COMBUSTION

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1RA. JORNADA DE COMBUSTION CONCEPTOS GENERALES SOBRE COMBUSTION FUNDICION - ILO FUNDICION - ILO COMBUSTIBLE AIRE TEORICO + EXCESO DE AIRE CO 2 (DIOXIDO DE CARBONO) O 2 (OXIGENO) N 2 (NITROGENO) H 2 0 (AGUA) SO 2 , NO, NO 2 PRODUCTOS DE COMBUSTION 21% O 2 + 78% N 2 + 1% OTROS (VOLUMEN) (100%) (30%) (130%) PRODUCTOS DE COMBUSTION

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Page 1: COMBUSTION

1RA. JORNADA DE COMBUSTION

CONCEPTOS GENERALES SOBRECOMBUSTION

FUNDICION - ILOFUNDICION - ILO

COMBUSTIBLE

AIRE TEORICO + EXCESO DE AIRECO2 (DIOXIDO DE CARBONO)O2 (OXIGENO)N2 (NITROGENO)H20 (AGUA)SO2 , NO, NO2

PRODUCTOS DE COMBUSTION

21% O2 + 78% N2 + 1% OTROS(VOLUMEN)

(100%) (30%)(130%)

PRODUCTOS DE COMBUSTION

Page 2: COMBUSTION

CONCEPTOS BASICOS SOBRE ENERGIA

POTENCIALCINETICATERMICAELECTRICAQUIMICAATOMICAEOLICA, ETC.

INGRESO DEENERGIA

SALIDA DEENERGIA

POTENCIALCINETICATERMICAELECTRICAQUIMICAATOMICAEOLICA, ETC.

TRABAJO

SISTEMA

CAMBIO DE VOLUMENRESORTE ELASTICOPILA ELECTROSTATICADE SUPERFICIEDE TORSIONDE POLARIZACION ELECTRICADE POLARIZACION MAGNETICAETC.

CALOR

Q

WE1 E2

Q + W = E2 - E1 = E PRIMERA LEY DE LATERMODINAMICA

Page 3: COMBUSTION

RADIACION FLAMA - TECHOY PARED DE REFRACTARIO

RADIACION TECHOREFRACTARIO-CARGA

RADIACIONFLAMA -CARGA

CONDUCCION PAREDREFRACTARIO-CARGA

CONDUCCION PAREDREFRACTARIO-CARGA

CONVECCION GASESCOMBUSTION -TECHO Y

PARED DE REFRACTARIO

CONVECCION GASESCOMBUSTION -CARGA

MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR

CONDUCCIONCONDUCCION : : TRANSFERENCIA DE CALOR A TRAVES DE LA MATERIA SIN MOVIMIENTO APRECIABLE DE MOLECULAS

RADIACIONRADIACION : TRANSFERENCIA DE CALOR POR MEDIO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS Y NO NECESITA DE MEDIO DE TRANSPORTE; PERO SI SE ALTERA CON EL.

CONVECCIONCONVECCION : : TRANSFERENCIA DE CALOR POR MEDIO DE FLUIDOS EN MOVIMIENTO (LIQUIDOS Y GASES)

CALOR

PAREDTemp.1 Temp.2

Temp.1 > Temp.2

CALOR

CALOR

CUERPOCALIENTE

CARGA

GASES DE COMBUSTIONFLAMA

HORNO

AireFrio

Page 4: COMBUSTION

RENDIMIENTO ENERGETICO

CALOR INTERCAMBIADOCON LA CARGA TERMICA

TOTAL DE ENERGIAQUE INGRESA

PERDIDASDE CALOR

• CONDUCCION A TRAVES DE PAREDES Y TECHO• INFILTRACIONES DE AIRE FRIO• FUGA DE GAS CALIENTE A TRAVES DEL REFRACTARIO

ENERGIA QUIMICADE COMBUSTION

QUEMADOR

COMBUSTIBLENO QUEMADO

100

3

13

50

34

• ENERGIA UTIL QUE INGRESA AL PROCESO = TOTAL DE ENERGIA QUE INGRESA

• ENERGIA REALMENTE UTILIZADA = CALOR INTERCAMBIADO CON LA CARGA

EFICIENCIATERMICA

ENERGIA UTILIZADA EN EL PROCESO

ENERGIA UTIL QUE INGRESA AL PROCESO= = = 34%

34

100

• ENERGIA DE COMBUSTIBLE• AIRE CALIENTE PARA COMBUSTION• CALOR DE REACCIONES EXOTERMICAS• INGRESO DE MATERIALES CALIENTES

