quemadores de gas

72
1

Upload: sorany-marcela-jara-martinez

Post on 12-Aug-2015

455 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Quemadores de Gas

1

Page 2: Quemadores de Gas

2

QUEMADORES DE GASQUEMADORES DE GAS

Page 3: Quemadores de Gas

3INDICEINDICE

• QUEMADORES:

– INTRODUCCION.

• MODELOS Y TIPOS:

– ATMOSFERICOS, DE IMPULSION, ESPECIALES, DE LLAMA AZUL.

• EFECTO VENTURI.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 4: Quemadores de Gas

4INDICEINDICE

• QUEMADORES DE LLAMA UNICA.

• QUEMADORES DE LLAMA BLANCA.

• QUEMADORES INFRARROJOS:– DE PLACAS, DE TUBOS.

• QUEMADORES DE IMPULSION.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 5: Quemadores de Gas

5INDICEINDICE

• QUEMADORES BAJO INDICE DE Nox.

• QUEMADORES EN LAS VITROCERAMICAS.

• CALIDAD DE LA COMBUSTION.

• TIPOS DE LLAMA.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 6: Quemadores de Gas

6INDICEINDICE

• VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMA.

• DESPRENDIMIENTO DE LLAMA.

• RETORNO DE LA LLAMA.

• PUNTAS AMARILLAS.

• REGULACION DE LA POTENCIA DE LOS APARATOS.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 7: Quemadores de Gas

7INDICEINDICE

• QUEMADOR SECUENCIAL.

• QUEMADOR MODULANTE.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 8: Quemadores de Gas

8INTRODUCCIONINTRODUCCION

• DEFINICION.

Los quemadores son los dispositivos destinados a quemar el gas con la finalidad de producir el desprendimiento de la energía calorífica buscada.

Los quemadores se utilizan para asegurar la combustión regular de un gas.

Deben realizar una combustión siempre satisfactoria (completa y perfecta para obtener el máximo calor y producir el mínimo de inquemados), con llamas estables.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 9: Quemadores de Gas

9INTRODUCCIONINTRODUCCION

RESUMEN

El quemador es el dispositivo ideado para realizar la reacción entre el combustible gaseoso y el comburente, normalmente el aire, de manera que la producción de la energía calorífica sea máxima para el fin buscado. Esto supone que la formación de la llama será estable, sin desprendimiento ni retroceso.

En el quemador se logrará una completa mezcla de los intervinientes de forma que la combustión resulte completa, esto es, sin formación de inquemados.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 10: Quemadores de Gas

10MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Existen modelos independientes para ser acoplados a diferentes aparatos de aplicaciones diversas, o estar acoplados formando parte del propio aparato.

Los quemadores son utilizados algunas veces para producir luz.

Se construyen de forma tal que cumplan las siguientes condiciones:

• Se han de producir llamas estables dentro de unos límites determinados de temperatura y caudal de gas, saliendo estos a la atmósfera a una velocidad adecuada.

• Se ha de conseguir una correcta, íntima y homogénea mezcladel combustible (gas) y comburente (aire generalmente). La proporción gas/aire ha de ser la adecuada, sin exceso de aire.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 11: Quemadores de Gas

11 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

• La cantidad de gas quemado ha de ser la adecuada a la potencia a alcanzar.

• Se ha de obtener una combustión completa, una vez instalado en la cámara de combustión.

TIPOS DE QUEMADORES

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 12: Quemadores de Gas

12MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

A. QUEMADORES ATMOSFERICOS.

Se distinguen: Quemadores atmosféricos y de aire forzado, según que el gas y el aire accedan al quemador de forma natural o impulsados artificialmente.

En un principio los quemadores de gas eran un simple tubo metálico dotado de orificios por donde salía el gas a la atmósfera y en donde se producía la llama. Cuando en la combustión se alcanzaban elevadas temperaturas, se disponían unas piezas de cerámica donde se encontraban los orificios de salida de gas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 13: Quemadores de Gas

13 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

En estos quemadores, el gas encuentra el aire necesario para su combustión en la propia llama, durante la combustión en la superficie de la llama.

