combustion de caldera

2.  Los factores que más influyen en la eficiencia en los
hornos industriales y las técnicas a emplear se indican
seguidamente:
 Diseño y utilización del horno
La elección de tipo de horno, su capacidad, tipo de
calefacción y forma de operar, debe siempre realizarse
mediante un estudio técnico-económico, optimizando el
diseño para adecuarlo al objetivo. Debe procurarse que
el horno se utilice exclusivamente para realizar las
operaciones para las que se ha diseñado.

4.  Proceso
 Debe trabajarse, siempre que sea posible, a plena
capacidad de la instalación.
 Debe automatizarse al máximo el control del proceso,
así como la operaciones de carga y descarga ,
evitando operaciones erróneas.
 Aprovechar la energía desprendida en los procesos
exotérmicos.
 Alimentación
 Evitar una excesiva humedad en el producto a tratar
secándolo antes de su introducción al horno mediante
gases residuales u otras energías semidegradadas.
 Estudiar el almacenamiento de las materias primas,
evitando, para las que capten fácilmente humedad,
tiempos prolongados a la intemperie.


5.  Combustión
 Optimizar la combustión utilizando equipos de análisis
de gases y regulándola automáticamente.
 Utilización de combustibles precalentados.
 Trabajar a una temperatura de llama tan próxima a la
teórica como sea posible.
 Efluentes
 No refrigerar, o no dejar enfriar, los productos
intermedios que posteriormente deban ser
calentados.
 La temperatura de salida de gases y productos más
adecuada es la necesaria para la etapa siguiente.


6.  Mantenimiento y pérdidas
 Programar el mantenimiento preventivo para evitar
paradas imprevistas.
 Calcular el empleo óptimo de los aislantes para
evitar temperaturas de pared excesivas.
 Eliminar la visión desde el exterior de las zonas rojas
del horno con el fin de cortar pérdidas por radiación.
 Utilizar el calor de las refrigeraciones para usos
diversos, tales como calefacción, vaporización al
vacío, etc.
 Acortar el tiempo de las paradas, evitando perder
todo el calor acumulado en los hornos.

7.  El proceso de combustión puede ser de dos tipos:
Deflagración: en la que el frente de llama (frontera de separación
entre la mezcla fresca a quemar y los gases quemados) se
desplaza a una velocidad mas o menos constante y del orden del
decímetro por segundo. La base del fenómeno es el calentamiento
por conducción con sección de la mezcla fresca las reacciones en
cadena q e hacen a conducción-convección de la mezcla fresca y
las reacciones en cadena que hacen avanzar el proceso.
Detonación: en este caso, y tras una etapa inicial lenta, se produce
finalmente una propagación a muy alta velocidad, del orden del
kilómetro por segundo. La onda de presión calienta la mezcla
fresca por compresión, propagándose además fuera de la mezcla
con efectos destructores. Este tipo se produce en especies
explosivas.

8.  Se presenta el análisis teórico del proceso de
combustión que ocurre en quemadores de gas
natural. El comportamiento del calor disponible, la
eficiencia de combustión y las emisiones
contaminantes, es evaluado en función del exceso de
aire y la temperatura de los gases de combustión .Se
calcula el valor de la temperatura máxima de
productos y su relación con el exceso y el
precalentamiento del aire. Se establecen
consideraciones energéticas y ambientales para el
perfeccionamiento de la operación de quemadores
industriales

9.  En toda planta o industria que consuma vapor de agua,
existe la presencia de un caldero, ya sea un caldero
pirotubular o acuotubular. Y al existir un caldero,
siempre hay las posibilidades de fallas, es por eso que
relato algunas de las fallas típicas que ocurren en ellos:
 Fallas en el arranque:
 Características: El quemador y el ventilador no
arrancan (Hay enclavamiento eléctrico en las calderas
moduladas).

10.  Posibles causas: Bajo nivel de agua, falla del
sistema de energía eléctrica, interruptor manual
defectuoso en posición off, control de operación o
controles de carácter limite defectuosos o
descalibrados, voltajes demasiado altos o bajos,
control principal de combustión apagado o
defectuoso, fusibles defectuosos en el gabinete de
la caldera, térmicos del motor del ventilador o del
motor del compresor que saltan, contactos o
arrancadores eléctricos defectuosos, motores del
compresor y/o ventilador defectuosos, mecanismos
de modulación de fuego alto y bajo no se
encuentran en la posición adecuado de bajo fuego y
fallo en el fluido eléctrico.

