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COMBUSTIN EN HORNOS. DISTINTOS TIPOS DE COMBUSTIBLE.
DETERMINACIN DEL MS CONVENIENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA
TCNICO-ECONMICO
Maestra en Energa Energa y Combustibles. Transformacin Energtica
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COMBUSTIN EN HORNOS. DISTINTOS TIPOS DE COMBUSTIBLE
Autores: Lic. ngel Garay Ing. Graciela Lpez Ing. Viviana Vila
Ing. Hctor Verdi
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COMBUSTIN EN HORNOS. DISTINTOS TIPOS DE COMBUSTIBLE.
AUTORES: Lic. ngel Garay, Ing. Graciela Lpez, Ing. Hctor Verdi,
Ing. Viviana Vila. OBJETIVO: DETERMINACIN DEL MS CONVENIENTE DESDE
EL PUNTO DE VISTA TCNICO-ECONMICO.
ANTECEDENTES SOBRE EL TEMA
HORNOS Definiremos primeramente un horno como un espacio
encerrado en el que se produce calor mediante la oxidacin qumica de
un combustible. Uno de los requisitos de un horno es que debe
completar el encendido del quemador para obtener la reaccin de
combustin que se desea. Es esencial que se tomen en consideracin al
horno y al quemador en combinacin para proporcionar los cuatro
elementos de una buena combustin:
Intima mezcla del combustible y el oxidante (aire). Admisin de
cantidades suficientes de oxidantes para quemar por completo el
combustible. Una temperatura suficiente para encender la mezcla
combustible-aire y
completar su combustin. El tiempo necesario de residencia para
que la combustin sea completa.
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LA COMBUSTIN
La demanda creciente de petrleo en el mundo afecta directamente
la economa de las empresas dedicadas a su procesamiento. Las
refineras de petrleo no escapan de este tema, ya que en ellas
generalmente, se obtiene la totalidad de la energa necesaria para
los distintos procesos quemando parte de los hidrocarburos
procesados, ya sea como gas, fuel oil, asfalto, etc.
COMPOSICIN QUMICA DE LOS COMBUSTIBLES
Se puede definir la Combustin como una reaccin qumica segn la
cul un elemento se combina con oxgeno desprendiendo apreciable
cantidad de calor. Para que exista combustin es necesario que
exista un elemento que queme (combustible) y el oxgeno
(carburante). Los combustibles utilizados contienen dos elementos
que poseen la propiedad de unirse exotrmicamente al oxgeno: el
carbono y el hidrgeno, generalmente combinados entre s (como
hidrocarburos). Algunos combustibles arden ms fcilmente que otros y
en general esto depende de cuan fcil sea ponerlos en contacto con
el oxgeno del aire.
Reacciones Qumicas bsicas que se producen en la combustin a) el
carbono cuando se quema con suficiente aire produce anhdrido
carbnico. Esto se llama combustin completa del carbono.
C + O2 C02 + calor carbono oxgeno anhdrido carbnico 7.818
Kcal/kg b) al quemar el carbono con menos aire que el anterior,
da origen al monxido de carbono. Se dice entonces que la combustin
es incompleta:
C + 1/2 O2 CO + calor carbono oxgeno monxido carbnico 2.185
Kcal/kg c) El hidrgeno se quema produciendo agua
2H2 + O2 2H2O - calor hidrgeno oxgeno agua -33.944
Kcal/kg
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d) el azufre quema dando anhdrido sulfuroso S + O2 S02 +
calor
azufre oxgeno anhdrido sulfuroso
e) el nitrgeno no quema pues es un gas inerte y no contribuye a
la combustin.
Productos de la combustin:
Los principales productos de combustin: dixido de azufre (SO2)
dixido de carbono (CO2) monxido de carbono (CO) xido de nitrgeno
(NO2, NO3, etc. en general NOx) partculas
Aire necesario para la combustin
Cuando se conoce la composicin qumica de un combustible es
posible calcular la cantidad de oxgeno necesario para una combustin
completa. Sin embargo, la combustin no se hace con oxgeno puro,
sino con aire, compuesto casi exclusivamente de nitrgeno y oxgeno
(79%vol. de nitrgeno y 21 %vol. de oxgeno). Al utilizar aire como
medio carburante trae como consecuencia la introduccin de una gran
masa de nitrgeno (que no participa en las reacciones qumicas de la
combustin) que absorbe buena parte del calor generado, con el
consiguiente descenso de la temperatura de la llama y aumento de
las prdidas de calor arrastrado por los humos en la chimenea.
