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QUEMADORES
Quemadores
Los quemadores son aparatos o mecanismos cuya función es preparar la mezcla de combustible +
comburente para realizar la combustión.
En el quemador, el combustible y el comburente (aire) entran por separados y en el se regulan la
cantidades de cada uno, mezclándose lo mas perfectamente posible e iniciándose su propio
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encendido.
Los quemadores son los equipos donde se realiza la combustión, por tanto deben contener los tres
vértices del triángulo de combustión; es decir, tienen que lograr la mezcla íntima del combustible con
el aire y además proporcionar la energía de activación..
Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores:
Quemadores atmosféricos.
Quemadores mecánicos.
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Quemadores
Los quemadores independientementedel tipo que sean puede estarpreparados para trabajar bien conla cámara de combustión conentradas de aire (a depresión) o bienhermética (a sobrepresión).
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Para potencias pequeñas y medianasresulta usual que el quemador sesuministre formando bloque con lacaldera, realizándose, entonces, laelección y acople en fábrica.
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Quemadores
Por la forma en que toman el aire de combustión se distinguen dos tipos de quemadores:
Quemadores atmosféricos.
Quemadores mecánicos.
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Quemadores atmosféricos
Se emplean, únicamente, para
combustibles gaseosos.
Una parte del aire necesario para la
combustión (Aire Primario) se induce en el
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propio quemador por el chorro de gas
salido de un inyector (efecto Venturi); el
aire restante (Aire Secundario) se obtiene
por difusión del aire ambiente alrededor de
la llama.
En este tipo de quemadores se tienen
combustiones con altos índices de exceso de aire.
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Quemadores atmosféricos. Esquema de funcionamiento
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Quemadores atmosféricosLa principal ventaja de este sistema es su
simplicidad y bajo coste.
La energía de activación se logra mediante llama
piloto, que debe estar permanentemente
encendida, o con encendidos automáticos
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(electrónicos, tren de chispas, etc).
La regulación del gas se obtiene por variación de
la presión en el inyector (abriendo y cerrando
progresivamente la válvula de gas); esto permite
que el quemador pueda ser modulante con
relativa facilidad.
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Quemadores atmosféricos
La regulación del aire (con gas
a presión constante) se puede
conseguir:
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Variando la sección de entrada deaire, por obturación de los orificiospor donde entra, mediante discosroscados, anillo móvil o capuchóndeslizante.
Por deslizamiento de la boquilladel inyector respecto del Venturi.
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Quemadores domésticos
Aunque estos quemadores son distintos a los usados en la industria, ilustran igual o mejor sobre las características de los
procesos de combustión, y tienen la enorme ventaja de resultar familiares.
Los quemadores domésticos son de aireación primaria parcial por inducción con efecto Venturi, con una tasa de aireaci6n
del 40% a1 60%, que viene limitada superiormente para evitar el desprendimiento de llama a gasto máximo, e inferiormente
para evitar la combustión incompleta. No conviene que sean de aireación completa porque la llama de premezcla que se
formaría tendría un margen muy estrecho de estabilidad ni que no haya aireación porque entonces la llama de difusión
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formaría tendría un margen muy estrecho de estabilidad, ni que no haya aireación porque entonces la llama de difusión
seria muy larga y con mucho hollín.
El conducto de salida se divide en muchos agujeros de salida, por una parte para que la llama sea más corta (la longitud de
cualquier tipo de llama es prácticamente proporcional al diámetro del agujero de salida), y por otra para aumentar el área de
contacto con el aire ambiente, mejorando así la aireación secundaria (la que completa la combustión); por eso se ponen en
la periferia del mechero y no en medio. Sin embargo, el diámetro de estos orificios tiene un limite inferior debido a la
tendencia al desprendimiento de la llama por decaer la capacidad de anclaje (de no ser por esto, convendría que los
agujeros de salida fuesen de tamaño menor al del limite de propagación de llama por congelación (quenching) para
asegurarse contra la reentrada de la llama por el tubo (hasta el inyector, ya que de ahí no pasaría).