CALOR RESIDUAL ENGASES DE COMBUSTION

Page 5: COMBUSTION

PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOS

PODER CALORIFICOES LA CANTIDAD DE CALOR LIBERADO POR EL COMBUSTIBLE DURANTE EL PROCESO DE COMBUSTION POR UNIDAD

DE VOLUMEN O MASA. SE MIDE EN BTU/GAL, BTU/Pie3, BTU/LB, kJ/kg, kCal/kg, ETC

PODER CALORIFICO INFERIOR (NETO) : BALANCE TERMICO DE LA REACCION Y LOS PRODUCTOS GASEOSOS DE LA

COMBUSTION TOMADOS A 60°F.

PODER CALORIFICO SUPERIOR (GRUESO) : IGUAL AL PODER CALORIFICO INFERIOR MAS EL CALOR LIBERADO POR

LA CONDESACION DEL VAPOR (GAS) DE LOS PRODUCTOS A 60°F

DENSIDADRELACION ENTRE LA MASA DEL COMBUSTIBLE Y EL VOLUMEN QUE OCUPA A UNA DETERMINADA TEMPERATURA.

SE MIDE EN kg/m3, g/cm3, Lb/pie3, ETC.

PUNTO DE INFLAMACIONTEMPERATURA A LA CUAL UN COMBUSTIBLE EMITE SUFICIENTE CANTIDAD DE VAPORES PARA QUE LA MEZCLA

AIRE - GASES PUEDA INFLAMARSE POR EFECTO DEL CALENTAMIENTO A ESA TEMPERATURA.

PUNTO DE FLUIDEZTEMPERATURA A LA CUAL UN COMBUSTIBLE FLUYE LIBREMENTE POR GRAVEDAD

GRAVEDAD ESPECIFICARELACION ENTRE LA DENSIDAD DEL COMBUSTIBLE Y LA DENSIDAD DEL AGUA.

PARA EL CASO DE LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOS SE DEFINE LA GRAVEDAD °API MEDIANTE LA SIGUIENTE RELACION:

GRAVEDAD ESPECIFICA = 141.5

131.5 + °API

VISCOSIDADES LA RESISTENCIA QUE EJERCE UN FLUIDO A MOVERSE POR EFECTO DE UNA FUERZA. EJEMPLO: BOMBEO,

ATOMIZACION, ETC. SE EXPRESA EN SEGUNDOS FUROL (SSF @ 122°F), SEGUNDOS SAYBOLT UNIVERSAL (SSU @

100°F) , CENTISTOKE (cSt), ETC.

Page 6: COMBUSTION

CARACTERISTICAS TIPICAS DE LOS COMBUSTIBLES INDUSTRIALES

GRAVEDAD °API A 60°F

PUNTO DE INFLAMACION

VISCOSIDAD

PUNTO DE FLUIDEZ °F

AZUFRE, % PESO

AGUA Y SEDIMENTOS, % VOL.

GRAVEDAD ESPECIFICA

DENSIDAD , LIBRAS / GALON

TEMPERATURA DE BOMBEO

TEMPERATURA DE ATOMIZACION

PETROLEO INDUSTRIAL DIESEL 2 R - 500

33.5

160

-

42

4.9

-50

0.4

-

138,900

19,540

0.8576

7.141

-

-

13.7

110

500

-

-

61

1.2

0.10

150,000

18,510

0.975

8.119

130

230 -2 50

FUROL A 122°F (SSF)