CH4 + 202 C02 + 2H2O + calor carbono oxgeno bixido agua
11.953
carbnico Kcal/kg
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Es decir que se necesitan 2 m3 de oxgeno para quemar 1 m3 de
metano. La cantidad de aire necesaria sera la siguiente: como el
aire tiene 21% de oxgeno en volumen.
0,21 m3 de oxgeno estn contenidos en 1 m3 de aire. 2 m3 de
oxgeno estn contenidos en 10 m3 de aire
Se tiene entonces que para quemar 1 m3 de metano se necesitan 10
m3 de aire. Si se representa esto en forma grfica, tendremos la
figura:
Los productos de una combustin completa que salen por chimenea
sern bixido de carbono (C02), agua, anhdrido sulfuroso (S02) y
nitrgeno (N2). Si la combustin es incompleta, tambin tendremos
monxido de carbono (CO). Si existe exceso de aire, tambin habr
oxgeno en los gases de chimenea. Si existe dficit de aire, tambin
habr hidrocarburo no quemado en los gases de chimenea.
Aire terico Se llama as a la cantidad de aire que segn la
reaccin qumica se necesita para una combustin completa. La
combustin completa es un concepto terico y se presenta como un caso
ideal. En la prctica se requiere mayor cantidad de oxgeno.
Exceso de aire
Durante las combustiones reales no se puede quemar completamente
todo el combustible empleando la cantidad de aire mnima y
necesaria, ya que es imposible
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que cada partcula de combustible ste rodeada del oxgeno
necesario que requiere su combustin total, pues en un horno por
ejemplo, existiran lugares con exceso y otros con defecto de
aire.
La cantidad de calor generada por la combustin de una cantidad
de combustible es independiente del exceso de aire siempre que la
combustin sea completa.
Mientras mayor sea la cantidad de aire en exceso, mayor ser la
prdida de combustible y menor ser la eficiencia del horno. Si se
usa una cantidad insuficiente de aire, el carbono no se quemar
completamente hasta bixido de carbono (CO2), sino que se formar una
cierta cantidad de monxido de carbono (CO).
Bajo condiciones promedio, la presencia de 1% de monxido de
carbono en los gases de combustin representa aproximadamente una
prdida del 4% en combustible. El criterio a seguir es lograr el
porcentaje ms alto de CO2 en los gases de combustin evitando la
formacin de CO.
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Definicin de exceso de aire
Es la relacin entre el excedente de aire y el aire terico y solo
lo expresa en porcentaje:
exceso de aire : 100 x %O2 chimenea 21- % O2 chimenea
Problema:
Que valor de Oxgeno en chimenea se debe obtener para operar el
horno con un 20% en chimenea de exceso de aire (valor terico
ptimo)?
20% = 100 * X / 21- X
siendo X el porcentaje de O2 en chimenea
de donde se despeja que X es:
X = %Aire * 21 / 100+ % aire
reemplazando los valores:
X = 20 * 21 / 100 + 20 = 3.5 % O2
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EQUIPO DE COMBUSTIN -descripcin
Supongamos que se debe calentar un lquido para un proceso
determinado. El sistema que podramos utilizar es colocar un
recipiente directamente sobre el fuego.
Analizaremos los defectos (que se traducen en costos)
presentados por el sistema: 1. se pierden vapores del producto al
ambiente, por lo tanto se pierde dinero. 2. el sistema es
discontinuo. 3. el fuego da directamente sobre el metal, lo cual
acorta la vida til del recipiente. 4. se pierde calor al ambiente
con los gases de combustin calientes 5. se pierde calor a travs de
la pared del recipiente.
