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Automatización en Sistemas
de Combustión
Principios Básicos
Relator: Sergio Gaete Covarrubias
Ingeniero en Automatización y Control Industrial.
La combustión es una reacción
química de oxidación, en la cual generalmente
se desprende una gran cantidad de energía, en
forma de calor y luz, manifestándose
visualmente como fuego y que se realiza a gran
velocidad.
DEFINICIÓN
Fuente: actualcurioso.net
IGNICION
AIRE
COMBUSTIBLE
Combustión
Productos de la combustión
CALOR + VAPOR DE AGUA + DIOXIDO DE CARBÓN +
NITROGENO
TIPOS DE COMBUSTIÓN
• Combustión completa: Es la reacción en la cual los
elementos que componen el combustible se oxidan
completamente.
• Combustión incompleta: Los productos que se queman no
reaccionan por completo debido a que la proporción enre el
combustible y el comburente no están en proporción adecuada.
TIPOS DE COMBUSTIÓN
•Combustión lenta: Producen emisiones con baja luz y poco
calor. Generalmente se producen en lugares poco ventilados.
Son peligrosas porque si se incrementa el nivel de comburente,
se puede producir un incendio rápidamente.
• Combustión rápida: Produce gran emisión de luz y de calor y
puede producir explosiones:
o Deflagración: La velocidad de propagación no supera la
velocidad del sonido (340 m/s).
o Detonación: La velocidad de propagación es superior a la
velocidad del sonido
Que és FSG ?
Flame SafeGuard
Control de Falla de Flama
“Un conjunto de dispositivos
para el control de un quemador
tanto como la aplicación lo requiera.”
(Honeywell FSG Textbook, page i)
Donde utilizamos FSG??
Sistemas de Combustión
Comercial e Industrial de Gas
y/o Diesel
•Calderas
- De vapor
- De agua Caliente
•Hornos
•Incineradores
•Generadores de vapor
•Calentamiento de aire
•Generación Electrica
•Sistemas de secado (pintura, papel)
QUEMADOR
• Los quemadores son equipos donde se realiza la
combustión, por tanto deben contener los tres vértices
del triángulo de combustión, es decir que deben lograr
la mezcla íntima del combustible con el aire y además
proporcionar la energía de activación.
Clasificación
 Según su operación:
- ON-OFF: una sola etapa de fuego
- 2 Etapas progresivas: Alto y bajo fuego con servomotor.
- Modulante: llama variable en función de la demanda
 Según el combustible: - Gas natural (o GLP)
- Gas-oil
- Dual
- Combustible líquido pesado (fuel-oil)
•
 Según el modelo:
- De acuerdo al rango de potencia en el quetrabajan
COMPONENTES
Un quemador se compone básicamente de los siguientes
elementos:
 Sistema de provisión de aire:
- Motor
- Cuerpo (caja de aire)
- Turbina o ventilador
- Registro (manual o automático)
- Cuello de admisión de aire
- Servomotor
 Sistema de provisión de combustible:
- Filtro
- Válvulas automáticas de cierre
- Válvulas de bloqueo
- Medidores de presión
- Válvulas de regulación (para gas)
- Bomba (para combustible líquido)
COMPONENTES
 Sistema de mezcla en boquilla:
- Cabezal mezclador
- Difusores
- Boca de llama
- Elementos de ignición
 Sistema de seguridad:
- Programador para secuencia de arranque
- Control de llama
- Detector de llama
- Presostato de aire
- Presostato de gas
- Alarmas
- Sensores por microcontacto
COMPONENTES
 Sistema de seguridad:
- Programador para secuencia de arranque
- Control de llama
- Detector de llama
- Presostato de aire
- Presostato de gas
- Alarmas
- Sensores por microcontacto
COMPONENTES
DESCRIPCIÓN DEL QUEMADOR (A)
1.Cabezal de combustión
2.Electrodo de encendido
3.Tornillo regulación cabezal de combustión
4.Presostato de aire (tipo diferencial)
5.Sonda para controlar la presencia de llama
6.Toma de presión de aire
7.Toma de presión de gas y tornillo fijación cabezal
8.Tornillo fijación del ventilador al soporte quemador
9.Guías para abertura del quemador e inspección del cabezal de
combustión
10.Servomotor, para el control de la válvula de mariposa del gas y,
mediante una leva de perfil variable, el registro del aire.
Cuando el quemador está parado, el registro del aire está
completamente cerrado para reducir al mínimo la dispersión térmica
de la caldera debido al tipo del conducto de humos que toma aire de la
boca de aspiración del ventilador.
11 Zonas de paso de los cables eléctricos
12 Entrada aire del ventilador
13 Conducto entrada gas
14 Válvula mariposa gas
15 Brida para fijación a la caldera
16 Disco estabilizador de llama
17 Visor llama
18.Dos interruptores eléctricos:
- uno de “marcha-paro”
- uno para “1a llama - 2a llama”
19.Contador motor y relé térmico con botón de desbloqueo (RS 44 MZ
trifásico)
20.Condensador motor (RS 34-44 MZ monofásico)
21.Caja de control con piloto luminoso de bloqueo y pulsador de
desbloqueo
22.Tomas para la conexión eléctrica 23 Registro de aire
24.Conector macho-hembra sonda de ioniza-ción
25.Alargadores guías (versión cabezal largo)
Hay dos posibilidades de bloqueo del quemador:
•BLOQUEO CAJA DE CONTROL:
La iluminación del pulsador de la caja de con- trol 21)(A) indica que el
quemador está bloqueado .
Para desbloquear, oprimir el pulsador.
•BLOQUEO MOTOR (RS 44 MZ trifásico): alimentación eléctrica
trifásica; para desbloquear, oprimir el pulsador del relé térmico 19)(A).