SAIBOLT A 100°F (SSU)

cSt A 100 °F

PODERCALORIFICOINFERIOR

BTU / GALON

BTU / LIBRA

Page 7: COMBUSTION

TANQUEDIARIO

TANQUES DE ALMACENAMIENTO

CALENTADOR A VAPOR CASA DE

BOMBAS

CALENTADOR A VAPOR

REVERBEROS

PRE-CALENTADORES

CONVERTIDORES

MOLDEO

CMT

FUNDICION

HORNODE CAL

CALENTADOR A VAPOR

CALENTADOR A VAPOR

PLANTA DE CAL

CASA DEBOMBAS

160°F

155°F 255°F 150°F

RETORNO DE PETROLEO RESIDUAL

245°F

140°F

USO DEL PETROLEO EN LA FUNDICION

ALIMENTACION DE PETROLEO RESIDUAL

DIESEL

185 PSI

140 PSI

75 PSI 55 PSI

135 PSI

5300 BBL

Page 8: COMBUSTION

COMBUSTIBLE + COMBURENTE CALOR + PRODUCTOS DE COMBUSTIONTEMPERATURA

PLUMA

FLAMA

QUEMADOR

COMBUSTIBLE

AIRE BOQUILLA LONGITUD

PRODUCTOS DE COMBUSTIONGASES (2900 - 3000 °F)

COMBUSTION INDUSTRIAL

AIREPRIMARIO

AIRESECUNDARIO

AIRE DEINFILTRACIONES

+ +

DEPENDEN DEL TIROINDUCIDO O FORZADO

DEPENDE DELVENTILADOR

O COMPRESOR

OXIGENO

ZONA DECOMBUSTION

TRANSMISION DECALOR PORRADIACION

TRANSMISION DECALOR POR

CONVECCION

GASES

CO2 , CO , O2 , N2 , H20 , SO2 , NO , NO2

FRENTE DEFLAMA

VELOCIDADDE MEZCLA

VELOCIDADDE FLAMA

ZONA DEMEZCLA

+ OXIGENO

Page 9: COMBUSTION

TIPOS DE COMBUSTION

COMBUSTION COMPLETA (EXCESO DE AIRE)

COMBUSTION IMPERFECTA (REAL)

COMBUSTION PERFECTA (ESTEQUIOMETRICA)

SE MEZCLAN LAS CANTIDADES EXACTAS DE COMBUSTIBLE Y AIRE, LOGRANDOSE QUEMAR TODO EL COMBUSTIBLE. ES UNA REACCION TEORICA QUE SE USA COMO REFERENCIA COMBUSTIBLE

AIRE TEORICO CO2 (DIOXIDO DE CARBONO)N2 (NITROGENO)H20 (AGUA)SO2

PRODUCTOS DE COMBUSTION

21% O2 + 78% N2 + 1% OTROS(VOLUMEN)

NO HAY PRESENCIA DE MONOXIDO DE CARBONO (CO) EN LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION.SE REQUIERE DE UNA CANTIDAD DE AIRE MAYOR A LA TEORICA PARA ASEGURAR QUE EL COMBUSTIBLE SE QUEME COMPLETAMENTE.

COMBUSTIBLE

AIRE TEORICO + EXCESO DE AIRECO2 (DIOXIDO DE CARBONO)O2 (OXIGENO)N2 (NITROGENO)H20 (AGUA)SO2 , NO, NO2

PRODUCTOS DE COMBUSTION

21% O2 + 78% N2 + 1% OTROS(VOLUMEN)

COMBUSTION INCOMPLETA (DEFECTO DE AIRE)

HAY PRESENCIA DE MONOXIDO DE CARBONO (CO) E INQUEMADOS EN LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION.EL OXIGENO PRESENTE EN LA COMBUSTION NO ES SUFICIENTE PARA QUEMAR TODO EL COMBUSTIBLE.

(100%)

(100%) (30%)(130%)

COMBUSTIBLE

AIRE TEORICO + DEFECTO DE AIRECO2 (DIOXIDO DE CARBONO)CO (MONOXIDO DE CARBONO)N2 (NITROGENO)H20 (AGUA)SO2

PRODUCTOS DE COMBUSTION

21% O2 + 78% N2 + 1% OTROS(VOLUMEN)

(100%) (- 20%)(80%)

COMBUSTIBLE

AIRE TEORICO + EXCESO DE AIRECO2 (DIOXIDO DE CARBONO)CO (MONOXIDO DE CARBONO)O2 (OXIGENO)N2 (NITROGENO)H20 (AGUA)SO2 , NO, NO2

PRODUCTOS DE COMBUSTION

21% O2 + 78% N2 + 1% OTROS(VOLUMEN)

(100%) (20%)(120%)

PESE A QUE HAY EXCESO DE AIRE, HAY PRESENCIA DE “CO” EN LOS PRODUCTOS DE COMBUSTION (COMBUSTION INCOMPLETA).APARECEN EN LOS GASES DE CHIMENEA: INQUEMADOS, CENIZAS, CO, ETC.

