Equipos de Combustion

EQUIPOS DE COMBUSTION

QUEMADORES

Los quemadores son los dispositivosque permiten realizar la mezcla para la reacción de combustión entre el combustible y el comburente de manera controlada y regulable en toda la salida del quemador, asegurando la aportación adecuada de ambos para conseguir la potencia calorífica especificada, y distribuyendo la zona de reacción (llama) y la circulación de los productos de combustión de modo que se transfiera a la carga, del modo más eficiente posible todo el calor producido.

TIPOS DE QUEMADORES

• Según sea el combustible utilizado, los quemadores se clasifican en quemadores de combustible gaseoso, combustible líquido y combustible sólido.

• En el caso de estos últimos, si la aportación del sólido se realiza neumáticamente (carbón pulverizado, por ejemplo) existe cierta homogeneidad con respecto al equipo utilizado para los otros combustibles; pero en otros casos, como el empleo de parrillas, por ejemplo, existe una diferenciación evidente.

Quemadores para combustibles gaseosos

• Quemadores abiertos de tiro natural: • Se caracterizan por producir una presión

negativa en la cámara de combustión que causa el tiro (o aspiración) del aire necesario, usualmente a través de obturadores ajustables colocados alrededor de las toberas de combustible. La aspiración hacia la cámara puede ser natural (por efecto de chimenea) o inducida por un ventilador de aspiración (extractor) . El mezclado de combustible y aire puede ser deficiente, y quizás no exista control de la relación combustible a aire. El retroajuste para inyectar aire de combustión precalentado es difícil.


• Quemadores sellados mecánicos: • No tienen entradas intencionales de aire libre

alrededor de la tobera, ni entradas de aire en forma de persiana en la pared de la cámara de combustión. Todo el flujo de entrada de aire usualmente es controlado por un ventilador de inyección (ventilador de tiro forzado) que impulsa el aire a través de tubos o de una caja de aire.

• Estos quemadores suelen tener una mayor caída de presión de aire en la tobera, de modo que las velocidades del aire son mayores y por tanto son mejores el mezclado y el control de la configuración de la flama. Es posible medir el flujo de aire que resulta fácil el control automático de la relación aire – combustible.


• Quemadores de caja de aire• Con frecuencia consisten en poco

más que un atomizador largo y un inyector o anillo de gas. Son comunes en calderas y calentadores de aire, en los que por razones económicas los grandes volúmenes de aire requeridos son suministrados a muy baja presión ( 2 a 10 pulgadas de columna de agua). Es necesario tomar precauciones para evitar el flujo inverso o el reflujo de combustible hacia la caja de aire.


• Quemadores integrados• Usualmente consiste en elementos

atornillados y dispuestos con un ventilador y quizás controles también integrados.

• Se usan ampliamente en instalaciones nuevas y de retroajuste.

Sistema de quemador con premezclado

• Pueden encontrarse en cualquiera de las configuraciones anteriores. Gas y aire se mezclan completamente corriente arriba de la tobera de la flama. Los pequeños quemadores industriales de paso múltiple de este tipo facilitan la dispersión de una pequeña cantidad de calor sobre un área extensa, por ejemplo, cubas, rodillos, calderas pequeñas y placas móviles, y para el procesamiento a baja temperatura de productos movilizados por transportador.

Sistema de quemador con premezclado

• Es posible controlar mejor la relación combustible - aire con el uso de mezcladores aspiradores (la inyección de aire aporta la energía necesaria para atraer la proporción adecuada de gas). Muchas unidades pequeñas tienen sopladores de tamaño menor que el necesario, en virtud de que por aspiración en el horno se obtiene aire secundario.

Sistema de quemador con mezclado en tobera

• En este dispositivo se mezclan gas y aire al entrar a la cámara de combustión por la boquilla de la flama. Tales sistemas permiten el uso de una amplia variedad de relaciones combustible - aire, formas de flama y combustibles.


• Para procesos que requieren ambientes especiales, pueden operar con mezclas muy ricas (exceso de combustible de 50%) o muy pobres (exceso de aire de 1500%). Pueden construirse de modo que las velocidades sean muy grandes, para mejorar aun más la transferencia de calor por convección.