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
 PROGRAMADOR DE ENCENDIDO:
• Son los encargados de dar la secuencia de arranque del quemador, trabajando en
forma conjunta con los componentes de seguridad.
• Según su principio de funcionamiento, pueden ser:
 ELÉCTRICOS.
 ELECTRÓNICOS.
 ELECTROMECÁNICOS.
• Existen diversos modelos de programadores, desde los más sencillos hasta muy
complejos de acuerdo al tipo y potencia que van a comandar.
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
 CONTROL DE LLAMA:
• Su función es la de verificar la existencia o no de llama, según en que momento se
considere (prebarrido, encendido, stand by, etc.). Este equipo trabaja en conjunto con el
programador de encendido, generalmente se encuentra alojado dentro del mismo
programador.
 DETECTORES DE LLAMA:
• Son los que sensan la llama. Frente a la presencia de fuego, producen la variación de
un parámetro (generalmente tensión o resistencia), la cual es detectada por el control
de llama.
• Los detectores, según su principio de funcionamiento, pueden ser:
 POR IONIZACIÓN
 INFRARROJO
 ULTRAVIOLETA
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
 VÁLVULAS DE CONTROL AUTOMÁTICO PARA GAS:
• V.A.C.: Válvulas automáticas de cierre.
• Son comandas por el programador, recibiendo de él la señal eléctrica para abrir o
cerrar. Permiten el paso del gas hacia el quemador o lo anulan.
• Las V.A.C. pueden ser:
 A DIAFRAGMA (para presiones inferiores a 1.600 mmca)
 A PISTÓN
• También se diferencian por su accionamiento:
 ELECTROMAGNÉTICO (solenoide)
 ACTUADOR (motor)
• También se clasifican según la velocidad de actuación:
 APERTURA RÁPIDA
 APERTURA LENTA (regulable)
• El cierre, para todos los casos, es siempre menor a 1 seg.
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
- SENSORES Y MICROCONTACTOS:
• Estos elementos se colocan generalmente en las partes móviles para controlar que la
posición de las mismas sea la correcta. Ejemplo:
 MICROCONTACTO DE VÁLVULA AUTOMÁTICA DE CIERRE
 CONTACTOS DEL REGISTRO DE AIRE
 SENSORES DE PRESENCIA DE AIRE DE COMBUSTIÓN
- PRESOSTATOS:
• Cuentan con un contacto inversor que cambia de estado cuando la presión crece
o desciende mas allá de la preestablecida. Esta presión preestablecida puede ser
regulable o fija, de acuerdo al tipo de aparato.
• En quemadores a gas se utilizan:
 PRESOSTATOS DE AIRE
 PRESOSTATOS DE GAS
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
- ACTUADORES:
• Son mecanismos que modifican la posición de los registros (de aire, de gas, etc)
en forma automática.
• según su funcionamiento, pueden ser:
 SERVOMOTORES
 ELECTROIMANES
 HIDRÁULICOS
 NEUMÁTICOS
- MANÓMETROS:
• La presión del combustible es el parámetro que debe ser controlado en un quemador.
Los manómetros más utilizados son:
 TUBO EN “U”
 A DIAFRAGMA
 TUBO BOURDÓN
ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL
- ALARMAS:
Existen sistemas que frente a alguna anomalía, actúan dando señal de alarma
(acústica y/o visual) y generalmente trabajan con el programador, bloqueándolo (el botón
de reset permite el desbloqueo manual).La señal de alarma puede ser enviada a distancia,
colocando una campanilla o una luz (generalmente las alarmas trabajan a 220 V).
Controladores Operativos y de
Seguridad
CONTROLES OPERATIVOS Y DE SEGURIDAD
GAS
CONTROLES
OPERATIVOS Y DE
SEGURIDAD
Controlan y sensan
los parámetros de
nuestro sistema
•Presión
•Temperatura
•Nivel de Agua
•Flujo
TERMINOS UTILIZADOS EN LOS CONTROLES FSG
• SETPOINT: Valor deseado de la variable a controlar
(temperatura, presión etc). En este punto el
controlador cambia de estado.
• DIFERENCIAL: Valor que se le da al control por encima
o debajo del Setpoint para evitar encendidos y
apagados rápidos del sistema.
• REESTABLECIMIENTO AUTOMÁTICO: El controlador
se activa y desactiva automáticamente, de acuerdo al
valor del Setpoint y Diferencial.
• REESTABLECIMIENTO MANUAL: Al llegar al setpoint
el controlador se activa nuevamente únicamente
después de reestablecerlo manualmente.
SETPOINT Y DIFERENCIAL
Diferencial
Setpoint
SETPOINT SIN DIFERENCIAL
Si el control NO cuenta con
ajuste de diferencial puede ser
por dos razones:
•Cuenta con Reset Manual (NO
es de reestablecimiento
automático)
•El diferencial es Fijo (tiene
diferencial pero no es
ajustable)
TIPOS DE ACCION DE CONTROL
CONTROL ON/OFF: El controlador cambia de estado ON a OFF y
viceversa una vez que se llega al valor asignado de SETPOINT.
SPST (Simple polo Simple tiro)
SPDT (Simple polo Doble tiro)
DPDT (Doble polo Doble tiro)
Los controles ON/OFF también se conocen como LIMITES
• CONTROL PROPORCIONAL O MODULANTE: El controlador asigna
un valor eléctrico (resistencia, corriente, voltaje) proporcional a la
variable que se esta controlando.
0-135 OHMS (Resistiva)
4-20 mA (Corriente)
2-10 V (Voltaje)
27 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number
ALCANZA EL
SETPOINT…
CONTROLADOR
SE ABRE
Control SPST (SIMPLE POLO SIMPLE TIRO)
DESACTIVADO
NC
L1
L2
L1 (HOT)
L2
CONTROL DE
SEGURIDAD
SERIE 7800
CONTROL ON-OFF
C
TODAVIA NO
ALCANZA EL
SETPOINT
ALCANZA EL
SETPOINT…
CONTROLADOR PASA A
N.O. Y ACTIVA ALARMA O
DISPOSITIVO AUXILIAR
TODAVIA NO
ALCANZA EL
SETPOINT,
CONTACTO SE
QUEDA EN N.C.
