS DE COMBUSTIN

Aire seco tericamente requerido = 2,040 / 0,21 = 9,72 m3.Aire en exceso seco = 0,20 x 9,72 = 1,94 m3.Total de aire seco = (9,72 + 1,94) m3 = 11,66 m3.El aire hmedo es 1,5 % de H2O, y el 98,5 % es aire seco; por lo tanto, el 11,66 m3 de aire seco constituye 98,5 % de aire hmedo.Total de aire hmedo = 11,66 / 0,985 = 11,84 m3.H2O en el aire hmedo = 11,84 11,66 = 0,18 m3.O2 en el aire en exceso = 0,21 x 1,94 = 0,41 m3.N2 total en el aire = 0,79 x 11,66 = 9,21 m3.


Total de N2 en los productos de combustin = 9,21 + 0,04 = 9,25 m3.Total de H2O en los productos de combustin = 1,90 + 0,18 = 2,08 m3.Total de CO2 en los productos de combustin = 1,09 m3.Total de O2 en los productos de combustin = 0,41 m3. Total productos de combustin = (9,25 + 2,08 + 1,09 + 0,41) m3 = 12,83 m3.


Problema N2.La composicin de carbn es la siguiente: C = 79,1 %, H = 6,9 %, O = 6,6 %, N = 1,4 %, S = 0,9 %, H2O = 1,8 % y cenizas = 3,3 %.Los gases del hornos utilizados para el anlisis de carbn contienen 6,4 % de oxigeno libre, anlisis seco.Las cenizas del horno contienen 20 % de carbono sin quemar.Las condiciones atmosfricas son: temperatura 61 F, Baromtrica 30,3 pulgada y humedad 58 %.PROBLEMAS DE COMBUSTIN

Se requiere:

1.- Los m3 de aire seco en condiciones estndar tericamente requerido, por kilogramo de carbn.2.- El % de aire en exceso utilizado.3.- Los m3 de aire hmedo utilizado realmente por kilogramo de carbn, medida en las condiciones dadas.4.- La composicin en porcentaje de los gases.


Solucin:Cenizas = Ceniza + Carbono sin quemarEl carbono sin quemar es 20 % de las cenizas, el otro 80 % es ceniza, entonces el anlisis sera 0,033 kg en 1 kg de carbn. Las cenizas, por lo tanto pesa:0,033/0,80 = 0,041 kgY el carbono sin quemar es: 0,041 0,033 = 0,008 kg.El peso del carbono quemado por kilogramo de carbn es: 0,791 0,008 = 0,783 kg.


C + O2 = CO2 .O2 = 0,783 x 22,4 / 12 = 1,462 m32H2 + O2 = 2H2O .O2 = 0,069 x 22,4 / 4 = 0,386 m3S + O2 = SO2 .O2 = 0,009 x 22,4 / 32 = 0,006 m3Total de O2 requerido = (1,462 + 0,386 + 0,006) m3 = 1,854 m3O2 presente en el carbn = 0,066 x 22,4 /32 = 0,046 m3O2 requerido en el aire = (1,854 0,046) m3 = 1,808 m3.


Aire tericamente requerido = 1,808 / 0,21 = 8,61 m3 / kg carbn.El % de oxigeno libre el cual es 6,4 en los gases secos representa el aire en exceso, el cual sera 6,4/0,21 = 30,5 % de aire. El % de gases excluyendo el aire en exceso es: 100 30,5= 69,5 del total de gases seco. Para encontrar los gases secos excluyendo el aire en exceso:CO2 formado = O2 para C = 1,462 m3.H2O formado (omitir gases secos).SO2 formado = O2 para S = 0,006 m3.N2 en el carbn = 0,014 x 22,4/28 = 0,011 m3.N2 en el aire = (8,61 1,808) m3 = 6,802 m3.Total de gases secos = (1,462 + 0,006 + 0,011 + 6,802) m3 = 8,281 m3


Gases secos incluyendo el aire en exceso = 8,281/0,695 = 11,92 m3Aire en exceso = (11,92 8,281) m3 = 3,64 m3 % de aire en exceso utilizado = 3,64/8,61 = 42,3 %Total de aire seco utilizado = 8,61 + 3,64 = 12,25 m3 en condiciones estndar.Temperatura = 61 F = (61 32)5/9 = 16 C.La presin mxima del agua a 16 C = 13,6 mm.Humedad 58 %, por lo tanto, la presin real = 0,58 x 13,6 = 7,9 mm.Baromtrica = 30,3 pulgada x 25,4 = 770 mm Aire hmedo en la condiciones dadas = 12,25 x (273 + 16)/273 x 760/(770 7,9) = 12,93 m3.