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Quemadores domésticos
SUMINISTRO DE GAS
MEZCLA
INYECTOR
BASEQUEMADOR
TAPAQUEMADOR
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MEZCLAAIRE-GAS
REGULADOR DE AIRE PRIMARIO
ENTRADA DE AIRE PRIMARIO
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Quemadores de combustibles gaseosos
Son los que presentan menos dificultad en el proceso de combustión. Las partículas de gas que
se mezclan íntimamente con el aire permiten una buena combustión con una mínima cantidad
de aire. Se clasifican según la zona donde se mezclan el aire y el combustible:
Quemadores de premezcla: Mezclado antes del quemador
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Q p q
Quemadores cerrados: Mezclado en el quemador.
Quemadores abiertos: Mezclado mixto.
Sus capacidades cubren un rango muy amplio. Desde fracciones de kilogramos por hora
(domésticos), hasta unos 1.500 Kg/Hr. (industriales y calderas grandes)
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores de combustibles gaseosos
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Quemadores mecánicos
También se denominan como Quemadores a Sobrepresión; el aire de combustión es introducido
mediante un ventilador, existen diversos sistemas para lograr la mezcla del aire con el
combustible.
En el caso de gas el combustible se introduce mediante los inyectores aprovechando la propia
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En el caso de gas, el combustible se introduce mediante los inyectores, aprovechando la propia
presión de suministro.
En los combustibles líquidos se utilizan diversos sistemas para su pulverización, de modo que
es creen microgotas de combustible que facilitan su mezcla con el aire. El tipo más extendido es
el de pulverización mecánica.
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Quemadores mecánicos
La combustión puede ajustarse actúando:
Sobre el gasto de combustible,
Sobre la cantidad de aire a impulsar y
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Sobre los elementos que producen la mezcla;
por lo que es posible obtener rendimientos de combustión muy altos.
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Quemadores mecánicos
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Quemadores bajo índice de NOx
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Quemadores de combustibles liquidos
Los combustibles líquidos deben ser vaporizados antes de ser quemados.
Algunos quemadores de baja capacidad (hasta 25 Kg de combustible/Hr.), denominados quemadores
de vaporización, realizan esta acción en una sola etapa mediante calentamiento.
Sin embargo, todos los quemadores industriales de alta capacidad realizan la vaporización en dos
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etapas: atomización o separación de líquido en finas partículas y vaporización mediante calentamiento
directo de las partículas.
Según el mecanismo o medio de atomización utilizado, los quemadores se clasifican en:
Quemadores de atomización con aire a baja presión.
Quemadores de atomización con aire o vapor a alta presión.
Quemadores de atomización mecánica.
Quemadores centrífugos o de copa rotatoria.
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Quemadores de atomización mecánica
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Quemadores centrífugos o de copa rotatoria
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GENERACIÓN DE CALOR
IT Fraccionamiento de potencia. Las centrales de producción de calor equipadas congeneradores de tipo estándar cumplirá con estos requisitos:
1. Si la potencia térmica de la central es mayor que 400 kW se instalarán dos o másgeneradores de calor.
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2. Para centrales con potencia igual o menor de 400 kW y con servicios de calefacción y aguacaliente sanitaria se dispondrá de un generador de calor dedicado a este últimoservicio, salvo cuando la potencia demandada por este servicio se adecue, dentro deun margen del ± 10%, a la potencia del primer escalón del quemador de un únicogenerador de calor para ambos servicios”. Excepción: Instalaciones individuales depotencia térmica menor que 70 kW
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Zonificación: Circuitos. Primarios/Secundarios
ITE 02.8.1: Se procurará que los circuitos de distribución de los fluidos portadores (circuitossecundarios) se dividan teniendo en cuenta el horario de funcionamiento de cadasubsistema, las cargas diferenciadas por orientación o servicio, la longitud hidráulica delcircuito y el tipo
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Zonificación: Circuitos. Primarios/Secundarios
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Escalones de potencia
Por el número de escalones de potencia que producen, se distinguen los siguientes tipos de
quemadores:
DE UNA MARCHA. Son quemadores que sólo pueden funcionar con la potencia a la que hayan
sido diseñada son quemadores de pequeña potencia
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sido diseñada, son quemadores de pequeña potencia.