Page 10: COMBUSTION

EFECTO DEL ENRIQUECIMIENTO DE OXIGENO

CARGA

HORNO

GASES DE COMBUSTION

3000°F

2000°F

1000°F750°F

2400°F

TEMP. DE GASES SIN ENRIQUECIMIENTO DE O2

TEMPERATURA SUPERFICIAL DE LA CARGASIN ENRIQUECIMIENTO DE O2

FLAMA SIN ENRIQ. DE O2

TEMP. DE GASES CON ENRIQUECIMIENTO DE O2

TEMPERATURA SUPERFICIAL DE LA CARGACON ENRIQUECIMIENTO DE O2

FLAMA CON ENRIQ. DE O2

VOLUMEN DEGASES

Page 11: COMBUSTION

FUNCIONES DEL QUEMADOR

1. POSICIONAR LA FLAMA EN LAS AREAS QUE REQUIEREN CALOR UTIL

2. INICIAR Y MANTENER LA IGNICION

3. MEZCLAR EL COMBUSTIBLE Y EL AIRE EN FORMA ADECUADA

4. PROPORCIONAR LA RELACION AIRE / COMBUSTIBLE Y PRESION CORRECTAS

• DISTRIBUCION ADECUADA DE LAS FUENTES DE CALOR DE ACUERDO AL PROCESO

• APORTE DE CALOR DE FUENTE EXTERNA PARA QUE LA MEZCLA AIRE/COMBUSTIBLE ALCANCE LA

TEMPERATURA DE IGNICION• ASEGURAR QUE EL CALOR QUE SE PIERDE A LOS ALREDEDORES ES MENOR QUE EL APORTADO

POR EL COMBUSTIBLE. DE ESTA FORMA SE AUTOMANTIENE LA COMBUSTION

• MEZCLA UNIFORME Y PERMANENTE PARA CADA PUNTO DE REGULACION DENTRO DEL RANGO DE

OPERACION.• MAXIMO CONTACTO SUPERFICIAL ENTRE EL OXIGENO DEL AIRE Y EL COMBUSTIBLE. PARA

LOGRAR ESTO, LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOS REQUIEREN SER ATOMIZADOS.

• ASEGURAR EL SUMINISTRO DE LAS CANTIDADES ADECUADAS DE AIRE Y COMBUSTIBLE EN EL

SISTEMA, ESTABLECIENDO MARGENES DE REGULACION PARA AMBOS.

• PROPORCIONAR EL EXCESO DE AIRE QUE PERMITA LA COMBUSTION COMPLETA SIN PERJUICIO

DE LA TEMPERATURA DE LA FLAMA, OPTIMIZANDO LA EFICIENCIA DE COMBUSTION.

• CONTROL DE LAS VARIABLES DE OPERACION PARA UN FUNCIONAMIENTO SEGURO, SIN RIESGO

DE EXPLOSIONES Y SOBRECALENTAMIENTO DE LAS PARTES DE CONTROL Y REGULACION.

5. OPERACION SEGURA

Page 12: COMBUSTION

VALVULA DE REGULACIONDE PETROLEO

PETROLEOR-500

80-90 SSU

HORNO

PARTES DEL QUEMADOR

FLUIDOAUXILIAR PARAATOMIZACION(VAPOR / AIRE)

VALVULA DE REGULACION

DE AIRE

BRIDA DESUJECION

VISOR

BOQUILLA

CUERPO

ELEMENTODE IGNICION

QUEMADOR

LADRILLOREFRACTARIO

PARED DELHORNO

AIRE DECOMBUSTION

DEFLECTORES

FLAMA

BLOQUEREFRACTARIO

(TILE)