AI comenzarse a utilizar los gases de la 2ª y 3ª familia, de mayor poder calorífico que los de la 1ª,se vio la necesidad de aumentar la cantidad de aire para la correcta combustión.

Para conseguir una mezcla completa del gas con el aire, se recurrió a un sistema consistente en la premezcla de gas con aire, conseguida por efecto Venturi de forma que al salir el gas a la atmósfera para ser quemado, parte del aire necesario se encuentra ya mezclado con el gas. Este gas se llama primario, siendo el secundario el que interviene cuando la llama esta ya formada.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 14: Quemadores de Gas

14 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Estos quemadores se dice que son tipo Bunsen, mientras que si carecen de la entrada de aire primario, se denominan de llama blanca, luminosa o de difusión.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 15: Quemadores de Gas

15 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Con la utilización simultanea de gases de las tres familias, se vieron los inconvenientes de fabricación de tres tipos de quemadores. Ello condujo a diseñar primero, un quemador común para gases de la 1ª y 2ª familia, por un lado, y el preparado para la 2ª y 3ª familia por otro.

Así se redujo a dos, el numero de modelos existentes. Nació con ello el quemador bigas.

Modernamente se logro diseñar un solo modelo, útil para las tres familias, llamado quemador universal. Se caracteriza por ser modular y construirse a base de dos chapas de acero inoxidable conformadas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 16: Quemadores de Gas

16 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

EI quemador universal es aquel quemador atmosférico diseñado para poder quemar gases de diferente familia con solo un cambio de inyectores. Este tipo de quemadores racionaliza la fabricación de los gasodomesticos.

Esto nos lleva a clasificar los quemadores en dos grupos, según contemplen o no el aire previo (aire primario): Los quemadores que solo disponen de aireación secundaria se llaman quemadores de llama blanca y los provistos de los dos tipos de aireación, quemadores de llama azul.

- sin aire previo a la combustión (llama blanca)- con aire previa a la combustión (llama azul)

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 17: Quemadores de Gas

17MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

En ambos tipos, el gas sale por el quemador impulsado por su propia presión de suministro.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 18: Quemadores de Gas

18 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

B. QUEMADORES DE IMPULSION.

Según se fue necesitando mayores potencias en los quemadores, se diseñaron unos modelos en los que el aire y en algunos casos, también el gas, son impulsados mediante ventiladores.

De esta forma se evitaba que la cámara de combustión no alcanzara excesivas dimensiones.

C. QUEMADORES ESPECIALES.

En muchas aplicaciones se requiere que la llama no alcance temperaturas altas sin superar los 400 ºC.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 19: Quemadores de Gas

19MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

De aquÍ se desprende una clasificación nueva en función de la presión de alimentación:

Quemadores atmosféricosQuemadores de impulsión.

En los quemadores de impulsión, se puede reducir porcentaje de hidrogeno del aire o llegar a sustituir el aire por oxigeno puro con lo que la temperatura de llama se eleva casi un 50%.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 20: Quemadores de Gas

20 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Esto se ha conseguido en los quemadores catalíticos, en donde se realiza la combustión a baja temperatura, sin reducción de energía producida.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 21: Quemadores de Gas

21 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

EI secreto de que no se produzca llama radica en la baja temperatura alcanzada debido a la presencia de un catalizador a base de platino.

En otras ocasiones se precisa de quemadores en donde predomine la radiación infrarroja con el fin de poder dirigir la emisión calorífica y poderla aprovechar al máximo, evitándose la dispersión, ahorrándose así el calefactor en zonas no necesarias.

Se trata de los quemadores de infrarrojos, utilizados principalmente en las cocinas vitrocerámicas, en estufas para grandes locales (iglesias, etc.) y para calefactar a la intemperie, en los que la producción de energía calorífica se realiza aproximadamente en un 65% en forma de radiación infrarroja y el resto por convección. La llama supera los 800 ºC.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 22: Quemadores de Gas

22 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOSQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

S

Page 23: Quemadores de Gas

23 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Existen quemadores de potencia reducida, con función auxiliar de control (activar el seguro de encendido) o de encendido del quemador principal; se trata de los quemadores pilotos, que pueden ser de encendido, permanente o no alimentado por el propio gas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 24: Quemadores de Gas

24MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Según el sistema seguido para su encendido, vigilancia y regulación, los quemadores pueden ser manuales, semiautomáticos y automáticos.