Control SPDT (SIMPLE POLO DOBLE TIRO)
DESACTIVADO
NC NO
L1 (HOT)
L1
L2
CONTROL DE
SEGURIDAD
SERIE 7800
ALARMA
L2
C
CONTROL ON-OFF
Control DPDT (DOBLE POLO DOBLE TIRO)
NO
DESACTIVADO
NC
C
NO
DESACTIVADO
NC
C
CONTROL
DE
PROCESO
L1 (HOT)
L2
L1 CONTROL
DE
SEGURIDAD
SERIE 7800
L2
CONTROL ON-OFF
El sistema se apaga y
comienza a disminuir la
presión
El sistema repite el
mismo ciclo una y otra
vez
El sistema vuelve a
encender una vez que la
presión baja del valor
del diferencial ajustado
Ejemplo Control ON-OFF
Presión
Psi
0
Setpoint ON-OFF 120
Diferencial:
10 Psi 110
Incrementa la presión
hasta llegar al valor de
Setpoint asignado al
Control ON-OFF
Se puede implementar el
LIMITE con restablecimiento
manual para evitar una
condición insegura
Utilizaremos un LIMITE
para apagar el sistema si
es que el control ON-OFF
llegara a fallar
Ejemplo Control ON-OFF con LIMITE
Presión
Psi
0
Setpoint ON-OFF 120
Diferencial:
10 Psi 110
LIMITE 130
Control Modulante o Proporcional
W
R
B
Manómetro
Control
Modulante
Motor Modulante
Linea de Presión
Objetivo: Aprovechar mejor el combustible
0-135
Ohms
Control ON-OFF, LIMITE y Modulante 0-135 ohms
110 (Setpoint Modulante)
Presión
Tiempo
115
Rango
5
(Fuego BAJO)
135 ohms
0 ohms
(Fuego ALTO)
120 (Setpoint ON-OFF)
130 (Setponit LIMITE)
Transformador de Ignición
Dispositivo de Ignición Q624
ELECTRODO
DE ALTO
VOLTAGE
TORNILLO
BASE DE
MONTAJE
OPERACION DE
SENSOR UV
(NO IGNICION)
Q624A GENERADOR DE
CHISPA ENERGIZADO
(SENSOR UV OFF)
60HZ
Controles de Bajo Nivel de
agua McDonnell & Miller
Que pasa si no se controla el nivel de agua de una
caldera?
Controles de bajo nivel de agua M&M
Los controles de nivel de agua M&M tienen dos funciones:
1. Operan una bomba para mantener el nivel de
agua en una caldera
2. Apagar el quemador en caso de una condición
riesgosa de bajo nivel de agua
Controles 150 y 157
150
157
•Se pueden operar en presiones de
hasta 150 Psi
•Controles ON-OFF disponibles con 3
tipos de interruptores:
Cápsulas de mercurio (150 y 157)
Microswitch (150S y 157S)
Electrónicos (150E y 157E)
•Disponibles con Restablecimiento
Manual y Automático
Controles 94 y 194 Alta presión
94
194
•Se pueden operar en presiones de
hasta 250 Psi
•Disponibles con control ON-OFF y
Proporcional
•Disponibles con Restablecimiento
Manual y Automático
Como trabajan los 150 y 150S
Bomba Quemador
OFF
ON
ON
OFF
43 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number
Estas unidades tiene fuelles de monel el cual es sensible a la presión.
Los puntos de operación cambian conforme disminuye la presión.
Series 150/157 & Series 150S/157S
44 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number
Versión Electrónica
de las
Series 150E & 157E
45 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number
• Características:
- No es sensible a la presión
- Retardador ajustable para apagado
del quemador
- Dos diferenciales de bomba
- Relevador para bomba y quemador hasta de 1
HP
- Capacidad para dos bombas
Low Water Cut-Off & Pump Controller
• Beneficios:
- Previene ciclos rápidos en el quemador y la bomba
- Mantiene diferenciales en cualquier rango de presión
- No se requieren arrancadores eléctricos hasta 1 HP
Series 150E/157E
Como trabaja el 150E
QUEMADOR APAGADO
QUEMADOR ENCENDIDO BOMBA ENCENDIDA
BOMBA APAGADA
Series 150E/157E
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
GAS
CAMARA DE
COMBUSTION
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
GAS
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
VÁLVULA
MANUAL DE
SEGURIDAD
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
Necesito algo para controlar
el paso de combustible
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
Con la línea principal de
suministro de combustible,
¿No es mucho combustible
para arrancar?
Entonces una línea
más pequeña!
Estas dos válvulas son manuales
¿Es seguro y práctico el
uso de válvulas manuales?
¿Será mejor utilizar válvulas
automáticas?
VÁLVULA
AUTOMATICA DE
SEGURIDAD
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
CONTROL
ON-OFF
C
ON
OFF
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
!!!REQUERIMOS
UN
CONTROLADOR Y
UN DETECTOR DE
FLAMA!!!
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
CONTROL
ON-OFF
C
ON
OFF
CERRADO
CERRADO
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
Secuencia
de Ignición
automática
de un
quemador
DETECTOR DE
LLAMA
CONTROL
ON-OFF
C
ON
OFF
C
OFF
ON
CONTROL
ON-OFF
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
CERRADO
CERRADO
VAS
Funcionamiento
normal en
espera…
No hay Demanda
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
Existe Demanda:
!!!!Comienza
secuencia de
Ignición!!!!!