DE VARIAS MARCHAS. Son quemadores con dos ó más escalones de potencia (habitualmente
dos); es decir, que pueden funcionar produciendo potencias distintas. Deben disponer de los
elementos necesarios para poder regular la admisión de aire y el gasto de combustible, de modo
que en cada escalón de potencia se obtenga el rendimiento de combustión más alto posible. Se
utilizan para potencias intermedias o altas.
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Quemadores: Clasificación
Quemadora de una llama o escalón: Su
regulación todo-nada. Se utiliza para
pequeños quemadores hasta una
potencia de 70 kW. Según ITE 02.6.2
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En estos quemadores cuando están en
marcha solo pueden dar toda la potencia
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Quemadores: Clasificación
Quemadores de dos llamas o dos
escalones: Se utiliza para potencia
térmicas comprendidas entre 70 kW -
400 kW. Según ITE 02.6.2
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La regulación que puede efectuarse
es: Todo-parte-nada, según funciones
una o dos boquillas o según la presión
suministrada por el regulador de la
bomba
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Escalones de potencia
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Quemadores: Clasificación
Quemadores modulantes. Se utiliza
para potencia térmicas superiores a
800 kW. Según ITE 02.6.2
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La potencia se puede regular de
forma continua en función de la
demanda, desde un mínimo
indispensable para que funcione la
instalación hasta el 100 % ( o máxima
potencia).
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Escalones de potencia
MODULANTES
Estos quemadores ajustan continuamente la relación Aire - Combustible, de manera que
pueden trabajar con rendimientos elevados en una amplia gama de potencias; adecuándose de
manera continua a las necesidades de producción
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manera continua a las necesidades de producción.
En el RITE se da la siguiente tabla en la cual se indica en número de marchas de los
quemadores en función de la potencia de los generadores.
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Escalones de potencia
La potencia del quemador y el caudal
de aire se adaptan automáticamente a
las necesidades caloríficas de
momento.
QUEMADOR MODULANTE
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Quemadores
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Boquillas
SELECCIÓN BOQUILLAS
Utilizar preferentemente boquillas con
ángulo de pulverización de 60 y
presión de 12 bar
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presión de 12 bar.
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Boquillas
Ejemplo:
Potencia caldera = 135 kW – rendimiento 90%
Potencia en quemador = 135 : 0,9 = 150 kW
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es decir, se necesitan una boquilla de 150 kW a 60 y 12 bar de presión: 1° = 3,00 GPH
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Boquillas
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Distribución de combustible
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Bomba
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A - Caudal mínimo a 12 bar de presiónB - Campo de regulación presión de salidaC - Depresión máxima en aspiraciónF - Presión máx. en aspiración y retornoG - Regulación de la presión en fábrica
BOMBA 1 - Aspiración G 1/4"2 - Retorno G 1/4"3 - Conexión manómetro G 1/8"4 - Conexión vacuómetro G 1/8"5 - Regulación presión
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Detectores de llama fija
Estos instrumentos se usan para verificar la presencia de llama
en equipos térmicos donde siempre debe haber una llama
cuando están en funcionamiento o durante el proceso de su
encendido o puesta en marcha (llama piloto), caso de calderas u
hornos.
Pueden basarse en la medida de una determinada temperatura
t i t l d l ill itú l
Pico del CO2
Luz del solBanda dedetección
IR-1
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con un termopar instalado en una larga varilla que se sitúa en la
zona de la llama y que en caso de enfriarse inicia una señal de
alarma, generalmente una apertura o cierre del contacto de un
relé.
También pueden basarse en principios ópticos como los
detectores IR de protección contra fuego (un detector IR/IR
detecta llamas midiendo el espectro en dos diferentes longitudes
de ondas de la banda infrarroja, generalmente a la longitud de
onda del pico de CO2 y cerca de él).
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34.400 25.000 12.500 3.700 2.300
Longitud de onda m - cm-1)
Llama
VisibleUV IR
Banda dedetección
IR-2
Banda dedetección
IR-3
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Quemadores de combustibles sólidosBiomasa
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Quemadores de combustibles sólidos
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Quemadores de combustibles sólidos
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