En estos últimos, el encendido de la llama así como la conexión y desconexión del quemador se suceden dependiendo del valor de la magnitud de regulación, sin actuación del personal de servicio.

Estos quemadores atmosféricos con aire previo son utilizables para cualquier familia de gas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 25: Quemadores de Gas

25 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

D. QUEMADORES DE LLAMA AZUL.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 26: Quemadores de Gas

26MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Composición:

En sentido de salida del gas, el quemador puede llevar el dispositivo de prerreglaje del consumo de gas o llevarlo la instalación, a continuación se encuentra el inyector que es el orificio que fija el caudal necesario, en función del poder calorífico del gas y de la presión de funcionamiento.

En un estrechamiento del conducto esta la abertura (lumbrera) para la entrada del aire primario. Dicho aire es absorbido por el gas que sale del inyector, por efecto venturi, mezclándose ambos en la cámara de mezcla (difusor).

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 27: Quemadores de Gas

27 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

En los quemadores donde el gas sale del inyector horizontalmente, la cámara de mezcla tiene forma de pipa, conociéndose dicha pieza por ese nombre.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 28: Quemadores de Gas

28 MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

En los quemadores de laboratorio, donde el gas sale verticalmente del inyector, al no necesitarse el cambio de dirección, el conducto es recto (lineal).

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 29: Quemadores de Gas

29MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

La mezcla sale por la cabeza del quemador, donde se enciende. La llama sale por uno o mas orificios.

Se llama sección de salida la suma de las superficies de todos dichos orificios.

En los quemadores lineales (sin cambio de dirección), el chorro de gas sale a un manguito tubular y en su base se encuentran las lumbreras. Estas aberturas permiten el acceso del aire primario, para su mezcla antes de su combustión.

EI caudal de aire primario se puede regular en los quemadores universales. La regulación se puede realizar de diferentes formas: Por anillo corredizo, por compuerta, por mariposa y mediante tornillo de estrangulación.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 30: Quemadores de Gas

30MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 31: Quemadores de Gas

31MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

En algunos quemadores existe un pequeño tornillo en la cámara de mezcla, utilizado para producir turbulencia en el aire carburado y conseguir así una mezcla mas homogénea del aire con el gas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

La mezcla aire-gas esta influida cuantitativamente por el tornillo de regulación y cualitativamente por el de turbulencia.

Page 32: Quemadores de Gas

32MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

Cuando se desee sustituir un gas por otro que sea intercambiable, por ejemplo, de butano a propano, basta con sustituir el inyector y en ciertos casos, regular la entrada de aire primario.

En caso de quemadores universales, además de lo indicado, habrá que realizar pequeñas posibles modificaciones, en función del modelo y del fabricante, y en general de reducida importancia.Los inyectores son, por lo general, de latón o de aluminio, estos últimos por la facilidad de construcción y su menor coste. Existen dos tipos: de sección fija y de sección ajustable.

EI ajuste se consigue variando la sección diferencial (espacio anular) al enroscar o desenroscar la pieza móvil exterior.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 33: Quemadores de Gas

33MODELOS Y TIPOSMODELOS Y TIPOS

La proporción de aire primario respecto del total suele variar entre (en los quemadores de aparatos domésticos) el 40% y el 60%.

Un porcentaje de aire primario del 100% significa que no necesita una aportación de aire secundario. EI exceso de aire para la combustión completa del gas es aportado a la llama por el aire secundario.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 34: Quemadores de Gas

34 EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI

EFECTO VENTURI. Quemadores Universales

Para conseguir que cada partícula de gas encuentre el oxigeno necesario para su combustión completa se ha de recurrir a añadir aire previamente a la reacción química. Esta premezcla se consigue normalmente mediante efecto Venturi.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 35: Quemadores de Gas

35 EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI

La corriente de gas, al pasar por el inyector (estrechamiento dela conducción), aumenta su velocidad produciendo una depresión (aspiración), capaz de absorber el aire exterior a través de la lumbrera.

