Tema 1.1. Quemadores Flashcards
(15 cards)
Quemadores:
Introducción .
El quemador es el equipo destinado específicamente a producir la reacción isotérmica de la combustión.
Los quemadores, como son los equipos donde se realiza la combustión, deben contener los tres vértices del triángulo de combustión, es decir, que deben de lograr la mezcla íntima del combustible con el aire y además proporcionar la energía de activación.
Funciones de un quemador
➡️ Aportar combustible a la cámara de combustión en condiciones de ser quemado.
➡️ Aportar aire o comburente a la cámara de combustión.
➡️ Mezclar íntimamente el aire y el combustible.
➡️ Encender y quemar la mezcla.
➡️ Desplazar los productos de la combustión.
Parámetros
➡️ Potencia térmica o nominal: es la cantidad de calor que puede proporcionar un quemador. Se calcula como el producto del caudal de combustible por el PCI o PCS.
➡️ Modulación del quemador: es la relación entre la potencia térmica o nominal máxima, y la mínima que un quemador es capaz de proporcionar con un funcionamiento correcto. Puede ser de una llama, varias llamas o modulante.
➡️ Atendiendo a la mezcla de combustible y comburente: difusión (sin mezcla previa), la mezcla se realiza en el instante de la combustión. Premezcla, la mezcla se realiza parcial totalmente antes de alcanzar la cámara de combustión.
➡️ Atendiendo la velocidad de la mezcla aire-combustible: laminar, velocidad de mezcla baja, llamas largas. Turbulento, velocidad de mezcla alta, llama corta.
➡️ Tiempo de combustión: es el tiempo transcurrido entre el instante en el que un volumen infinitesimal de mezcla llega al frente de llama y el momento en que ese mismo volumen se ha quemado totalmente.
➡️ Impulsión: es la fuerza que se ejerce sobre el combustible en su descarga, y suele ser la suma de dos términos: la cantidad de movimiento del combustible y la presión estática.
➡️ Potencia específica: es el cociente entre la cantidad de calor suministrado por el quemador (potencia térmica o nominal) y la sección de los orificios de salida del mismo.
Clasificación:
Sólidos:
Carbón bruto.
➡️ Alimentación superior: el combustible se lleva al hogar por la parte superior.
Parrilla fija: el carbón en bruto se sopla o proyecta por medio de aire o vapor o paletas rotativas en suspensión o proyección, por encima del hecho de combustión.
Parrilla móvil: el combustible se añade o suministra por encima de la parrilla, mediante una tolva y atravesando su compuerta que regula el espesor de la capa o lecho de combustibles.
➡️ Alimentación inferior: el combustible se lleva al hogar por la parte inferior. El combustible es empujado a lo largo de la sección de alimentación o retorta, hacia el hogar y se reparte sobre el hecho de combustible por cada lado del mismo.
El mecanismo utilizado para mover el carbón puede ser, por ejemplo alimentación con tornillo sin fín o alimentación de émbolo.
Clasificación:
Sólidos:
Carbón pulverizado:
Quemador ciclónico.
El carbón pulverizado tiene una combustión rápida y más completa que con la parrilla.
Se introduce aire suficiente al quemar para mezclarse íntimamente con la corriente de partículas de carbón, y así mantener la combustión.
Los volátiles arden primero, y después el calor calienta el carbón restante hasta ponerlo incandescente.
El aire secundario se introduce alrededor del quemador que suministra el oxígeno para completar la combustión de las partículas de carbón, con llamas de varios metros.
Clasificación:
Sólidos:
Carbón pulverizado:
Lecho fluidomecánico.
Este tipo de combustión presenta la ventaja del control de las emisiones de NOx y SO2 a la atmósfera.
Este lecho se mantiene suspensión por medio de la acción del aire primario de combustión que se introduce.
Se introduce con el combustible un material inerte como arena, sílice y alúmina, así como absorbente como caliza en un lecho agitado.
La temperatura de combustión se encuentra por debajo de la formación de NOx que es uno de los responsables de la lluvia ácida.
El S2 se combina con el absorbente para producir yeso, que se elimina con las cenizas, no siendo necesario por tanto añadir una instalación de desulfuración de gases.