Las alternativas tcnicas a los efectos de solucionar los
problemas planteados seran: 1. Para solucionar los problemas
presentados en los puntos 1 y 2 se podra hacer
circular el producto a travs de un serpentn. Para solucionar los
problemas presentado en el punto 3, se podra construir una caja de
material refractario y re ubicar el quemador, y la fragilidad de
esta pared de refractario se podra solucionar colocando una
cubierta metlica.
2. Para solucionar los problemas presentado en el punto 4 se
podra construir un serpentn superior con su correspondiente caja,
generando as lo que se conoce como haz de conveccin.
3. Para optimizar an ms, se podra colocar otro serpentn como por
ejemplo para sobrecalentar vapor.
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De esta manera conseguimos un equipo de combustin que puede
alcanzar un 80% de rendimiento. Si se quiere conseguir mayor
eficiencia tcnico - econmica podra utilizarse un sistema de
precalentamiento de aire recuperando parte del calor que an tienen
los gases de combustin, para lo cul se debe introducir el aire a
presin como ocurre con una caldera. Este sistema ms completo puede
alcanzar hasta 95% de rendimiento, lo que se traduce en la obtencin
del beneficio de una mayor combustin al menor costo.
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DATOS BSICOS PARA EL CLCULO DE LA COMBUSTIN
FORMULA NOMBRE C Carbono H2 Hidrgeno S Azufre CH4 Metano C2H2
Etileno C2H6 Etano C3H6 Propileno C3H8 Propano H20 Agua C02 Bixido
de carbono CO Monxido de carbono S02 Bixido de azufre
Productos de la Combustin en peso
Kg m3C a CO2 11.53 9.40 3.66 8.86H2 a HO2 34.34 27.99 8.94
26.41S a SO2 4.29 3.50 2.00 3.29CH4 a CO2 y H2O 17.27 14.07 2.74
2.25 13.28C2H6 a CO2 y H2O 13.30 10.84 3.38 0.69 10.22C3H8 a CO2 y
H2O 14.81 12.07 3.14 1.29 11.39C3H8 a CO2 y H2O 15.70 12.80 2.99
1.63 12.07C4H10 a CO2 y H2O 15.49 12.62 3.03 1.55 11.91
Productos de la combustin de 1 kg de combustible
en peso m3/kgAire requerido para la combustin de 1 kg de
combustible CO2 H2O S2O N2
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Productos de la Combustin en volumen
Kg m3C a CO2 11.53 9.40 1.95 7.42H2 a HO2 34.34 27.99 10.82
22.13S a SO2 4.29 3.50 0.72 2.76CH4 a CO2 y H2O 17.27 14.07 1.46
2.72 11.13C2H6 a CO2 y H2O 13.30 10.84 1.80 0.83 8.56C3H8 a CO2 y
H2O 14.81 12.07 1.67 1.56 9.54C3H8 a CO2 y H2O 15.70 12.80 1.59
1.97 10.11C4H10 a CO2 y H2O 15.49 12.62 1.61 1.87 9.98
N2
Aire requerido para la combustin de 1 kg de
combustible CO2 H2O S2O
Productos de la combustin de 1 kg de combustible
en volumen m3/kg
Poderes Calorficos
C a CO2 11530 9400H2 a HO2 34340 27990S a SO2 4290 3500CH4 a CO2
y H2O 17270 14070C2H6 a CO2 y H2O 13300 10840C3H8 a CO2 y H2O 14810
12070C3H8 a CO2 y H2O 15700 12800C4H10 a CO2 y H2O 15490 12620
TIPOS DE COMBUSTIBLES
Los combustibles usuales en la industria, ya sean lquidos,
slidos, etc., presentan una serie de caractersticas que le son
propias. Para quemarlos eficientemente, es necesaria la adopcin de
medidas y la utilizacin de equipos especiales, adecuados a cada uno
de ellos. El petrleo, carbn, gas natural, o sea los combustibles
que podemos llamar nobles, producen de 15 a 18 kg de gases cada
10.000 caloras liberadas. Los procesos usados en una refinera de
petrleo implican el uso de calor y este calor se obtiene quemando
combustible, directamente en un horno
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Cuando se utiliza vapor de agua como fluido calefactor, ste se
obtiene quemando combustible, el cual representa aproximadamente el
85% del costo del vapor. Los combustibles representan una parte
importante del presupuesto de una refinera.