EI tubo mezclador o venturi, es una tobera formada de una parte convergente seguida de una parte divergente. Es un ensamblaje de dos troncos de cono opuestos por su cima. La sección mínima se llama cuello de venturi y es donde se encuentra el inyector.

Equivocadamente, algunas veces al inyector se le denomina chicle, palabra procedente del idioma francés y mal pronunciada.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 36: Quemadores de Gas

36 EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI

EI inyector es una pieza que fija el caudal de gas según la presión con que llega (la de utilización). Tiene un orificio de paso calibrado en función de la potencia a alcanzar en el quemador.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 37: Quemadores de Gas

37EFECTO VENTURIEFECTO VENTURI

La dosificación del caudal del gas de estos quemadores se realiza en función de las características del gas y de la presión.

Cualquier modificación del diámetro del orificio trae consigo una alteración de la potencia del quemador y posiblemente de las condiciones higiénicas de la combustión pudiéndose llegar a producir monóxido de carbono, gas toxico, por lo que no debe ser modificado su calibre.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 38: Quemadores de Gas

38QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

QUEMADORES DE LLAMA UNICA

Existen quemadores de llama múltiple (domésticos, general mente) y de llama única (de uso industrial).

Estos quemadores atmosféricos con aire previa son utilizables para cualquier familia de gas.

Por defecto de aire, la llama puede adquirir una coloración amarilla en los vértices del cono azul.

La aparición de puntas amarillas puede ser indicio de combustión defectuosa por defecto de aire primario (sección reducida de la lumbrera u obstrucción por suciedad).

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 39: Quemadores de Gas

39QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

La cámara de mezcla es el lugar donde se realiza la mezcla gas-aire, En los quemadores atmosféricos con aire previo la tobera o tuba difusor facilita la adecuada velocidad de la mezcla gas-aire, para conseguir una combustión correcta.Si cerramos totalmente la entrada de aire primario, veremos que la llama adquiere un color rojo-blanco.Esto es debido a que la combustión es incompleta ya que el aire que toma del ambiente que la rodea no es suficiente para el volumen del gas que sale por el quemador. Esta llama se denomina llama blanca debido a su color.A medida que aumentamos la entrada de aire primario la llama se vuelve de color azul, lo cual nos indica que la combustión se vuelve mas completa. Esta llama se denomina llama azuldebido a su color.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 40: Quemadores de Gas

40QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

La llama es mas caliente que la blanca porque la energía producida se concentra en un volumen mas reducido, alcanzando para la primera familia de gases los 1500° a 1800°C, por lo que se puede conseguir un mayor rendimiento que en los quemadores sin aire previo.

Una mala combustión puede ser debida a la acumulación de suciedad en el inyector, que por efecto venturi absorbe la pelusa flotante en el ambiente. La lumbrera debe quedar libre de obstáculos.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 41: Quemadores de Gas

41QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

Quemador de dos potencias: Una la proporcionada por el gas que atraviesa el bi-paso (BP), cuando la válvula de solenoide (electromagnética se encuentra cerrada), y la segunda, la proporcionada por el gas del bipaso, mas el que pasa por la válvula solenoide al estar abierta.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 42: Quemadores de Gas

42QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

Quemador con control de temperatura mediante válvula de modulación actuada por un servomotor

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Quemador con sistema de seguridad pormedio de válvula de control de llama mediante sensor

Page 43: Quemadores de Gas

43QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

EI diámetro del inyector esta calculado y calibrado para cada gas y presión. No debe olvidarse que el caudal que lo atraviese dependerá de la velocidad con que lo atraviese, de su densidad y de su temperatura. No debe modificarse.

Para una misma potencia, los diferentes gases requieren diámetros inversamente proporcionales a los respectivos poderes caloríficos.

Por ejemplo, para un inyector de propano de 0,55 mm, le corresponde 0,52 mm para butano, y 0,79 mm para gas natural.