Clasificación:
Sólidos:
Carbón pulverizado:
Gasificación.
Se utilizan en un ciclo combinado para producir energía eléctrica.
Clasificación:
Líquidos.
La forma de conseguir pasar el líquido a gotas de menor diámetro, sirve para clasificar básicamente los quemadores para líquidos.
Clasificación:
Líquidos:
Quemadores de vaporización o gasificación .
El combustible se vaporiza por la acción del calentamiento de las paredes de un recipiente. El elemento principal de todos los quemadores por vaporización es una cazoleta o cubeta, formada por una taza crisol y un difusor de aire.
Se distinguen entre quemadores de vaporización con tiro natural y tiro con ventilador.
Campo de aplicación combustibles con una viscosidad inferior a uno con cinco a 10 °C, solo alcanza hasta potencia de 35 kW, bajo rendimiento y elevada opacida.
Clasificación:
Líquidos:
Quemadores de emulsión.
Se emplean para reducir los efectos contaminantes de los combustibles pesados.
Consisten en producir una emulsión del combustible líquido con el agua y aire, en un aparato llamado emulsificador. Al comenzar la combustión, se produce la rápida evaporación de la fracción de agua contenida en la gota de emulsión, provocando el fraccionamiento de la gota en infinidad de partículas.
El interés de este tipo de quemador es:
Trabaja con exceso de aire reducido.
Reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno.
Reducción del SO3 en SO2.
Reduce los inquemados sólidos.
El principal inconveniente es el consumo suplementario de calor para evaporar el agua.
Clasificación:
Líquidos:
Quemadores de pulverización.
Por fluido auxiliar.
Mecánica centrífuga.
Mecánica por presión directa.
Clasificación:
Gaseosos
Debido a la limpieza de los gases, ya que el combustible ya está atomizado antes de entrar al quemador, el proceso de combustión, no requiere una gran preparación previa.
De todos los combustibles es el que se quema con menor exceso de aire, lo que permite obtener mayores rendimientos.
Por ser el combustible que más hidrógeno contiene por átomo de carbono y estar exento de otro tipo de impurezas, es el que menos contaminación atmosférica produce.
Clasificación:
Gaseosos:
Quemadores de mezcla previa
Los quemadores de mezcla previa son aquellos en que parte o la totalidad del aire, necesario para la combustión completa, se mezcla con el gas a la entrada del quemador o inmediatamente antes de iniciarse la combustión.
El principio de funcionamiento es la inducción y el efecto Venturi.
Las principales características de este tipo de quemadores son:
➡️ no puedo superar potencias de 250.000 kcal/h.
➡️ es el quemador más simple y barato.
➡️ no puede trabajar con cámaras de combustión sobre presionadas.
➡️ tiene mucha sensibilidad el arrastre del aire con variaciones de presión en el recinto donde se sitúe el quemador.
Clasificación:
Gaseosos:
Quemadores sin mezcla previa
La mezcla entre combustible y comburente se realizan la descarga a la cámara de combustión, se tienen dos sistemas de combustión:
➡️ cuando la mezcla se realiza en la cabeza del quemador el gas vertido en la cama de combustión tiene la composición correcta.
La mezcla se realiza al inicio de la combustión, el gas y el aire entran por separado a la combustión, no suele emplearse para generadores de calor.
Clasificación:
Quemadores mixtos
Los quemadores mixtos son aquellos que pueden quemar de forma simultánea o alternativa dos combustibles, sólido/líquido, sólido/gas y líquido/gas.
Normalmente, este tipo de quemadores se emplean en industrias o instalaciones de climatización de gran potencia.
Las finalidades de los combustibles pueden ser técnicas y o económicas:
➡️ utilizar un combustible para quemar otro combustible, que presente algún problema para su combustión.
➡️ alternar el consumo en función del precio de mercado (tarifa de interrumpibilidad).
Los quemadores mixtos deben permitir:
➡️ regular la forma y la longitud de la llama.
➡️ situar la llama respecto al hogar o al producto.
➡️ regular la potencia de combustión y su rendimiento.
➡️ limitar la utilización de aire primario.
➡️ efectuar reparaciones en un circuito de alimentación funcionando con otro combustible.
➡️ poder quemar productos de baja calidad con apoyo de un combustible.