11.  Fallas en el encendido:
 Características: Ventilador y Quemador arrancan
pero no hay llama principal
 a) No hay ignición
 Posible causa: Falla de chispa, hay chispa pero no
hay llama piloto, válvula solenoide a gas defectuosa,
interruptor bajo fuego abierto.
 b) Hay llama piloto, pero no hay llama principal
 Posibles causas: Llama piloto inadecuada, falla en
el sistema de detección de llama, falla en el
suministro principal de combustible, programador
ineficaz.
 c) Hay llama de bajo fuego, pero no de alto fuego.
 Posibles causas: Baja temperatura de combustible,
presión inadecuadas de la bomba, motor modutrol
deficiente, Articulación suelta o pegada
 d) Falla de llama principal durante el arranque

12.  Fallas en los materiales.-
 a) Por corrosión
 Proceso de acción erosiva ejercida sobre
la superficie interna de la caldera por la
acción mecánica de materiales sólidos,
abrasivos, transportados por el agua o los
gases en circulación. La corrosión
también se presenta por oxidación.

13.  b) Por Sobrecalentamiento
 Cuando los materiales de fabricación de la caldera
son expuestos a altas temperaturas se presentan
fallas de diferentes tipos dependiendo de las causas
que la generan.
 c) Soldadura y construcción
 El conjunto de partes soldadas no debe ser poroso
ni tener inclusiones no metálicas significativas, debe
formar contornos superficiales que fluyan
suavemente con la sección que se está uniendo y
no tener esfuerzos residuales significativos por el
proceso de soldadura.

14.  Así como se presta cuidadosa atención a los aspectos
técnicos para que una caldera cumpla con el propósito
para el cual fue construida e instalada, también se
requiere examinar en detalle, los efectos que su
operación tiene sobre la salud del personal. Tales
efectos pueden y deben ser controlados a fin de evitar
todas las consecuencias adversas.
 En las empresas las calderas pirotubulares se deben
encontrar ubicadas en una sala la cual tendrá acceso
restringido, y características locativas de seguridad,
donde laborarán operarios expertos en turnos de ocho
horas, al igual el personal de mantenimiento ingresará
para su respectiva rutina de control

15.  Corrosión interna del tubo
 Corrosión externa del tubo
 Limpieza Inadecuada
 Materiales defectuosos
 Reparación o fabricación mal ejecutada
 Falta de Normas de mantenimiento
 Falla de control en la ejecución del mantenimiento
 Encendido mal graduado
 Niveles de agua mal controlados
 Tratamiento del agua inadecuado o ausente
 Expansiones o contracciones no previstas.

16. FALLAS EN LOS COMPONENTES:
 Refractario del hogar
 Refractario de los quemadores
 Refractario del cuerpo del shell
 Cuerpo del shell
 Tubería del fuego de 5 a 100 HP
 de 100 a 700 HP
 Tiro forzado
 Chimenea
 Accesorios externos
 Quemadores

17.  El aire de combustión proporciona el oxígeno
necesario para la combustión. Está compuesto por
nitrógeno (N2), oxígeno (O2), bajos volúmenes de
gases inertes y una parte variable de vapor de
agua
 Es el número que expresa la cantidad, en masa o
en volumen, de aire aspirado por un motor de
combustión para una cantidad unitaria
de combustible. Dicha relación es función del
combustible, del tipo de motor, de su regulación y
de la carburación.

18.  Relación Aire-Combustible: Relación de
masa existente entre el aire utilizado en el
proceso de combustión respecto al
combustible.
 Ma/c: masa del aire/masa del combustible
 La relación aire-combustible se puede
encontrar también a partir de los moles
(n) y peso molecular (M) del aire y del
combustible.

19. CARACTERIST
ICAS
GENERALES
USOS PROPIEDADES
FISICO-
QUIMICAS
MJ/KG KCAL/KG
La principal
característica
de un
combustible es
el calor
desprendido por
la combustión
completa de
una unidad de
masa
Biocombustibles:
Es el término con
el cual se
denomina a
cualquier tipo de
combustible que
derive de la
biomasa -
organismos
recientemente
vivos o sus
desechos
metabólicos, tales
como el estiércol
de la vaca.
Gas natural 53,6 12 800
Otra
característica
de los
combustibles,
en ciertos casos
muy
importantes, es
la
llamada temper
atura de
ignición, o
El etanol puede
utilizarse como
combustible para
automóviles por sí
mismo o también
puede mezclarse
con gasolina en
cantidades
variables para
reducir el consumo
de derivados del
Acetileno 48,55 11 600

20.  El Aparato de Orsat es un analizador de gases usado para
determinar la composición de una muestra de gases.
Durante un análisis una muestra es pasada a través de
líquidos absorbentes que remueven componentes
específicos.
 El volumen del gas es medido antes y después de la
absorción. La disminución en el volumen del gas
representa la cantidad del componente que estuvo
presente. Los volúmenes del gas son medidos a
temperatura y a presión constante.


21.  Funcionamiento.
 Dicho aparato consiste en una bureta graduada de
cincuenta mililitros o cien ml, con escala de cero a
cien, conectada por su parte inferior por medio de
un tubo de goma a un frasco nivelador, y en su parte
superior a tres (3) recipientes dobles que contienen
sustancias apropiadas para absorber los tres gases
objeto de la medición. Cada uno de los tres
recipientes consisten en dos tubos anchos unidos
por un tubo pequeño en forma de U, todos con una
válvula que permite el paso y la salida del gas que
es objeto de análisis; la bureta esta rodeada por un
cilindro lleno de agua con el objeto de mantener la
temperatura del gas.

