SELECCIÓN DE EQUIPOS DECOMBUSTIÓN MAGDORI GIRALDO FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SELECCIÓN DE EQUIPOS DE COMBUSTIÓN 9 9 9 9 9 9 9 Aplicación y Proceso Requerimientos térmicos (capacidad) Directo o indirecto Tipo de combustible Forma de llama Uniformidad de la temperatura Condiciones de la cámara 9 9 9 9 9 9 9 Temperatura de operación del proceso Altitud Opciones de montaje del sistema Temperatura del aire de combustión Medio ambiente Codigo de seguridad Economía APLICACIONES LA APLICACIÓN DETERMINA EL TIPO DE QUEMADOR A USAR Y COMO DEBE SER INSTALADO 9 9 9 9 Hornos de alta temperatura (por encima de 1100 °F – 600 °C) Hornos de baja temperatura o Secadores (por debajo de 1100 °F – 600 °C) Tanques de agua o calentamiento de soluciones Calderas APLICACIONES DE HORNOS DE ALTA TEMPERATURA > (1100 °F – 600 °C) z z z z z Revenido: Aliviar tensiones Templado: Aumentar dureza y resistencia mecánica Recocido: “ablanda” el acero para el mecanizado Carburizado: Alto carbono exterior – bajo carbono interior (interior dúctil - exterior duro) Revestimiento de porcelana cerámica APLICACIONES DE HORNOS DE BAJA TEMPERATURA < 1100 °F – 600 °C z Calentamiento de aire – – – – Secado de pintura Curado de revestimientos Alimentos (Horneado & secado de frutas) Secado y termofijación de textiles . APLICACIONES: Calentamiento por radiación – – – Recubrimiento en polvo Termoformado de plásticos Termofijación de prendas textiles . APLICACIONES DE INMERSIÓN z z z z Freidoras Calentamiento de agua Calentamiento de soluciones Soluciones para tratamiento de superficies . CALDERAS z z z Pirotubulares Acuatubulares De aceite térmico . teniendo en cuenta: Eficiencia del Proceso Perdidas por paredes Hermeticidad . determina la entrada de calor requerida y por lo tanto la capacidad en Btu del quemador y del tamaño del tren de válvulas.REQUERIMIENTOS TÉRMICOS z z El material y la cantidad que será calentado. La capacidad es la clave. se debe verificar que la potencia del quemador es suficiente para el proceso. .MATERIAL A SER CALENTADO z z z - Acero Aire Agua Temperatura inicial y final Cantidad a ser calentada Tiempo esperado de calentamiento – Diferencias en el calor específico para calcular el calor de entrada. 7 ACERO 0.237 75 320 2 2 58.166 75 320 2 2 40.0 AGUA .1 1 75 320 2 2 245.EJEMPLO: MATERIAL A SER CALENTADO Calor requerido para calentar una masa : Q = m*Cp*(∆T)/t MATERIAL CP T° INICIAL T° FINAL CANTIDAD TIEMPO CALOR UNIDAD BTU/ Lb°F °F °F Lb Hr BTU/hr AIRE 0. MÉTODO DE CALENTAMIENTO Considerar las necesidades del proceso.Oxidación z Inmersión . z z Fuego directo Fuego indirecto z Alimentos .Eficiencia .NOx afecta el sabor z Tratamientos térmicos . algunas veces los productos de la combustión pueden dañar el material. TIPO DE COMBUSTIBLE z z z z z z Gas natural Propano Butano Combustibles líquidos Carbón Combustibles bajos en Btu . 95 0.000 Btu/gal GRAVEDAD ESPECÍFICA 0.TIPO DE COMBUSTIBLE GAS NATURAL PROPANO BUTANO OIL #2 PODER CALORIFÍCO (BTU/FT3) 1000 2500 3000 137.87 .60 1.52 1. disminuyendo el consumo de combustible” .FORMA DE LLAMA z Los quemadores modernos y especializados ofrecen la posibilidad de acomodar la forma de la llama al proceso. “Una correcta selección de la forma de llama. incrementa la eficiencia del proceso. FORMA DE LLAMA: Amplia . FORMA DE LLAMA: Calentamiento de aire en ductos . FORMA DE LLAMA: Alta velocidad . FORMA DE LLAMA: Calentamiento de tubo radiante . FORMA DE LLAMA: Tubo autorecuperador radiante . FORMA DE LLAMA: Propósitos generales Hornos de baja temperatura . FORMA DE LLAMA: Inmersión . Los requerimientos de uniformidad de la temperatura pueden jugar un papel muy importante en la selección del quemador. cuantos y la ubicación de éstos en la aplicación. El grado de uniformidad tiene una correlación directa con la relación máximo/mínimo. Determina el tipo de quemador.UNIFORMIDAD REQUERIDA z z z z La uniformidad es medida por medio del diferencial de temperatura. . de la parte superior a la inferior y de la derecha a la izquierda. sobre la base. Tiene una influencia importante en el dimensionamiento de los requerimientos de aire de combustión. El dimensionamiento de un ventilador debe hacerse a la ASNM a la que va a ser usado el quemador.ALTITUD z z z La altitud afecta la densidad y por lo tanto la gravedad específica del aire. . 