C
OFF
ON
CONTROL
ON-OFF
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
SSOV
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
ABIERTO
CERRADO
SSOV
IGNICION FLAMA
PILOTO
CERRADO
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
Abre la Válvula Piloto
y se energiza el
transformador de
Ignición; se establece
flama Piloto
C
OFF
ON
CONTROL
ON-OFF
Se establece la flama
Principal, la flama
debe ser vista por el
detector si no un paro
de seguridad
ocurrirá.
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
ABIERTO
ABIERTO
IGNICION
VAS VMS
FLAMA
PILOTO
FLAMA
PRINCIPAL
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
Una vez establecida
la flama piloto; se
abre la válvula
principal.
CONTROL
ON-OFF
C
ON
OFF
C
OFF
ON
CONTROL
ON-OFF
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
ABIERTO
ABIERTO
VAS VMS
VAS
CERRADO
CERRADO
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
FLAMA
PILOTO
FLAMA
PRINCIPAL
Una vez establecida
la flama principal el
sistema queda
trabajando hasta que
la demanda esté
satisfecha.
Demanda Satisfecha:
Cierran Válvulas, se
apaga la flama y el
sistema queda en
espera de demanda.
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
PRV
Válvula reguladora
de presión
¿Cómo reduzco la presión
de entrada?
Puedo tener quemadores
que funcionan a alta o baja
presión
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
¿Qué pasa si antes de
lograr llama hay varios
intentos de encendido?
DETECTOR DE
LLAMA
Se acumula combustible
en la cámara de
Combustión!!
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
¿Qué pasa si hay una
fuga en la Válvula
Autómatica de Seguridad ?
DETECTOR DE
LLAMA
Tiempo de
barrido o
purga
antes de
Ignición
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
VAS
2da Válvula
Automática de
Seguridad
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
Si la tubería es muy grande
y falla la 2da Válvula Automática de Seguridad,
el Gas se va hacia la Camara de Combustión
. ¿Qué hacemos?
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
VAS
VALVULA DE
VENTEO
ATMOSFERA
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
Valvula de venteo
V4297S DETECTOR DE
LLAMA
1RA SSOV 2DA SSOV
ATMOSFERA
ABIERTA
VALVULA DE
VENTEO
CERRADA
GAS
CERRADA
DOBLE BLOQUEO CON
VENTEO
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
VAS
VALVULA DE
VENTEO
ATMOSFERA
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
HP
LP
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
VAS
VALVULA DE
VENTEO
ATMOSFERA
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
VMS
Que sucede si la válvula
reguladora de presión no
funciona correctamente y
hay alta o baja presión en
el tren de Gas???
Y si quiero hacer mantenimiento
¿Cómo aíslo mi sistema?
Interruptor de presión C6097
HP
LP
CAMARA DE
COMBUSTION
VMS
GAS
VMS
VAS
VAS
LINEA DE
PILOTO
LINEA PRINCIPAL
CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
PRV
VENTILADOR
PRV
VAS
VALVULA DE
VENTEO
ATMOSFERA
PRIMARIO
DE SEGURIDAD
CONTROL
DETECTOR DE
LLAMA
VMS
VMS
1
Voy a incluir modulación para
aprovechar mejor mi gas!
Válvula de
Modulación
V5197
Ahora si puedo estar tranquilo!!
Tengo mi proceso controlado!
VALVULA
DE MODULACION
1
LINEA PILOTO
PRV
VALVULA
DE PILOTO
VMS
LINEA PRINCIPAL
VMS PRV LP
VALVULA
DE VENTEO
Valvulas
Automaticas de
Seguridad
HP
Dispositivos de Seguridad
Funciones que debe cumplir
un sistema de seguridad de llama:
• Proveer seguridad tanto en el arranque
como en el paro del quemador.
• Arrancar el quemador en una secuencia
apropiada y supervisar la llama durante
la operación.
• Resguardar al sistema de condiciones de
presiones y temperaturas excesivas.
69 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number
•Responder de forma segura ante una falla
•No programable
•Aprobado
No todos los PLC cumplen con estas condiciones
Requerimientos de un sistema de seguridad de flama
Solo es cuestión de …………………..
Que es un rele? Como funciona?
Controles Primarios
Dispositivos de Seguridad
FSG
Control
Primario
FUNCIONES DE UN CONTROLADOR PRIMARIO
ENTRADAS SALIDAS
CONTROLADOR
LIMITES
SEÑAL DE LLAMA
(MOTOR DEL QUEMADOR)
ENCENDIDO
VALVULA PILOTO
VALVULA PRINCIPAL
Dispositivos de Seguridad
Abierto a la
atmosfera
STANDBY
FLAME SIGNAL 0.0V
• El RM7890 está listo para arrancar
con su secuencia de operación, sólo está
a la espera de un límite.
Secuencia
PRE IGNITION 00:03
FLAME SIGNAL 0.0V
• El transformador de ignición y la
válvula piloto son energizados
Abierto a la
atmosfera
Secuencia
MAIN TRIAL 00:03
FLAME SIGNAL 5.0V
• Señal de llama detectada.
• El transformador de ignición es
desenergizado.
• Válvula principal es energizada.
• Se mantiene en este estado hasta que
las condiciones lo permitan.
Secuencia
POSTPURGE 00:30
FLAME SIGNAL 0.0V
• Cuando ocurre una falla o se manda a
parar el quemador, se cierran cierran
las válvulas.
Secuencia
Control de modulación
Línea principal
Switch de baja presión
Switch de alta presión
Línea piloto
°
Equipamiento de seguridad para Calderas/Quemadores
Venteo
Control de seguridad
de flama
Switch de aire
Limite de presión
Interruptor de muy alta presión
Ignición
Detector de flama
Válvula de modulación
Motor de modulación
Damper
Acoples
Mecánicos
Acoples
Mecánicos
Caldera
Quemador
°
P.I.