Petrleo Es un producto mineral de compleja y variada
constitucin, que difiere de acuerdo a las zonas de extraccin, dando
lugar a distintos productos al procederse a su destilacin y
elaboracin. Los petrleos crudos se destilan obtenindose de ellos
una gama variada de combustibles y productos industriales.
CLASIFICACIN DE COMBUSTIBLES
Los combustibles se suelen clasificar de acuerdo a su estado en
condiciones normales, es decir: a) gaseosos b) lquidos c) slidos
Gaseosos
naturales: gas natural procesados: gas residual de refineras,
gas de coque, propano, butano, etc.
Lquidos naturales: betn, petrleo procesados: destilados de
petrleo, alquitrn, residuos de refinera
Slidos procesados: coque, carbn de lea, carbn pulverizado
naturales: hulla, madera, etc.
Gas combustible: Los gases que se queman en una refinera son, en
general: a) subproductos de la destilacin y procesamiento de crudo:
el gas de refinera contiene en su mayor parte hidrocarburos
saturados como el metano, etano, etc., olefinas (etileno,
propileno, etc.) y el resto es hidrgeno molecular. El poder
calorfico promedio es de aproximadamente 10.000 Kcal/m3. b) Gas
natural: est compuesto fundamentalmente por metano. El poder
calorfico es de aproximadamente 8300 Kcal/m3.
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Combustibles lquidos: En refineras de petrleo se utilizan como
combustibles lquidos residuos de destilacin atmosfrica o al vaco,
generalmente con el agregado de un depresor para disminuir su
viscosidad a un valor apto para su atomizacin en los quemadores a
una temperatura alrededor de 100 C.
Asfalto Fuel Oil penetracin Temperatura
quemador viscosidad Temperatura
quemador C SSF C 40 250 100 93 50 250 150 101 60 245 200 105 100
220 300 111
El fuel oil utilizado normalmente en destileras tiene una
viscosidad de alrededor de 200 SSF (Segundos Saybolt Furol) a 50 QC
y su poder calorfico es del orden de las 9.000 Kcal/kg. El fuel oil
es un combustible que para ciertos usos resulta demasiado pesado.
Por ello se preparan mezclas de proporciones fijas de fuel oil y
diese oil, consiguindose as disponer de varios tipos que se adaptan
mejor a las distintas necesidades. Los combustibles lquidos
requieren una buena atomizacin para mejorar el contacto con el
aire, la llama producida es mucho ms sucia que la de los gaseosos y
requieren de mayor exceso de aire. La relacin hidrgeno-carbono de
los combustibles lquidos est por el orden de 0,15.
Combustibles Gaseosos: Desde hace algunos aos, en Argentina, se
dispone del gas natural para uso industrial, en cantidades
considerables. El gas natural es muy apreciado como combustible por
su sencillez de manejo, facilidad de adaptacin a procesos
automticos, posibilidad de alcanzar alta eficiencia trmica,
limpieza, falta total de cenizas, ausencia de azufre, etc. Todas
estas cualidades de gran valor en la prctica, han hecho que el gas
se utilice ampliamente, absorbindose siempre las disponibilidades
ofrecidas, para suministros a la industria.