TURNDOWN RATIO =MAXIMO INGRESO DE CALOR

MINIMO INGRESO DE CALOR

Page 13: COMBUSTION

QUEMADOR DE HORNO REVERBERO

8”

BOQUILLA COEN-2MV4 GPM

CAJA DEQUEMADOR

FUNDA DEQUEMADOR

PETROLEOVAPOR

AIRE PRIMARIO + SECUNDARIO800°F

INFILTRACION @ 90°F

COMPUERTACHUTE DE RETORNO

DE ESCORIA

Page 14: COMBUSTION

CAL

AIRE SECUNDARIOA 840 °F + POLVO

FINO DEL COOLER

PETROLEOVAPOR

AIREPRIMARIO

QUEMADOR

HORNO ROTATIVO

CAMPANA DEQUEMADOR

INFILTRACIONES

SENSORDE TIRO

QUEMADOR HORNO DE CAL

BOQUILLA COEN-2MV6.5 GPM

Page 15: COMBUSTION

VAPOR DEATOMIZACION

PETROLEO

MEZCLADOR

TOBERAINTERMEDIA

AIRE

TOBERA

DIAGRAMA DE OPERACION DEL QUEMADOR COEN 2-MV

PLACA DE GIRO

DEFLECTOR

PETROLEOATOMIZADO

Page 16: COMBUSTION

1. FALTA DE UNIFORMIDAD DE ATOMIZACION

2. MEZCLA AIRE-COMBUSTIBLE INADECUADA

• AGUJEROS DE BOQUILLA TAPADOS Y/O DESBOCADOS

• PRESENCIA DE AGUA EN EL VAPOR DE ATOMIZACION

• DEFORMACION DE LOS ELEMENTOS DE LA BOQUILLA POR CALENTAMIENTO EXCESIVO

• DIFERENCIAL DE PRESION DE ATOMIZACION INADECUADO

• VISCOSIDAD DEL COMBUSTIBLE INADECUADA

3. ENFRIAMIENTO DE LA FLAMA

• REGULACION DE INGRESO DE COMBUSTIBLE SIN REGULAR EL INGRESO DE AIRE

• OPERACION EN EL PUNTO MINIMO DEL RANGO (TURNDOWN RATIO)

• ESCASA TURBULENCIA POR FALLA DE DEFLECTORES

• MALA ATOMIZACION

• LA FLAMA INCIDE SOBRE SUPERFICIES RELATIVAMENTE FRIAS, COMO EL FRENTE,

TECHO, PAREDES O CARGA DEL HORNO.

• ENSUCIAMIENTO DE LA BOCA DE SALIDA DE AIRE

• MALA REGULACION DE LA MEZCLA AIRE-COMBUSTIBLE (EXCESO DE AIRE)

• EXCESO DE TIRO

PROBLEMAS TIPICOS EN QUEMADORES

Page 17: COMBUSTION

CONTROL DE LA COMBUSTION

1RA. JORNADA DE COMBUSTION

FUNDICION - ILOFUNDICION - ILO

ALIMENTACIONDE PETROLEO

VAPOR

QUEMADOR

80 PSI

95 PSI

250°F

RETORNO DEPETROLEO

FIC

SP 31.0 GPM

Page 18: COMBUSTION

CONTROL DE LA TEMPERATURA DEL PROCESO

CARGA

HORNO

GASES DE COMBUSTION

3000°F

2000°F

1000°F

750°F

2400°F

TEMP. DE GASES

TEMPERATURADE ESCORIA

SALIDA DE ESCORIASALIDA DE MATA

2250°F2150°F

2200°F

2600°F

2800°F

TEMPERATURA DE LA MATA

MATA

ESCORIA

TOMADE TIRO

Page 19: COMBUSTION

CONTROL DE LA RELACION AIRE / COMBUSTIBLE

0 %

10 %

20 %

30 %

0.0 %

2.0 %

3.7 %

5.1 %

ALIMENTACIONDE PETROLEO

VAPOR

08 QUEMADORES

FIC - PETROLEO

SP 31.0 GPM

80 PSI

95 PSI

250°F 3.9 GPM

750°F

5,750 SCFM

16.1 %

14.5 %

13.2 %

12.2 %

1,470

1,615

1,760

1,910

Excesode Aire % O2 % CO2

SCFM Aire/Galón de petróleo

INFILTRACIONES

RELACIONAIRE/COMBUSTIBLE

FLUJO DE AIREFLUJO DE PETROLEO

= 5,750 SCFM3.9 Gal.