Requerimiento
de calor
120 Vac
Motor del
Quemador
HF
LF
Ignición
Válvula
Piloto
Detector de Flama
Válvula de seguridad
Venteo
Control de demanda
Secuencia de arranque para Calderas/Quemador modulante
Bajo
Fuego
Alto
Fuego
Mo-
dula
ción
Sw de aire
BF
CONSULTAS!!!!
Automatización en Sistemas
de Combustión
Principios Básicos
Relator: Sergio Gaete Covarrubias
Ingeniero en Automatización y Control Industrial.

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  • 1. Automatización en Sistemas de Combustión Principios Básicos Relator: Sergio Gaete Covarrubias Ingeniero en Automatización y Control Industrial.
  • 2. La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de calor y luz, manifestándose visualmente como fuego y que se realiza a gran velocidad. DEFINICIÓN Fuente: actualcurioso.net
  • 4. Productos de la combustión CALOR + VAPOR DE AGUA + DIOXIDO DE CARBÓN + NITROGENO
  • 5. TIPOS DE COMBUSTIÓN • Combustión completa: Es la reacción en la cual los elementos que componen el combustible se oxidan completamente. • Combustión incompleta: Los productos que se queman no reaccionan por completo debido a que la proporción enre el combustible y el comburente no están en proporción adecuada.
  • 6. TIPOS DE COMBUSTIÓN •Combustión lenta: Producen emisiones con baja luz y poco calor. Generalmente se producen en lugares poco ventilados. Son peligrosas porque si se incrementa el nivel de comburente, se puede producir un incendio rápidamente. • Combustión rápida: Produce gran emisión de luz y de calor y puede producir explosiones: o Deflagración: La velocidad de propagación no supera la velocidad del sonido (340 m/s). o Detonación: La velocidad de propagación es superior a la velocidad del sonido
  • 7. Que és FSG ? Flame SafeGuard Control de Falla de Flama “Un conjunto de dispositivos para el control de un quemador tanto como la aplicación lo requiera.” (Honeywell FSG Textbook, page i)
  • 8. Donde utilizamos FSG?? Sistemas de Combustión Comercial e Industrial de Gas y/o Diesel •Calderas - De vapor - De agua Caliente •Hornos •Incineradores •Generadores de vapor •Calentamiento de aire •Generación Electrica •Sistemas de secado (pintura, papel)
  • 9. QUEMADOR • Los quemadores son equipos donde se realiza la combustión, por tanto deben contener los tres vértices del triángulo de combustión, es decir que deben lograr la mezcla íntima del combustible con el aire y además proporcionar la energía de activación.
  • 10. Clasificación  Según su operación: - ON-OFF: una sola etapa de fuego - 2 Etapas progresivas: Alto y bajo fuego con servomotor. - Modulante: llama variable en función de la demanda  Según el combustible: - Gas natural (o GLP) - Gas-oil - Dual - Combustible líquido pesado (fuel-oil) •  Según el modelo: - De acuerdo al rango de potencia en el quetrabajan
  • 11. COMPONENTES Un quemador se compone básicamente de los siguientes elementos:  Sistema de provisión de aire: - Motor - Cuerpo (caja de aire) - Turbina o ventilador - Registro (manual o automático) - Cuello de admisión de aire - Servomotor  Sistema de provisión de combustible: - Filtro - Válvulas automáticas de cierre - Válvulas de bloqueo - Medidores de presión - Válvulas de regulación (para gas) - Bomba (para combustible líquido)
  • 12. COMPONENTES  Sistema de mezcla en boquilla: - Cabezal mezclador - Difusores - Boca de llama - Elementos de ignición  Sistema de seguridad: - Programador para secuencia de arranque - Control de llama - Detector de llama - Presostato de aire - Presostato de gas - Alarmas - Sensores por microcontacto
  • 13. COMPONENTES  Sistema de seguridad: - Programador para secuencia de arranque - Control de llama - Detector de llama - Presostato de aire - Presostato de gas - Alarmas - Sensores por microcontacto
  • 14. COMPONENTES DESCRIPCIÓN DEL QUEMADOR (A) 1.Cabezal de combustión 2.Electrodo de encendido 3.Tornillo regulación cabezal de combustión 4.Presostato de aire (tipo diferencial) 5.Sonda para controlar la presencia de llama 6.Toma de presión de aire 7.Toma de presión de gas y tornillo fijación cabezal 8.Tornillo fijación del ventilador al soporte quemador 9.Guías para abertura del quemador e inspección del cabezal de combustión 10.Servomotor, para el control de la válvula de mariposa del gas y, mediante una leva de perfil variable, el registro del aire. Cuando el quemador está parado, el registro del aire está completamente cerrado para reducir al mínimo la dispersión térmica de la caldera debido al tipo del conducto de humos que toma aire de la boca de aspiración del ventilador. 11 Zonas de paso de los cables eléctricos 12 Entrada aire del ventilador 13 Conducto entrada gas 14 Válvula mariposa gas 15 Brida para fijación a la caldera 16 Disco estabilizador de llama 17 Visor llama 18.Dos interruptores eléctricos: - uno de “marcha-paro” - uno para “1a llama - 2a llama” 19.Contador motor y relé térmico con botón de desbloqueo (RS 44 MZ trifásico) 20.Condensador motor (RS 34-44 MZ monofásico) 21.Caja de control con piloto luminoso de bloqueo y pulsador de desbloqueo 22.Tomas para la conexión eléctrica 23 Registro de aire 24.Conector macho-hembra sonda de ioniza-ción 25.Alargadores guías (versión cabezal largo) Hay dos posibilidades de bloqueo del quemador: •BLOQUEO CAJA DE CONTROL: La iluminación del pulsador de la caja de con- trol 21)(A) indica que el quemador está bloqueado . Para desbloquear, oprimir el pulsador. •BLOQUEO MOTOR (RS 44 MZ trifásico): alimentación eléctrica trifásica; para desbloquear, oprimir el pulsador del relé térmico 19)(A).