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Actualmente se dispone para el uso los siguientes gases
combustibles : Gas natural Gas residual Propano Butano
El gas residual se produce en cantidades limitadas, estando en
general su consumo reducido a las cercanas de sus fuentes
originales. El propano y el butano, que son llamados tambin gases
licuados, cubren fundamentalmente por ahora el campo del consumo
domstico, teniendo en la industria un uso bastante reducido. Los
combustibles gaseosos tienen sus caractersticas propias, que
conviene conocer para su correcto manejo y para el proyecto
adecuado de las instalaciones. Ellas son: el poder calorfico, la
composicin qumica, la densidad, la velocidad de ignicin, las
condiciones explosivas, las formas de suministro, los datos para la
combustin y usos comerciales. GAS COMBUSTIBLE
ORIGEN COMPOSICION PODER CALORFICO SUPERIOR Kcal/m3
OBSERVACIONES
Gas Natural pozos de yacimiento petrolferos
variable 9.300 usado en distribucin domiciliaria
Propano Subproductos de destilacin
C3H8 y algunas impurezas
27.500 se licua fcilmente
Butano dem anterior C4H10 y algunas impurezas
22.400 dem anterior
Gas residual dem anterior C1H4 y C2H6 y algunas impurezas
9.500/11.000 Uso en refinera
Tipo de Gas
PCS PCI Peso Especfico Kg/m3
Densidad
Kcal/m3 Kca/kg Kcal/m3 Kcal/kg Gas relativa aire
Lq. relac. H2O
Natural 9300 12500 8300 11300 0,76 0,62 Refinera 9500/11000 0,98
0,80 Propano 22500 12600 21400 11100 1,91 1,56 0,5 Butano 27500
10700 25000 97700 2,56 2,09 0,58
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Combustibles slidos: Este tipo de combustibles no es utilizado
generalmente por las refineras. El rendimiento tpico de la
combustin de un combustible slido no supera el 65%. El carbn es un
combustible de origen mineral. Son muy amplias sus variedades de
constitucin, propiedades, etc. En Argentina se dispone de carbn del
yacimiento de Ro Turbio y coque de petrleo. Para quemar eficazmente
los carbones, conviene conocer: el poder calorfico, la composicin
qumica, la clasificacin por tipos, la densidad, la dureza, el
contenido de azufre y humedad, el porcentaje de cenizas y sus
temperaturas de fusin, las propiedades de coquificacin, los
problemas vinculados al almacenaje y los usos comerciales.
CONCLUSIONES
Requisitos generales para una combustin eficiente
1. Preparacin del combustible para la combustin: en el caso de
combustibles lquidos, esta preparacin consiste en precalentar el
combustible hasta la temperatura requerida y luego atomizarlo, es
decir convertirlo en partculas pequeas. Esto se hace con el fin de
ofrecer una gran superficie de exposicin al calor del horno,
logrando de esta manera vaporizar rpidamente el combustible
lquido.
2. Llevar a los combustibles el aire en la proporcin al momento
de la temperatura adecuada para la ignicin y combustin: para
asegurar una combustin completa es necesario ms aire del requerido
tericamente. Este aire en exceso es el problema fundamental en la
combustin eficiente. Mientras menor sea el exceso de aire, ms
eficiente es la instalacin.
3. Transferir calor de los productos de la combustin hasta los
tubos del horno: mientras se retiene en la zona de combustin el
calor necesario para mantener la temperatura de ignicin requerida.
Puede notarse que el quemador y el horno desempean funciones
separadas en el conjunto global de la combustin.
Ayudas visuales en el control de la combustin
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Las siguientes observaciones pueden ser de utilidad en la
operacin del horno:
a) Chimenea: Las temperaturas de las chimeneas estn determinadas
en la mayora de los hornos, por lo tanto cualquier incremento
apreciable sobre los niveles normales debe ser investigado. Si el
incremento es gradual significa que la transferencia de calor en la
seccin de conveccin est disminuyendo debido a deposiciones de
material extrao.
b) Llama: si la llama es de color blanco incandescente y las
paredes del horno son claramente visibles a travs de ella, es
indicativo de la presencia de alto porcentaje de aire en exceso. A
medida que el exceso se reduce, la llama se torna ms amarilla
plido, luego de color naranja amarillento. A velocidades de
combustin muy elevadas, cuando la llama llena completamente el
horno, las altas temperaturas en el horno no permiten la aparicin
de estos colores en la llama. En blanco incandescente y
deslumbrante indica exceso de aire. Debe evitarse la presencia de
humo en la cmara de combustin. Llamas largas y brumosas que chocan
contra los tubos son indicio de una combustin pobre. Las siguientes
indicaciones son signo de una combustin satisfactoria de fuel
oil:
1) Una llama brillante y limpia, de color que puede ir desde el
anaranjado hasta el amarillo (los fuel oil livianos generalmente
arden con una llama ms brillante y ms amarilla).
2) La llama es compacta en casi toda su longitud. La llama no
vaga por el horno. A velocidades de quemado el extremo de la llama
tender generalmente a ser inestable, aunque esto no le ocurrir al
resto de la llama.