Un aparato a gas natural dispone de inyectores de un diámetro determinado para proporcionar, un gasto calorífico nominal de 10 kW, con una presión de funcionamiento de 18 mbar.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 44: Quemadores de Gas

44QUEMADORES DE LLAMA UNICAQUEMADORES DE LLAMA UNICA

Si la presión suministrada fuera mayor, el caudal que fluiría a través del inyector aumentaría lo que produciría una potencia mayor pudiendo, en caso de ser excesiva, empeorar las condiciones higiénicas de la combustión (desprendimiento de llama).

Si la presión suministrada fuera menor, produciría una potencia menor pudiendo, en caso de ser muy baja, empeorar igualmente las condiciones higiénicas de la combustión (retroceso de llama en quemadores atmosféricos, producción de monóxido de carbono, dificultad al encender el quemador piloto).

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 45: Quemadores de Gas

45 QUEMADORES DE LLAMA BLANCAQUEMADORES DE LLAMA BLANCA

Estos quemadores se utilizan solamente para quemar gases de la 1ª familia, por lo que hoy se encuentran prácticamente obsoletos.EI modelo mas sencillo esta compuesto por un tuba con orificios de reducido diámetro, del orden de 1 mm.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Si la vena de gas fuera grande, el aire secundario no podría alcanzar el interior de la llama y la combustión sería incompleta. Por ello se ha de reducir la potencia del quemador (el caudal consumido), o realizar una toma de aire primario convertirlo en quemador de llama azul (Bunsen).

Page 46: Quemadores de Gas

46QUEMADORES DE LLAMA BLANCAQUEMADORES DE LLAMA BLANCA

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Si a un quemador de llama azul le cerramos la entrada de aire primario, lo convertimos en quemador de llama blanca. A medida que abramos la entrada de aire primario, la llama se ira convirtiendo en azul.

Si aumentamos el aire primario en exceso, la llama se vuelve ruidosa, ya no necesita al aire secundario.

La combustión ya no seria correcta pues se formaría CO, acetileno (detectable por su olor), y podría producirse retroceso de llama.

Page 47: Quemadores de Gas

47QUEMADORES INFRARROJOSQUEMADORES INFRARROJOS

Los quemadores infrarrojos son unos aparatos en donde se calienta un cuerpo sólido, metálico o cerámico, que es el encargado de emitir la radiación.

En los quemadores infrarrojos, el calor se puede obtener, principalmente, de dos formas diferentes: Mediante tubos radiantes (en cuyo interior se realiza la combustión del gas) y en placas cerámicas.

Las placas cerámicas utilizadas son refractarias. Se trata de una masa porosa con unas celdillas o alvéolos en una de sus caras. EI aire carburado previa mente (mezclador tipo Bunsen), atraviesa la placa saliendo por el otro lado, donde se prende. Las llamas formadas se alojan en el interior de las celdillas y llevan a la cerámica al estado incandescente.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 48: Quemadores de Gas

48QUEMADORES INFRARROJOSQUEMADORES INFRARROJOS

Los tubos radiantes son metálicos y en su interior se realiza la combustión del gas que produce el calentamiento necesario para producir la radiación.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 49: Quemadores de Gas

49QUEMADORES INFRARROJOSQUEMADORES INFRARROJOS

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 50: Quemadores de Gas

50 QUEMADORES DE IMPULSIONQUEMADORES DE IMPULSION

Para alcanzar potencias mayores, los quemadores atmosféricos resultarían de gran volumen. Para obtenerlas racionalmente, se construyen los quemadores de aire forzado de forma independiente, preparados para su incorporación a cámaras de combustión con diferentes utilidades. También son necesarios en los homos que trabajan a presión, donde la mezcla gas-aire debe entrar a presión superior ala existente en su interior.Constan de un ventilador encargado de impulsar el aire necesario, un sistema de regulación de mezcla que permita mantener la proporción establecida para diferentes potencias, como mínimo, dos etapas.En estos quemadores es el aire el que, al ser impulsado por un compresor o soplante, aspira el gas a quemar.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 51: Quemadores de Gas

51QUEMADORES DE IMPULSIONQUEMADORES DE IMPULSION

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

La mezcla adquiere así una mayor presión que en los quemadores atmosféricos por lo que pueden ser utilizados en hornos o recintos cerrados donde la presión sea superior a la atmosférica.