  • 15. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL  PROGRAMADOR DE ENCENDIDO: • Son los encargados de dar la secuencia de arranque del quemador, trabajando en forma conjunta con los componentes de seguridad. • Según su principio de funcionamiento, pueden ser:  ELÉCTRICOS.  ELECTRÓNICOS.  ELECTROMECÁNICOS. • Existen diversos modelos de programadores, desde los más sencillos hasta muy complejos de acuerdo al tipo y potencia que van a comandar.
  • 16. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL  CONTROL DE LLAMA: • Su función es la de verificar la existencia o no de llama, según en que momento se considere (prebarrido, encendido, stand by, etc.). Este equipo trabaja en conjunto con el programador de encendido, generalmente se encuentra alojado dentro del mismo programador.  DETECTORES DE LLAMA: • Son los que sensan la llama. Frente a la presencia de fuego, producen la variación de un parámetro (generalmente tensión o resistencia), la cual es detectada por el control de llama. • Los detectores, según su principio de funcionamiento, pueden ser:  POR IONIZACIÓN  INFRARROJO  ULTRAVIOLETA
  • 17. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL  VÁLVULAS DE CONTROL AUTOMÁTICO PARA GAS: • V.A.C.: Válvulas automáticas de cierre. • Son comandas por el programador, recibiendo de él la señal eléctrica para abrir o cerrar. Permiten el paso del gas hacia el quemador o lo anulan. • Las V.A.C. pueden ser:  A DIAFRAGMA (para presiones inferiores a 1.600 mmca)  A PISTÓN • También se diferencian por su accionamiento:  ELECTROMAGNÉTICO (solenoide)  ACTUADOR (motor) • También se clasifican según la velocidad de actuación:  APERTURA RÁPIDA  APERTURA LENTA (regulable) • El cierre, para todos los casos, es siempre menor a 1 seg.
  • 18. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL - SENSORES Y MICROCONTACTOS: • Estos elementos se colocan generalmente en las partes móviles para controlar que la posición de las mismas sea la correcta. Ejemplo:  MICROCONTACTO DE VÁLVULA AUTOMÁTICA DE CIERRE  CONTACTOS DEL REGISTRO DE AIRE  SENSORES DE PRESENCIA DE AIRE DE COMBUSTIÓN - PRESOSTATOS: • Cuentan con un contacto inversor que cambia de estado cuando la presión crece o desciende mas allá de la preestablecida. Esta presión preestablecida puede ser regulable o fija, de acuerdo al tipo de aparato. • En quemadores a gas se utilizan:  PRESOSTATOS DE AIRE  PRESOSTATOS DE GAS
  • 19. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL - ACTUADORES: • Son mecanismos que modifican la posición de los registros (de aire, de gas, etc) en forma automática. • según su funcionamiento, pueden ser:  SERVOMOTORES  ELECTROIMANES  HIDRÁULICOS  NEUMÁTICOS - MANÓMETROS: • La presión del combustible es el parámetro que debe ser controlado en un quemador. Los manómetros más utilizados son:  TUBO EN “U”  A DIAFRAGMA  TUBO BOURDÓN
  • 20. ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y CONTROL - ALARMAS: Existen sistemas que frente a alguna anomalía, actúan dando señal de alarma (acústica y/o visual) y generalmente trabajan con el programador, bloqueándolo (el botón de reset permite el desbloqueo manual).La señal de alarma puede ser enviada a distancia, colocando una campanilla o una luz (generalmente las alarmas trabajan a 220 V).
  • 22. CONTROLES OPERATIVOS Y DE SEGURIDAD GAS CONTROLES OPERATIVOS Y DE SEGURIDAD Controlan y sensan los parámetros de nuestro sistema •Presión •Temperatura •Nivel de Agua •Flujo
  • 23. TERMINOS UTILIZADOS EN LOS CONTROLES FSG • SETPOINT: Valor deseado de la variable a controlar (temperatura, presión etc). En este punto el controlador cambia de estado. • DIFERENCIAL: Valor que se le da al control por encima o debajo del Setpoint para evitar encendidos y apagados rápidos del sistema. • REESTABLECIMIENTO AUTOMÁTICO: El controlador se activa y desactiva automáticamente, de acuerdo al valor del Setpoint y Diferencial. • REESTABLECIMIENTO MANUAL: Al llegar al setpoint el controlador se activa nuevamente únicamente después de reestablecerlo manualmente.