22.  El aparato de Orsat no es un instrumento de precisión. En
efecto, hay que tomar muchas precauciones para obtener
resultados satisfactorios para fines de ingeniería.
 Un posible error en el análisis Orsat, es aquel ocurrido debido a
las fugas en las líneas de transferencia y en el Orsat mismo, es
necesario el uso de válvulas de vidrio esmerilado, aunque estos
son difíciles de mantener herméticos. Para minimizar las fugas
en los grifos deben cubrirse de una ligera capa de grasa
especial y apretar fuertemente contra sus asientos al moverlos.
Estas conexiones deben examinarse frecuentemente para
comprobar si están bien ajustadas y no tienen ralladuras.


23.  El Orsat puede probarse admitiendo y midiendo
cierta cantidad de aire, por ejemplo, de 90 a 100 ml
se eleva la botella de nivelación para someter el aire
a presión y se le mantiene en esta posición elevada
durante unos 10 minutos o más, se vuelve a medir
la cantidad de aire en la bureta, comparándola con
la medición original de admisión; si ha habido una
disminución es que hay una fuga y habrá que
investigar sus orígenes.
 Este método no pone en evidencia las fugas que se
producen en el lado de los reactivos de los grifos de
las pipetas, normalmente hay un pequeño grado de
vacío en las pipetas de los reactivos.
 También hay que tener especial cuidado con los
reactivos por cuanto su capacidad de absorción
disminuye con el tiempo


24.  La corrosión se define como el deterioro de un
material a consecuencia de un ataque electroquímico
por su entorno. De manera más general, puede
entenderse como la tendencia general que tienen los
materiales a buscar su forma de mayor estabilidad o de
menor energía interna.

25.  El oxígeno tiene la capacidad de combinarse con
diversos elementos para producir óxidos. Por
ende, oxidación es la combinación del oxígeno con
otra sustancia. Existen oxidaciones que son
sumamente lentas, como por ejemplo la del hierro.
Cuando la oxidación es rápida se llama combustión
Oxidación es rápida se llama combustión
 General o Uniforme
Es aquella corrosión que se produce con el
adelgazamiento uniforme producto de la pérdida
regular del metal superficial. A su vez, esta clase de
corrosión se subdivide en
 Atmosférica
 De todas las formas de corrosión, la Atmosférica es
la que produce mayor cantidad de daños en el
material y en mayor proporción.

26.  Industriales
Son los que contienen compuestos sulfurosos,
nitrosos y otros agentes ácidos que pueden
promover la corrosión de los metales
 Marinos
 Esta clase de ambientes se caracterizan por la
presentia de cloridro, un ión particularmente
perjudicial que favorece la corrosión de muchos
sistemas metálicos.
 Rurales
 En estos ambientes se produce la menor clase de
corrosión atmosférica, caracterizada por bajos
niveles de compuestos ácidos y otras especies
agresivas.

27.  Galvánica
 La corrosión Galvánica es una de las más
comunes que se pueden encontrar. Es una
forma de corrosión acelerada que puede
ocurrir cuando metales distintos (con distinto
par redox) se unen eléctricamente en
presencia de un electrolito (por ejemplo, una
solución conductiva).

28.  Hay cinco soluciones posibles para proteger a los productos de
acero contra los efectos de la corrosión:
 Utilice acero inoxidable en lugar de acero normal. Acero
inoxidable es acero normal mezclado con otros metales como
níquel y cromo. Sin embargo, el coste del acero inoxidable hace
que éste no sea práctico para un uso diario, excepto para
pequeños elementos de ajuste como pernos y tuercas.
 Recubra el acero normal con zinc. El recubrimiento de acero
con zinc, que es otro metal, es un procedimiento que se conoce
generalmente como galvanizado y es la forma más normal de
proteger pequeños objetos fabricados como anillas de amarre,
bolardos fabricados con tubos, pernos, mordazas, cadenas,
grilletes, tuberías de agua, etc. Los materiales a recubrir se
sumergen normalmente en un baño de zinc fundido en talleres
especializados.

29.  Recubra el acero normal con plásticos especiales. El
recubrimiento del acero con plásticos especiales
resistentes al desgaste constituye otra forma de
protección contra la corrosión; sin embargo, el alto coste
que implica el proceso de recubrimiento (en talleres
especializados) hace que este método no sea práctico
para uso diario.
 Pinte el acero normal con pinturas especiales. El
pintar el acero utilizando pinturas especiales es el
método más común de proteger grandes estructuras de
acero. Las superficies que se van a pintar se deberán
limpiar cuidadosamente con un cepillo de acero (o
preferiblemente mediante un chorro de arena). La capa
inferior deberá consistir en un imprimador basado en
zinc. La segunda y tercera capas deberán consistir en
una pintura de epoxi sobre base de brea.