3) No deben aparecer chispas en el extremo de la llama. Una
atomizacin inadecuada da generalmente como resultado pequeas
lenguas de fuel encendido que salen de la llama y chocan contra los
tubos.
4) No deben aparecer franjas negras en el cuerpo de la llama.
Estas franjas indican que el extremo de la llama est generando
humo, y dando lugar a que se deposite holln en ciertos lugares del
horno.
5) El fuel oil atomizado cerca de la boquilla del quemador debe
dar una apariencia de una neblina negra que sale por la boquilla.
Cualquier tendencia del F.O. a salir por la boquilla en forma de
chorros indica una mala atomizacin.
c) El material refractario y los soportes de los tubos: una
coloracin uniforme
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d) Tubos de horno: las manchas calientes en los tubos puede
detectarse por su color cereza, la experiencia y la buena
observacin se hace indispensable para detectar estas manchas.
Muchas veces lo que aparece ser un tubo caliente no es ms que un
depsito de material extrao incandescente sobre la superficie del
tubo. e) Seccin de conveccin: debe estar clara aunque quizs
aparezca una bocanada de humo de vez en cuando. La presencia de
humo en la seccin de conveccin indica una combustin deficiente.
IMPORTANCIA ECONMICA DE UNA COMBUSTIN EFICIENTE
Combustin Eficiente
Es imposible en la prctica industrial que todo el calor liberado
por un combustible sea aprovechado. Normalmente se produce una
cierta cantidad de prdidas, por diferentes motivos, las cuales no
permiten obtener un aprovechamiento total. Sin embargo estas
prdidas se pueden reducir a un mnimo compatible con el equipo en
cuestin ya que generalmente en un horno comn no se puede recuperar
mucho ms del 90 % del calor liberado. Esta reduccin en las prdidas
debe surgir del anlisis de costos y beneficios a los efectos de
lograr no slo eficiencia tcnica sino tambin econmica, es decir
obtener la mxima produccin al mnimo costo. En este sentido, se
deben analizar los beneficios y costos econmicos de cada
alternativa.
Las prdidas se pueden dividir en tres grandes grupos:
Prdidas por radiacin: se producen desde las paredes calientes
del horno hacia la atmsfera.
Prdidas a la atmsfera por formacin de agua: la formacin de agua
consume energa. El agua se forma por la presencia de hidrgeno de
los combustibles y el oxgeno del aire. Esta prdida no puede ser
evitada porque depende de la composicin del combustible
utilizado.
Calor arrastrado con los gases de combustin: depende de la
temperatura y cantidad de los gases. Los gases de combustin elevan
la temperatura ambiente del
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aire hasta la temperatura de la chimenea. Esta elevacin de
temperatura consume energa y baja la eficiencia del equipo. Para
disminuir este efecto se instalan los serpentines de conveccin, en
los cuales se precalienta la carga del horno u otra corriente
(vapor). En otros equipos se utilizan sistemas de precalentamiento
de aire, donde los gases de chimenea calientes precalientan el aire
de combustin. Este sistema posibilita que los gases de chimenea se
enven al ambiente lo ms fros posibles.
De este aspecto es absolutamente responsable el operador y del
buen manejo que haga del equipo, depender finalmente la eficiencia
de la combustin.
En definitiva un Quemador es un dispositivo para introducir
combustible a un horno a velocidades y turbulencias adecuadas para
una combustin controlada
Quemadores de combustibles lquidos Factores de mayor influencia
Pulverizacin Vaporizacin Mezclado del combustible con el aire
Estabilizacin de la llama Funcin pulverizar el lquido para lograr
una un correcta combustin
Quemadores de combustibles gaseosos
Estos queman y se regulan con mayor facilidad. La combustin se
realiza en una sola fase y no existen problemas de atomizacin,
vaporizacin
Es ms conveniente quemar combustibles gaseosos que lquidos
debido a: Miscibilidad con el aire Facilidad de regulacin del
caudal de combustible Evacuacin de los productos de combustin Diseo
ms sencillo de los quemadores de gas que de combustibles
lquidos
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Lo expresado anteriormente indica la obtencin de una eficiencia
tcnica que tambin garantizara una eficiencia econmica en el sentido
de que utilizar gas hace incurrir en menores costos y da ms
beneficios que utilizar fuel oil.