• En otros se usan efectos centrífugos y de otra clase para hacer que la flama siga el contorno de una pared refractaria adyacente, y de este modo mejorar la radiación por las paredes.

Quemadores para combustibles líquidos

• Quemadores controlados por combustible: • En la mayor parte de los quemadores para

procesos industriales tradicionalmente se ha usado la energía de la corriente de aire para conservar la estabilidad y la forma de la llama.

• En la figura se presenta un quemador controlado por combustible. La disponibilidad de múltiples conductos de entrada y posiciones de puerta de salida permite modificar el patrón de la flama durante el funcionamiento para una transferencia de calor óptima de ciclo. Es posible construir de manera similar quemadores de combinación para dos combustibles, empleando atomizadores de dos fluidos con aire comprimido o vapor como medio de atomización.

Quemadores para combustibles solidos

• QUEMADORES DE CARBÓN PULVERIZADO• Los quemadores de carbón pulverizado,

se colocan en diferentes posiciones, dependiendo del combustible, tamaño y forma del horno. El carbón de bajo contenido de compuestos volátiles debe pulverizarse finamente para obtener mejor relación de combustión. Una parte total del aire requerido aproximadamente el 10 al 20% es necesario para soplar el combustible dentro del horno. El tamaño y forma de las toberas de los quemadores, distribuidores, así como las tuberías de aire y carbón tienen efecto importante en la estabilidad de los fuegos y temperatura del horno.

CONDUCTOS DE EVACUACION DE PRODUCTOS DE COMBUSTION

• OBJETO• Dar salida al exterior a los

productos de combustión generados por los artefactos a gas y evitar el efecto nocivo de los mismos.

• ALCANCE• Estas especificaciones tratan los

distintos sistemas de evacuación en lo referente a sus dimensiones y detalles constructivos.


• CLASIFICACION• Los sistemas de evacuación pueden

ser agrupados en forma simplificada de la siguiente manera:– Sistemas para artefactos no conectados

a conductos. Cocinas, estufas a rayos infrarrojos, etc.

– Sistemas conectados a conductos individuales. Para artefactos de cámara estanca (tiro balanceado).Para artefactos de cámara abieta.

– Sistemas conectados a conductos colectivos. Para artefactos de cámara estanca (CU-A-CE) (1)Para artefactos de cámara abierta (Conductos único en derivación).


• CLAUSULAS GENERALES PARA TODOS LOS TlPOS DE CONDUCTOSPara la ejecución de un conducto, sea éste individual o colectivo, se tendrá en cuenta que:

a) EI interior de los conductos debe ser liso, sin soluciones de continuidad (rebabas, escalones) que perjudiquen la libre circulación de los gases.Cuando el conducto individual que se quiere utilizar no responda a estas características básicas, requerirá aprobación previa.

b) Deben ser estancos y no permitir la fuga de gases quemados.c) No podrán tener desviaciones vertical, salvo los conductos horizontales

de entrada de aire y salida de productos de combustión en los artefactos de cámara estanca.

d) En los conductos colectivos se instalarán únicamente artefactos que dispongan de válvula de seguridad por corte total de llama.


• DISEÑO DE LOS CONDUCTOS DE EVACUACIÓN• Para el diseño y la instalación de los conductos de evacuación de

humos, debe considerarse lo siguiente:a. Todos los recorridos de estas conducciones deben ser verticales.b. Deben evitarse tramos horizontales con pendiente o cambios en la

dirección.c. Cualquier desviación en la vertical no puede superar los 45º. En los cambios

de dirección se colocan registros para acceder si se requiere mantenimiento; las uniones se efectúan con piezas especiales destinadas a estos casos.

d. Cuando la desviación no llega a los 10º, no se necesita codo ni registro.e. Para ayudar al tiro, el conducto de unión del aparato con la chimenea

tendrá como mínimo un tramo vertical de aproximadamente 20 cm. Esta distancia puede variar levemente de acuerdo al tipo de aparato o fabricante; de no respetar la distancia, el resultado será una combustión deficiente y el aparato no podrá funcionar porque su sistema de seguridad desconecta la entrada de gas.

f. Las chimeneas colectivas tipo Shunt no admiten en ningún punto de su recorrido desviaciones de la línea vertical.