  • 25. SETPOINT SIN DIFERENCIAL Si el control NO cuenta con ajuste de diferencial puede ser por dos razones: •Cuenta con Reset Manual (NO es de reestablecimiento automático) •El diferencial es Fijo (tiene diferencial pero no es ajustable)
  • 26. TIPOS DE ACCION DE CONTROL CONTROL ON/OFF: El controlador cambia de estado ON a OFF y viceversa una vez que se llega al valor asignado de SETPOINT. SPST (Simple polo Simple tiro) SPDT (Simple polo Doble tiro) DPDT (Doble polo Doble tiro) Los controles ON/OFF también se conocen como LIMITES • CONTROL PROPORCIONAL O MODULANTE: El controlador asigna un valor eléctrico (resistencia, corriente, voltaje) proporcional a la variable que se esta controlando. 0-135 OHMS (Resistiva) 4-20 mA (Corriente) 2-10 V (Voltaje)
  • 27. 27 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number ALCANZA EL SETPOINT… CONTROLADOR SE ABRE Control SPST (SIMPLE POLO SIMPLE TIRO) DESACTIVADO NC L1 L2 L1 (HOT) L2 CONTROL DE SEGURIDAD SERIE 7800 CONTROL ON-OFF C TODAVIA NO ALCANZA EL SETPOINT
  • 28. ALCANZA EL SETPOINT… CONTROLADOR PASA A N.O. Y ACTIVA ALARMA O DISPOSITIVO AUXILIAR TODAVIA NO ALCANZA EL SETPOINT, CONTACTO SE QUEDA EN N.C. Control SPDT (SIMPLE POLO DOBLE TIRO) DESACTIVADO NC NO L1 (HOT) L1 L2 CONTROL DE SEGURIDAD SERIE 7800 ALARMA L2 C CONTROL ON-OFF
  • 29. Control DPDT (DOBLE POLO DOBLE TIRO) NO DESACTIVADO NC C NO DESACTIVADO NC C CONTROL DE PROCESO L1 (HOT) L2 L1 CONTROL DE SEGURIDAD SERIE 7800 L2 CONTROL ON-OFF
  • 30. El sistema se apaga y comienza a disminuir la presión El sistema repite el mismo ciclo una y otra vez El sistema vuelve a encender una vez que la presión baja del valor del diferencial ajustado Ejemplo Control ON-OFF Presión Psi 0 Setpoint ON-OFF 120 Diferencial: 10 Psi 110 Incrementa la presión hasta llegar al valor de Setpoint asignado al Control ON-OFF
  • 31. Se puede implementar el LIMITE con restablecimiento manual para evitar una condición insegura Utilizaremos un LIMITE para apagar el sistema si es que el control ON-OFF llegara a fallar Ejemplo Control ON-OFF con LIMITE Presión Psi 0 Setpoint ON-OFF 120 Diferencial: 10 Psi 110 LIMITE 130
  • 32. Control Modulante o Proporcional W R B Manómetro Control Modulante Motor Modulante Linea de Presión Objetivo: Aprovechar mejor el combustible 0-135 Ohms
  • 33. Control ON-OFF, LIMITE y Modulante 0-135 ohms 110 (Setpoint Modulante) Presión Tiempo 115 Rango 5 (Fuego BAJO) 135 ohms 0 ohms (Fuego ALTO) 120 (Setpoint ON-OFF) 130 (Setponit LIMITE)
  • 35. Dispositivo de Ignición Q624 ELECTRODO DE ALTO VOLTAGE TORNILLO BASE DE MONTAJE OPERACION DE SENSOR UV (NO IGNICION) Q624A GENERADOR DE CHISPA ENERGIZADO (SENSOR UV OFF) 60HZ
  • 36. Controles de Bajo Nivel de agua McDonnell & Miller
  • 37. Que pasa si no se controla el nivel de agua de una caldera?
  • 38. Controles de bajo nivel de agua M&M Los controles de nivel de agua M&M tienen dos funciones: 1. Operan una bomba para mantener el nivel de agua en una caldera 2. Apagar el quemador en caso de una condición riesgosa de bajo nivel de agua
  • 39. Controles 150 y 157 150 157 •Se pueden operar en presiones de hasta 150 Psi •Controles ON-OFF disponibles con 3 tipos de interruptores: Cápsulas de mercurio (150 y 157) Microswitch (150S y 157S) Electrónicos (150E y 157E) •Disponibles con Restablecimiento Manual y Automático
  • 40. Controles 94 y 194 Alta presión 94 194 •Se pueden operar en presiones de hasta 250 Psi •Disponibles con control ON-OFF y Proporcional •Disponibles con Restablecimiento Manual y Automático
  • 41. Como trabajan los 150 y 150S Bomba Quemador OFF ON ON OFF
  • 42. 43 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number Estas unidades tiene fuelles de monel el cual es sensible a la presión. Los puntos de operación cambian conforme disminuye la presión. Series 150/157 & Series 150S/157S
  • 43. 44 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number Versión Electrónica de las Series 150E & 157E
  • 44. 45 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number • Características: - No es sensible a la presión - Retardador ajustable para apagado del quemador - Dos diferenciales de bomba - Relevador para bomba y quemador hasta de 1 HP - Capacidad para dos bombas Low Water Cut-Off & Pump Controller • Beneficios: - Previene ciclos rápidos en el quemador y la bomba - Mantiene diferenciales en cualquier rango de presión - No se requieren arrancadores eléctricos hasta 1 HP Series 150E/157E
  • 45. Como trabaja el 150E QUEMADOR APAGADO QUEMADOR ENCENDIDO BOMBA ENCENDIDA BOMBA APAGADA Series 150E/157E
  • 46.
  • 49. GAS CAMARA DE COMBUSTION VMS VÁLVULA MANUAL DE SEGURIDAD CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS Necesito algo para controlar el paso de combustible
  • 50. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS Con la línea principal de suministro de combustible, ¿No es mucho combustible para arrancar? Entonces una línea más pequeña!
  • 51. Estas dos válvulas son manuales ¿Es seguro y práctico el uso de válvulas manuales? ¿Será mejor utilizar válvulas automáticas? VÁLVULA AUTOMATICA DE SEGURIDAD CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS
  • 52. CONTROL ON-OFF C ON OFF CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS !!!REQUERIMOS UN CONTROLADOR Y UN DETECTOR DE FLAMA!!! PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA
  • 53. CONTROL ON-OFF C ON OFF CERRADO CERRADO CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL Secuencia de Ignición automática de un quemador DETECTOR DE LLAMA
  • 54. CONTROL ON-OFF C ON OFF C OFF ON CONTROL ON-OFF CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS CERRADO CERRADO VAS Funcionamiento normal en espera… No hay Demanda PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA Existe Demanda: !!!!Comienza secuencia de Ignición!!!!!