H2O formada desde hidrogeno = dos veces O2 para hidrogeno = 0,772 m3 H2O en el carbn = 0,018 x 22,4/18= 0,022 m3 H2O en el aire = 7,9/(770-7,9) x 12,25 = 0,127 m3Total de H2O = (0,772 + 0,022 + 0,127 ) m3 = 0,921 m3Oxigeno en el aire en exceso = 0,21 x 3,64 = 0,764 m3Nitrgeno total = (0,79 x 12,25) + 0,011 = 9,688 m3


Problema N3.Calcular la temperatura de llama del gas natural en el ejemplo N1:1.- Se quem con el requerimiento terico de aire seco, con el calor sensible del gas natural y el del aire despreciable.2.- Se quem con 20 % de aire en exceso, como esta especificado en el ejemplo N1, y con el aire precalentado a 600 C, antes de la combustin.


Solucin: Los productos de combustin bajo la condicin terica consisten en: (ver problema N1).CO2 = 1,09 m3H2O = 1,90 m3N2 = (9,72 2,04) m3 + 0,04 m3 = 7,72 m3El poder calorfico para es gas es:Para el CH4: 0,85 x 8.560 = 7.276 CalPara C2H4: 0,03 x 14.480 = 434 CalPara C6H6: 0,03 x 33.490 = 1.005 CalPara H2 : 0,05 x 2.582 = 129 Cal Total = (7.276 + 434 + 1.005 + 129) Cal = 8.844 Cal/m3


Por lo tanto: 8.844 = 1,09(0,406 + 0,00009 t)t + 1,90(0,373 + 0,00005 t)t + 7,72 (0,302 + 0,000022 t)t 8.844 = 3,483 t + 0,000363 t2Resolviendo la ecuacin:t = 2090 C


Con 20 % de aire en exceso, hmedo, all fue utilizado 11,66 m3 de aire seco y 0.18 m3 de H2O. Esto se precalienta a 600 C.

11,66(0,302 + 0,000022 x 600)600 = 2.205 Cal0,18(0,373 + 0,00005 x 600)600 = 43 CalEl calor sensible total en el aire hmedo = (2.205 + 43) Cal = 2.248 CalPoder calorfico = 8.844 CalTotal de calor disponible = (2.248 + 8.844) Cal = 11.092 Cal


Los productos de combustin son incrementados por el aire en exceso y la humedad del aire. Su total encontrado en el ejemplo N1 son CO2: 1,09, H2O: 2,08, N2 y O2: 9,66.Entonces:11.092 = 1,09(0,406 + 0,00009 t)t + 1,2,08(0,373 + 0,00005 t)t + 9,66(0,302 + 0,000022 t)t 11.092 = 4,136 t + 0,000415 t2Resolviendo:t= 2200 C


CAPACIDAD CALORICA

ATMSFERA DEL HORNO Y SU INFLUENCIA a.- Oxidante.b.- Neutra.c.- Reductora.Una atmsfera en un horno puede ser neutra para un material y altamente oxidante para otro. Por ejemplo, la llamada atmsfera neutra que resulta de la combustin de un combustible con la cantidad exacta de aire requerido, sin contenido de O2 y CO, seria neutra en el recocido del cobre y oxidante en el tratamiento trmico del acero. Altas concentraciones de CO2 y H2O, oxidan al acero.

La atmsfera del horno puede ser:El tipo de atmsfera depende del material que se encuentre en el horno, es decir:

OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSCONSIDERACIONES PARA LA OPERACIN EFICIENTE DE EQUIPOS TRMICOS

A continuacin se presentan algunos aspectos que se deben conocer para que la operacin del equipo trmico sea lo ms eficiente y segura posible.

Poder calorfico (Q). Composicin qumica del gas combustible. Peso Molecular (PM). Gravedad especifica (GE). Contenido de inerte. Limite de inflamabilidad. Relacin combustible aire. Extraccin continua de los gases de combustin.

OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSFactores a considerar:Caractersticas del Combustible:

% EA: Porcentaje de exceso de aire.Aire terico: Aire requerido para la combustin perfecta o aire estequiomtrico.OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSDonde:

Presin de VaporOPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

En las plantas industriales siempre se busca aprovechar al mximo los recursos disponibles, as en las plantas de reduccin directa el gas reductor despus de perder una gran parte de su poder de reduccin es utilizado como combustible en sustitucin del gas natural.

Para sustituir un combustible gaseoso por otro utilizando el mismo sistema de tuberas se debe de recordar que el flujo de un gas por una tubera es inversamente proporcional a la raz cuadrada de la gravedad especfica. Adems un cambio en la gravedad especfica de las mezclas gaseosa involucra tambin un cambio en el poder calorfico.OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSSustitucin de Los combustibles:

Su funcin es efectuar la combustin de la mezcla combustible aire para proporcionar el calor requerido en los hornos.

En algunos tipos de hornos el aire se alimenta en dos partes, la primera es el aire terico o estequiomtrico y se le conoce como aire primario mientras que la segunda parte conocido como aire secundario es el exceso y se alimenta a determinada seccin del quemador para evitar el retroceso de la llama.OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSQuemadores:

Quemadores aire-oxgeno-gas (tecnologa EZ-FIRE)OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Diferencias en el balance trmico entre un quemador aire-gas natural y un quemador con tecnologa EZ-FIREOPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Fusin de metales No Ferrosos (Aluminio, Cobre, Plomo, etc) en hornos rotatorios y reverberos. Fusin de vidrio. Hornos de calcinacin (cemento, material refractario, otros).

Donde se utilizan quemadores con tecnologa EZ-FIRE?OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Se logra incrementar la capacidad de produccin del horno (entre 20 y 40%). Se disminuye el costo de produccin por Kg de material procesado. Se reduce el consumo de combustible (entre 25 y 35%), debido a un mejor aprovechamiento del poder calorfico de ste. Se reduce el volumen de gases de combustin, por la reduccin en el ingreso de nitrgeno (del aire) y consecuentemente se incrementa el tiempo de vida de los sistemas anticontaminantes. Se logra flexibilidad en el sistema pues se puede operar el quemador Aire-Gas o l Aire-Oxgeno-Gas, para optimizar el consumo de Oxgeno. Operacin sencilla y segura del quemador Aire-Oxgeno-Gas. Normalmente se utiliza el quemador actual (Aire-Gas) por lo que la inversin para la adaptacin es mnima.Ventaja de la tecnologa EZ-FIREOPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Los quemadores de gas tienen precios mas bajos que los combustibles slidos y lquidos, y sus deficiencias son:Como generalmente no tienen reservas de combustibles almacenado son muy sensibles a las variaciones de suministro por esta razn con frecuencia se utilizan quemadores combinados (con fuel oil).OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSQuemadores para combustibles gaseosos:

OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOSEstos quemadores se caracterizan porque la mezcla combustible- aire se realiza flujo atrs con respecto al quemador. Quemadores cuya mezcla combustible aire se lleva a cabo en la boquilla del quemador, son los ms usados en la industria.Quemadores donde la mezcla combustible aire se lleva a cabo en forma lenta de tal manera que los fluidos se mezclan completamente a cierta distancia del quemador obtenindose una llama larga y luminosa. Quemadores con premezclado:Quemadores con mezclado en boquilla:Quemadores con mezclado lentoSe clasifican en:

Ajuste de llama.

Una buena combustin en los quemadores de los hornos ayuda a obtener una buena eficiencia de los mismos, lo cual trae como consecuencia que la operacin del proceso, en general, sea ms eficiente. Para lograr una buena combustin es necesario cuidar que las llamas obtenidas tengan las caractersticas debidas, a continuacin se presentan algunos problemas tpicos en la operacin de hornos, as como sus efectos y posibles soluciones..OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Patrn de llama irregular:Para solucionar este problema existen las siguientes posibilidades: Limpiar el can del quemador. Ajustar todos los registros de aire a la misma abertura. Ajustar el tiro para asegurar que el flujo de aire sea homogneo a travs de todos los quemadores. Chequear la alineacin del can del quemador.