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DETERMINACIN DEL MS CONVENIENTE DESDE EL PUNTO DE VISTA
TCNICO-ECONMICO
Maestra en Energa Energa y Combustibles. Transformacin Energtica
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UNIDADES DE MEDIDA
Temperatura
ESCALA CENTIGRADA (C) FAHRENHEIT (F)temperatura de
ebullcin del agua 100 212
temperatura de fusin del hielo 0 32
La escala de medicin de temperatura utilizada normalmente es la
centgrada, la cual atribuye al punto de fusin del hielo el valor
cero y al punto de ebullicin del agua a 1 atmsfera de presin el
valor cien grados.
Tambin se utiliza la escala Fahrenheit, en sistema ingls que se
utiliza en EEUU e Inglaterra, que tomo los valores 32 y 212
respectivamente.
Frmulas para cambiar de escala:
C = (F-32)*5/9 y F= (C*9/5) + 32
Calor
La unidad mtrica de medicin de calor es la Kilocalora (Kcal.)
que se define como el calor necesario para aumentar en 1 C la
temperatura de 1 kilogramo de agua.
El sistema ingls de unidades tiene como unidad a la BTU, la cul
se define como el calor necesario para aumentar en 1 QF la
temperatura de 1 libra de agua. Una libra equivale a 454
gramos.
1 BTU equivale a 0,252 Kcal.
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Poder calorfico
El poder calorfico de un combustible es la cantidad de calor
liberado, por unidad de masa en los slidos y lquidos, o por unidad
de volumen en los gases, cuando es quemado con la cantidad
necesaria de oxgeno.
De esta manera la unidad mtrica es Kilocalora/kilogramo
.mientras que la unidad inglesa en BTU/ kilogramo.
1 BTU/libra equivale a 0,556 Kcal/kilogramo.
Para gases se utiliza Kcal/ metro cbico (Kcal/m3).
Ejemplos de poderes calorficos tpicos:
Poder calorfico del gas natural: 8.100 -8.300 Kcal/m3 Poder
calorfico del fuel gas: 9.500 -10.500 Kcal/m3 Poder calorfico del
fuel oil: 8.000 -9.500 Kcal/kg
Presin
La presin se define como el coeficiente entre la fuerza aplicada
y la superficie sobre la cul se ejerce, es decir que en unidades
mtricas se expresa en kilogramos por centmetro cuadrados (Kg/cm2),
mientras que en unidades inglesas corresponde la libra por pulgada
cuadrada (Lb/pulg2 psi).
1 Kg/cm2 equivale a 14,2 psi
Otra medida de presin es la atmsfera, cuya relacin es:
1 atmsfera equivale a 1,033 Kg/cm2 que equivale a 14,7 psi
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Otra forma de medir las presiones est basada en la equivalencia
con columnas de lquidos. Las ms comunes son las columna de mercurio
y la de agua:
1 atm equivale a 760 mm columna de mercurio (mmHg) que equivale
10,33 metros de columna de agua.
1 pulgada equivale a 2,54 centmetros 1 pie equivale a 30,48
centmetros
presin efectiva
presin atmosfrica 760 mm Hg.=0 Kg/cm2 manomtrica
vaco absoluto 0 mm Hg
a) a partir de cero absoluto o vaco absoluto, llamada presin
absoluta. b) a partir de la presin atmosfrica, denominada presin
manomtrica.
En el primer caso se habla de presin absoluta, en el segundo de
presin manomtrica,
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por ejemplo: psia: libras/pulgada cuadradas absolutas atm a:
atmsferas absolutas Kg/cm2 man ( Kg/cm2 g): kilogramos por
centmetro cuadrado manomtrico
Cuando se habla de vaco, se habla de presiones inferiores a la
atmosfrica.
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BIBLIOGRAFA
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1993 CADEM, Bilbao Manual del Ingeniero Qumico Robert Perry, Cecil
Hilton 6ta Edicin. Mc Graw Hill 1986 Combustin y Generacin de Vapor
Raul Torreguitar, Alfredo Weiss. Editor Mellor- Woodwin 1968