• A TENER EN CUENTA: UBICACIÓN Y DISTANCIAS MÍNIMAS• Las tuberías de gas deben disponerse en curso paralelo a una

distancia de 3 cm. entre cada una y de 1 cm. en cruce con conducciones de agua, saneamiento, electricidad, vapor, audiovisuales y de climatización.

• La distancia al suelo de una tubería de gas, debe tener un mínimo de 5 cm. Del mismo modo, la distancia entre un conducto de gas y uno de evacuación de humos y gases quemados, tendrá 5 cm. como mínimo.

• Las tuberías de gas deben disponerse alejadas de cualquier elemento productor de chispas y debe cuidarse de situarlos en lugares protegidos, donde no reciban golpes o sufran deterioros.


• CÓMO PREVENIR ACCIDENTES1. Verificar que la estufa de tiro balanceado, el calefón o el termotanque

posean un conducto de evacuación de gases: el 26% de los accidentes son producto de la ausencia directa del conducto. La instalación del mismo debe ser efectuada por un gasista matriculado ya que tiene que cumplir distancias y pendientes mínimas especificadas por la normativa vigente así como respetar las dimensiones requeridas por el fabricante del artefacto.

2. Revisar que el conducto de evacuación de gases no tenga ningún tipo de angostamiento, escalonamiento ni acople.

3. Controlar que los conductos no se hallen desconectados u obstruidos por nidos de pájaros, hojas, hollín, mampostería, ladrillos o basura. En los edificios, verificar que los conductos no hayan sido obturados con escombros, producto de obras realizadas en departamentos superiores.

4. Hacer reinstalar por un gasista matriculado los conductos que son retirados para trabajos de limpieza o pintura: más de la mitad de los accidentes se producen por conductos desplazados u obstruidos ya que los gases se pueden acumular en la vivienda.


• CÓMO PREVENIR ACCIDENTES5. Verificar que los conductos individuales estén colocados en formas

reglamentarias y construidas de chapa galvanizada lisa y que cuenten en su remate con sombreretes aprobados según normativa: los sombreretes aprobados facilitan la correcta evacuación de los gases, impiden anidar a los pájaros y evitan la entrada del agua de lluvia que puede ocasionar la corrosión de las cañerías metálicas.

6. Revisar que el caño de ventilación de la estufa de tiro balanceado, el calefón o el termotanque no sea de caño corrugado: el caño corrugado evacúa un 30% menos que el caño liso.

7. Contemplar que construcciones como cerramientos de balcones, lavaderos, techados de patios internos, paredes medianeras, no impidan o tapen la libre difusión de los gases hacia el exterior: los caños que no poseen una correcta salida de los gases al exterior revierten hacia los ambientes internos de los mismos y sus consecuencias son fatales.

8. Verificar que los calefones o termotanques de más de 10.000 Cal/h. tengan el conducto de evacuación de gases dirigido a los cuatro vientos, en la parte superior del edificio o casa.


• LO QUE NO HAY QUE HACER– NO debe instalar conductos

acoplados incorrectamente.

– NO se debe acoplar el conducto de evacuación del artefacto a otros conductos.

– NO se debe instalar el calefón de tiro natural con conducto de caño corrugado y, menos aún, en el baño.


• LO QUE NO HAY QUE HACER

– NO debe estar el sombrerete del conducto de evacuación abollado y/o aplastado.

– NO se debe instalar el termotanque sin su correspondiente conducto de evacuación.



– NO se debe instalar el conducto de evacuación de gases sin el tramo vertical exigido por la normativa.

– NO se debe, al efectuar cerramientos de balcones, impedir que los artefactos dejen de ventilar al exterior

– NO se debe instalar conductos desplazados.



– NO se debe dejar anidar a los pájaros en las salidas de los conductos de evacuación de gases porque obstruyen su correcta salida.

– NO se debe contratar a gasistas que no sean matriculados.


• INSTALACIONES INCORRECTAS


INSTALACIONES INCORRECTAS

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