OPERACIN DE EQUIPOS TERMICOS

Llamas largas y humeantes:Para evitar este problema, las posibles soluciones son: Limpiar el can. Ajustar el tiro. Chequear que la distribucin de aire sea la correcta.


Quemadores que se apagan:Siendo las posibles soluciones las siguientes: Asegurarse que haya flujo de gas combustible. Revisar el sistema de encendido automtico en caso de tenerlo. Cerrar el registro de aire. Ajustar el can del quemador. Cambiar el piloto en caso de que el anterior no proporcione adecuadamente la llama para encender el quemador.


Llamas pulsantes: Las posibles soluciones a este problema son: Disminuir la alimentacin del gas hasta que se estabilice la relacin aire gas. Incrementar el tiro y en caso de existir incrementar la apertura del damper dispuesto para ello.


Retroceso de la llama: Las posibles soluciones son las siguientes: Incrementar la presin del gas al quemador. Cambiar el can del quemador. Limpiar el quemador.

Presin en el horno:

El tiro con que trabaja el horno es el que define la presin dentro del mismo. Siempre es preferible tener una presin negativa en el horno ya que esto ayuda a desalojar los gases de combustin ayudando tambin al control del horno en general.

Muestreo y anlisis de los gases de combustin (gas de humo).

En de gran importancia realizar muestreos y anlisis de los gases de humo tales que los resultados sean de alta confiabilidad, o bien tener registros o analizadores que indiquen su composicin.


Temperatura de la pared de los tubos.

La temperatura de la pared de los tubos debe mantenerse siempre dentro de los limites del diseo del equipo ya que de no ser as y si se sobrecalientan es probable que ocurran rupturas en los tubos ocasionando graves problemas, a continuacin se nombran algunos aspectos que hay que controlar para evitar el sobrecalentamiento de los tubos:


Patrn de llamas: Se deben revisar lo siguiente: La circulacin de los gases de combustin dentro del calentador. Limpieza del can del quemador. La alineacin del can del quemador.


Golpe directo de las llamas sobre los tubos: Para evitar este problema hay que revisar lo siguiente: La limpieza del can del quemador. Asegurarse de que se est alimentando el aire adecuado para la combustin. La alineacin del can del quemador.


Seguridad en las operaciones de los hornos.

Siempre que se vaya a trabajar en el interior de un horno o cuando se va a poner en operacin, es conveniente evitar la formacin de mezclas explosivas para evitar daos al personal y al equipo. La formacin de estas mezclas se puede evitar mediante un purgado el cual consiste en reemplazar un gas combustible por un gas inerte con el fin de que la mezcla resultante este fuera de los lmites de inflamabilidad. Los gases inertes ms usualmente usados para el purgado de equipos y tuberas son CO2, el N2, mezclas de ambos y vapor de agua.


El purgado se puede realizar por dos mtodos diferentes:

a.- Purgado por desplazamiento: Este se lleva a cambio cuando el gas o el aire que est presente en la tubera o equipo que se est purgando es forzado a salir por la lnea de venteo debido a la entrada de un gas inerte.Por consecuencia la cantidad de gas inerte necesario para purgar por desplazamiento es aproximadamente igual a la cantidad de aire o gas que se est desplazando.


b.- Purgado por dilucin: Este purgado consiste en mezclar un gas inerte con el combustible diluyendo as la mezcla y evitando que se encuentre dentro de los limites de inflamabilidad. En estos casos el volumen de gas inerte necesario es casi 4 o 5 veces mayor que el contenido original de gases en el interior del equipo.

Al efectuar el purgado de un equipo siempre se debe hacer por desplazamiento inyectando una cantidad de gas inerte de 2 o 3 veces el volumen del equipo como factor de seguridad.


PROCEDIMIENTOS PARA AUMENTAR LA EFICIENCIA TERMICA DEL HORNO.

Disminuir las prdidas de calor del sistema (puertas, solera, bveda).Efectuar la combustin del combustible con el menor valor del coeficiente de exceso de aire permisible (a = 1).Lograr una uniformidad de la carga del horno.Utilizar para la combustin aire y combustibles precalentados.Si es posible, aumentar la concentracin de oxigeno del aire que suministra.

EFICIENCIA TRMICA DE HORNOS

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