= =1,474 SCFM/Gal. R-500

Prod. Combustión

PRECALENTADORDE AIRE

VENTILADOR DEAIRE DE PROCESO

FIC - AIRE

SP 46,000 SCFM

Page 20: COMBUSTION

CONTROL DE CALENTAMIENTO Y ATOMIZACION DE COMBUSTIBLE

VAPOR100 PSI

PETROLEOPTA. FUERZA

VISCOSIDADDEL PETROLEO

SSUSetPoint 100

DIFERENCIAL DE PRESION : 15 - 25 PSIPETROLEO / VAPOR

VAPOR180 PSIG

VAPOR120 PSIG

PETROLEOA REV. #4

RETORNO DEPETROLEO DE REV. #4

VAPORA REV. #4

CALENTADORESDE PETROLEO

QUEMADORESREV. #3

FIC

SP 31.0 GPM80 PSI

95 PSI

150°F

BOMBAS

CONSUMO DE VAPOR POR : 65 - 85 LB/HRGALON DE PETROLEO #6

• ATOMIZACION CON VAPOR GENERA LLAMAS

LARGAS Y MENOS RADIANTES QUE LA

ATOMIZACION CON AIRE• VARIACIONES DE VISCOSIDAD NO AFECTAN

DRASTICAMENTE A LA LLAMA• EL CONDENSADO EN EL VAPOR TIENE UN ESCASO

EFECTO ATOMIZANTE

VISCOSIDAD DE PETROLEO : 150 - 200 SSU 45 - 65 cSt 250 - 230 °F

250°F135 PSI260°F

Page 21: COMBUSTION

INSPECCION DE LA LLAMA

ROJO SUAVE 875 475

ROJO SUAVE A ROJO OSCURO 875 - 1200 475 - 650

ROJO OSCURO O ROJO CEREZA 1200- 1375 650 - 750

ROJO CEREZA A ROJO CEREZA BRILLANTE 1375 - 1500 750 - 825

ROJO CEREZA BRILLANTE A NARANJA 1500 - 1650 900 - 1090

NARANJA A AMARILLO 1650 - 2000 900 - 1090

AMARILLO A AMARILLO BRILLANTE 2000 - 2400 1090 - 1320

AMARILLO BRILLANTE A BLANCO 2400 - 2800 1320 - 1540

BLANCO A BLANCO DESLUMBRANTE Más de 2800 Más de 1540

COLOR °F °C

VMEZCLA > VFLAMA

VMEZCLA = VFLAMA

VMEZCLA < VFLAMA

FRENTE DELLAMA

TEMPERATURAS CORRESPONDIENTES A COLORES EN LA LLAMA DE COMBUSTIBLES RESIDUALES

• LA LLAMA PARECE ESTATICA SIN VARIACION APRECIABLE• LLAMA ESTABLE• CUBRE EL MAYOR VOLUMEN DE RADIACION

• LA LLAMA SE DESPEGA DEL QUEMADOR• LLAMA INESTABLE Y LARGA• TIENDE A APAGARSE E IMPACTAR CON LAS PAREDES

DEL HORNO• EMITE ALTO RUIDO Y FOGONAZOS HACIA LA CHIMENEA

CONDICION DESCRIPCION

• LA LLAMA RETROCEDE HACIA EL QUEMADOR• LLAMA INESTABLE• FORMACION DE COQUE EN LA BOQUILLA• PELIGRO DE FOGONAZOS HACIA EL LADO DEL QUEMADOR