00 4000 0.86/1) = 24.1”wc Pst (SGco/SGst) = Pco .ALTITUD 0 1.86 28”wc x (. : Aleaciones. es otro elemento crítico en la selección del quemador.TEMPERATURA DE OPERACIÓN z z La temperatura de operación de una cámara de un horno de alta temperatura o un proceso con corriente de aire. El proceso determinará el tipo de combustor que puede ser usado. Ej. SiC o Refractario . VERSATILIDAD DE LA APLICACIÓN z Indica la flexibilidad que debe tener el quemador para alcanzar los requerimientos mínimos y máximos de calor. – En tal caso la relación máximo/mínimo del quemador y los métodos de control usados son temas críticos. z Algunos hornos de alta o baja temperatura pueden requerir el desempeño de más de una función en el proceso o varios tamaños de carga. . influencia las condiciones de selección del quemador al igual que la metodología del sistema de control. . – Ejemplo: Una condición de cámara positiva. usualmente requerirá una presión de aire de combustión más alta para sobreponerse a la presión de la cámara o pueden existir flujos cruzados que causen problemas en la estabilidad de la llama.PRESIÓN DE CÁMARA z El hecho que un horno tenga una condición de cámara positiva o negativa. . determina el tipo de combustor a utilizar.CONSTRUCCIÓN DE CÁMARA z El tipo de aislante usado. – Ejemplo: La fibra cerámica usada en hornos de alta temperatura requerirá acomodación para un bloque refractario. particularmente en los hornos. Considerar con cuidado el costo adicional del equipo con el incremento de la eficiencia. . El quemador debe ser capaz de manejar las temperaturas del aire precalentado.AIRE DE COMBUSTIÓN PRECALENTADO z z z z Los recuperadores de calor pueden reducir sustancialmente el consumo de combustible transfiriendo energía de la chimenea al aire de combustión. Requiere cambios de componentes en válvulas de control si se usa el control del “lado caliente”. El quemador debe ser capaz de desempeñarse de acuerdo a los requerimientos dados. . – Ejemplo: Algunas leyes europeas exigen un máximo de 30 ppm NOx y 400 ppm CO para aplicaciones en proceso.AMBIENTAL z Las emisiones del quemador pueden ser un factor significante debido a las regulaciones de las entidades ambientales. CÓDIGOS DE SEGURIDAD z Impactos principales del sistema de control y manejo del quemador – – – – NFPA 86 (National Fire Protection Association) IRI (Industrial Risk Insurers) FM (Factory Mutual Research Corporation) UL (Underwriters Laboratories Standards) . frecuentemente causan conflictos entre las especificaciones y la realidad – Hacer lo mejor posible con los recursos disponibles.ECONÓMICAS z Las restricciones de presupuesto. . VERDE .SELECCIÓN DE LOS EQUIPOS DE COMBUSTIÓN? Piense . . . incineradores de humos Turndown 40:1 .000 Btu/hr/LF z z z z Genera grandes volúmenes de aire caliente. operación estable Bajos niveles de CO Aplicaciones en hornos. secado.QUEMADOR AIRHEAT (AH) 1’000. 000 Btu/hr/LF z z z z Emisiones por debajo de 5ppm NOx y 30ppm CO @3% O2 Trabaja con exceso de aire para una llama más fría 1200 C (reducción de NOx) La geometría de llama recirculante reduce el CO Turndown 10:1 .QUEMADOR MINNOX 1’000. QUEMADOR AH-MA 1’200.000 Btu/hr/LF z z z z z Grandes volúmenes de aire caliente limpio Llama sin humo. sin olor y uniforme Amplio rango de velocidades de aire Buena calidad del aire en recinto cerrado Turndown 30:1 . 000 (Btu/hr) z z z Especial para calentamiento de aire Facil de instalar.000 a 30’000.QUEMADOR RATIOMATIC (RM) 500. operar y mantener Turndown hasta de 100:1 . 000 (Btu/hr) z z z z Calentamiento de aire Menos de 20ppm de Nox Literalmento no tiene emisiones de CO Turndown 15:1 .000 a 10’000.QUEMADOR WINNOX 1’000. 000.QUEMADOR THERM AIR (TA) 150.000 (Btu/hr) z z z z Calentamiento de aire Funciona con aire fijo Turndown 30:1 60 ppm de NOx en alto fuego .000 a 5. QUEMADOR THERMJET (TJ) 155.000 (Btu/hr) z z z Quemador para hornos de alta temperatura Alta y media velocidad Turndown 50:1 .000 a 20’000. 000 (Btu/hr) z z z Quemador para hornos de alta temperatura Opción de solo oil. gas o dual Turndown 20:1 .000 a 210’000.QUEMADOR VORTOMETRIC 6’000. 000 a 2’000.000 (Btu/hr) zBajas emisiones de NOx y CO zBajo exceso de aire para máxima eficiencia zBajos requerimientos de presión en aire y gas zAlta transferencia de calor y bajos niveles de ruido zTurndown 40:1 .QUEMADOR THERMTHIEF 300. QUEMADOR AUTO-RECUPE . evitando puntos calientes zMenores tiempos de calentamiento.000 (Btu/hr) zSe usa menor diametro y longitud en el serpentin zRápida transferencia de calor en el tubo.QUEMADOR IMMERSOJET 370.000 a 8’000. zTurndown 8:1 . RECUPERADOR BAYONETA . PREGUNTAS???? .
Report "2. Selección de Quemadores - Magdori Giraldo[1]"