  • 55. C OFF ON CONTROL ON-OFF CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS SSOV LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS ABIERTO CERRADO SSOV IGNICION FLAMA PILOTO CERRADO PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA Abre la Válvula Piloto y se energiza el transformador de Ignición; se establece flama Piloto
  • 56. C OFF ON CONTROL ON-OFF Se establece la flama Principal, la flama debe ser vista por el detector si no un paro de seguridad ocurrirá. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS ABIERTO ABIERTO IGNICION VAS VMS FLAMA PILOTO FLAMA PRINCIPAL PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA Una vez establecida la flama piloto; se abre la válvula principal.
  • 57. CONTROL ON-OFF C ON OFF C OFF ON CONTROL ON-OFF CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS ABIERTO ABIERTO VAS VMS VAS CERRADO CERRADO PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA FLAMA PILOTO FLAMA PRINCIPAL Una vez establecida la flama principal el sistema queda trabajando hasta que la demanda esté satisfecha. Demanda Satisfecha: Cierran Válvulas, se apaga la flama y el sistema queda en espera de demanda.
  • 58. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV PRV Válvula reguladora de presión ¿Cómo reduzco la presión de entrada? Puedo tener quemadores que funcionan a alta o baja presión PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL ¿Qué pasa si antes de lograr llama hay varios intentos de encendido? DETECTOR DE LLAMA Se acumula combustible en la cámara de Combustión!!
  • 59. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL ¿Qué pasa si hay una fuga en la Válvula Autómatica de Seguridad ? DETECTOR DE LLAMA Tiempo de barrido o purga antes de Ignición
  • 60. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV VAS 2da Válvula Automática de Seguridad PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA Si la tubería es muy grande y falla la 2da Válvula Automática de Seguridad, el Gas se va hacia la Camara de Combustión . ¿Qué hacemos?
  • 61. CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV VAS VALVULA DE VENTEO ATMOSFERA PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL Valvula de venteo V4297S DETECTOR DE LLAMA
  • 62. 1RA SSOV 2DA SSOV ATMOSFERA ABIERTA VALVULA DE VENTEO CERRADA GAS CERRADA DOBLE BLOQUEO CON VENTEO CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV VAS VALVULA DE VENTEO ATMOSFERA PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA
  • 63. HP LP CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV VAS VALVULA DE VENTEO ATMOSFERA PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA VMS Que sucede si la válvula reguladora de presión no funciona correctamente y hay alta o baja presión en el tren de Gas??? Y si quiero hacer mantenimiento ¿Cómo aíslo mi sistema? Interruptor de presión C6097
  • 64. HP LP CAMARA DE COMBUSTION VMS GAS VMS VAS VAS LINEA DE PILOTO LINEA PRINCIPAL CONSTRUYENDO EL TREN DE GAS PRV VENTILADOR PRV VAS VALVULA DE VENTEO ATMOSFERA PRIMARIO DE SEGURIDAD CONTROL DETECTOR DE LLAMA VMS VMS 1 Voy a incluir modulación para aprovechar mejor mi gas! Válvula de Modulación V5197 Ahora si puedo estar tranquilo!! Tengo mi proceso controlado! VALVULA DE MODULACION 1
  • 66. LINEA PRINCIPAL VMS PRV LP VALVULA DE VENTEO Valvulas Automaticas de Seguridad HP
  • 67. Dispositivos de Seguridad Funciones que debe cumplir un sistema de seguridad de llama: • Proveer seguridad tanto en el arranque como en el paro del quemador. • Arrancar el quemador en una secuencia apropiada y supervisar la llama durante la operación. • Resguardar al sistema de condiciones de presiones y temperaturas excesivas.
  • 68. 69 HONEYWELL - CONFIDENTIAL File Number •Responder de forma segura ante una falla •No programable •Aprobado No todos los PLC cumplen con estas condiciones Requerimientos de un sistema de seguridad de flama
  • 69. Solo es cuestión de ………………….. Que es un rele? Como funciona?
  • 71. FSG Control Primario FUNCIONES DE UN CONTROLADOR PRIMARIO ENTRADAS SALIDAS CONTROLADOR LIMITES SEÑAL DE LLAMA (MOTOR DEL QUEMADOR) ENCENDIDO VALVULA PILOTO VALVULA PRINCIPAL Dispositivos de Seguridad
  • 72. Abierto a la atmosfera STANDBY FLAME SIGNAL 0.0V • El RM7890 está listo para arrancar con su secuencia de operación, sólo está a la espera de un límite. Secuencia
  • 73. PRE IGNITION 00:03 FLAME SIGNAL 0.0V • El transformador de ignición y la válvula piloto son energizados Abierto a la atmosfera Secuencia
  • 74. MAIN TRIAL 00:03 FLAME SIGNAL 5.0V • Señal de llama detectada. • El transformador de ignición es desenergizado. • Válvula principal es energizada. • Se mantiene en este estado hasta que las condiciones lo permitan. Secuencia
  • 75. POSTPURGE 00:30 FLAME SIGNAL 0.0V • Cuando ocurre una falla o se manda a parar el quemador, se cierran cierran las válvulas. Secuencia
  • 76. Control de modulación Línea principal Switch de baja presión Switch de alta presión Línea piloto ° Equipamiento de seguridad para Calderas/Quemadores Venteo Control de seguridad de flama Switch de aire Limite de presión Interruptor de muy alta presión Ignición Detector de flama Válvula de modulación Motor de modulación Damper Acoples Mecánicos Acoples Mecánicos Caldera Quemador
  • 77. ° P.I. Requerimiento de calor 120 Vac Motor del Quemador HF LF Ignición Válvula Piloto Detector de Flama Válvula de seguridad Venteo Control de demanda Secuencia de arranque para Calderas/Quemador modulante Bajo Fuego Alto Fuego Mo- dula ción Sw de aire BF
  • 79. Automatización en Sistemas de Combustión Principios Básicos Relator: Sergio Gaete Covarrubias Ingeniero en Automatización y Control Industrial.