MEZCLA LLAMA

Page 22: COMBUSTION

CONTROL DEL TIRO EN UN HORNO

HORNO

VENTILADORCHIMENEA

TIRO FORZADO

HORNO

CHIMENEA

TIRO INDUCIDO

PIC SENSORDE TIRO

GAS

AIRE

VENTILADOR

AIRE

PICSENSORDE TIRO

GAS

PETROLEOPETROLEO

HORNO

PRE-HEATER

CHIMENEA

TIRO FORZADO

PIC

SENSORDE TIRO

GAS

AIRE

PETROLEO CALDERO ESP

BALOONFLUE

TIRO NATURAL

HBALOONFLUE

Tiro de lachimenea

Temperatura del Gas

Densidaddel Gas

PresiónBarométrica

Altura“H”

DiámetroTemperaturaAmbiental

RelaciónDirecta

RelaciónDirecta

RelaciónDirecta

RelaciónDirecta

RelaciónInversa

RelaciónInversa

Page 23: COMBUSTION

INFLUENCIA DEL TIRO EN LA TRANSFERENCIA DE CALOR

0

400

800

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

0 50 100 150 200 250

Temperatura de calcinacion = 1850 °FTemperatura de salida de gases = 1045 °FDiferencial de temperatura = 805 °F

GASES MATERIAL

TIRO

CALOR GANADO POR EL MATERIAL = (CALOR CEDIDO POR EL GAS) x EFICIENCIA TERMICA DEL HORNO

CALOR CEDIDO POR EL GAS = Masa del gas x Calor específico medio del gas x Caida de Temperatura del gas(Temperatura - Temperatura) de ingreso de salida

VELOCIDADDEL GAS

TIEMPO DE CONTACTOENTRE EL GAS Y EL

MATERIAL

TEMPERATURA DE SALIDA DEL

GAS

CALOR GANADOPOR EL MATERIAL

EXCESO DE AIREDE COMBUSTION

TEMPERATURADE FLAMA

MASA DEGAS

CALOR CEDIDOPOR EL GAS

CAIDA DETEMP.DEL GAS

(*) (*)(*) (*) (*)

(*) Depende de que no se llegue al rango de la combustión incompleta (humo negro en la chimenea)

Disminuye Aumenta

Caida deTemperatura

del gas

HORNO DE CAL - FLUJO CONTRACORRIENTE

Page 24: COMBUSTION

CONTROL DE INFILTRACIONES

CARGA

HORNO

GASES DE COMBUSTION

TOMADE TIRO

0 %

5 %

10 %

15 %

20 %O2

CO2

QUEMADORVERTICAL

QUEMADORFRONTAL

0” Agua

Tiro “+”

Tiro “-”

- 0.04”AguaTIRO ALTO

TIRO BAJOEFECTO DELQUEMADOR

VERTICAL

SO2

ANALISISDE GASES

Calor

Infiltración

0.2 %

2.7 %

13.8 %

Exceso deaire = 15%

Page 25: COMBUSTION

CONTROL DE PERDIDAS DE CALOR

RADIACION

GAS

CAMPANADE GASES

CONVERTIDOR

GAS

HORNO DE RETENCION

TIROINDUCIDO

RADIACION

GAS

HORNO DE RETENCIONCON TAPA

CONVECCION

CONVECCION

Page 26: COMBUSTION

SISTEMAS DE ALARMA Y PROTECCION

ALARMAS • ALTA PRESION DE COMBUSTIBLE.• BAJA PRESION DE COMBUSTIBLE.• ALTA PRESION DE AIRE DE COMBUSTION.• ALTO FLUJO DE COMBUSTIBLE.• BAJO FLUJO DE COMBUSTIBLE.• BAJA VISCOSIDAD DEL COMBUSTIBLE• BAJA CONCENTRACION DE O2 EN LOS GASES DE CHIMENEA

PROTECION PARA EL ARRANQUE E IGNICION• OPERACION DE VENTILADOR DE AIRE DE COMBUSTION.• BARRIDO DE GASES DE LA CAMARA DE COMBUSTION.• DETECCCION DE LLAMA.

PROTECCION EN OPERACION• CIERRE DE VALVULAS AUTOMATICAS DE TRIP PARA COMBUSTIBLE Y/O

VAPOR.• APAGADO DE BOMBAS.• REDUCCION AUTOMATICA DE FLUJO DE PETROLEO A UN VALOR MINIMO.• APAGADO AUTOMATICO DE VENTILADOR DESPUES DE TIEMPO DE BARRIDO

DE GASES REMANENTES.