Page 52: Quemadores de Gas

52 QUEMADORES BAJO INDICE DE QUEMADORES BAJO INDICE DE NoxNox

QUEMADORES BAJO INDICE DE Nox

En los nuevos modelos de quemadores, un objetivo a alcanzar es conseguir que la temperatura máxima en la llamas no supere los 1.300° C, pues a partir de ese valor aparecen los Nox.

Se trata de producir menos emisiones negativas en los arranques por ser las mas perjudiciales, reduciendo la frecuencia de encendidos y apagados.

Por ejemplo, Vaillant refrigera sus modernos quemadores atmosféricos con agua, otros añaden varillas o chapitas para reducir la temperatura.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 53: Quemadores de Gas

53QUEMADORES SUMERGIDOSQUEMADORES SUMERGIDOS

Estos quemadores especiales, en los que la combustión se realiza dentro del liquido a calentar, tienen aplicación en procesos industriales donde se requiera el calentamientos de grandes volúmenes de líquidos (procesos de desengrasado, decapado, fosfatado, pasterización de lodos de aguas urbanas, producción de gas inerte, evaporación, y a calentamiento de grandes volúmenes de líquidos).

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 54: Quemadores de Gas

54QUEMADORES SUMERGIDOSQUEMADORES SUMERGIDOS

EI quemador se encuentra sumergido en la masa del liquido a calentar. La llama se mantiene de forma estable bajo la superficie del liquido y los PDC (burbujas), crean una turbulencia que garantiza una mezcla perfecta que facilita la transmisión de calor (la superficie de transmisión es muy grande), obteniéndose un elevado rendimiento.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 55: Quemadores de Gas

55QUEMADORES SUMERGIDOSQUEMADORES SUMERGIDOS

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 56: Quemadores de Gas

56QUEMADORES SUMERGIDOSQUEMADORES SUMERGIDOS

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 57: Quemadores de Gas

57QUEMADORES EN VITROCERAMICASQUEMADORES EN VITROCERAMICAS

Las cocinas vitrocerámicas a gas tienen quemadores infrarrojos a gas que se encuentran debajo de la placa vitrocerámica. Estos quemadores son atmosféricos, de material cerámico poroso en donde se alcanzan temperaturas del orden de 1100 ºC con lo que se consigue la emisión infrarroja y la producción de óxidos de nitrógeno es menor.

EI aire primario aporta casi la totalidad del comburente por lo que la llama es corta y queda alojada en los alvéolos de la masa cerámica.Se requiere un menor exceso de aire para la combustión con lo que se aumenta el rendimiento al reducirse el volumen de los productos de la combustión. (PDC)

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 58: Quemadores de Gas

58CALIDAD DE LA COMBUSTIONCALIDAD DE LA COMBUSTION

Recordemos que una correcta combustión es aquella en la que el rendimiento es máximo sin formación de productos contaminantes.

Una combustión deficiente puede deberse a:

1. Falta de aire.2. Mezcla aire-gas no homogénea.3. Paredes frías muy próximas o en contacto con las llamas.4. Defectuosa evacuación de PDC.5. Mala orientación de las llamas.6. Inyector inadecuado.7. Inadecuados Sección de los orificios de llama.8. Insuficiente Temperatura de la mezcla.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 59: Quemadores de Gas

59CALIDAD DE LA COMBUSTIONCALIDAD DE LA COMBUSTION

La llama azul tiene indudables ventajas frente a la llama blanca, pues son de mayor potencia en igualdad de tamaño, y para la misma potencia, la temperatura que se alcanza es también superior a la lograda en un quemador de llama blanca, por ser de menor tamaño y concentrarse.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 60: Quemadores de Gas

60TIPOS DE LLAMATIPOS DE LLAMA

En base a la tasa de aireación primaria (TAP),cociente entre el Volumen de aire primario (VAP) respecto al volumen de aire teórico (VAT),existen los siguientes tipos de llamas:

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 61: Quemadores de Gas

61 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

La velocidad de propagación de la llama es la velocidad a la cual se transmite la combustión en la mezcla aire-gas que sale por el quemador. Se mide en cm/s. Este valor depende de la proporción existente entre el combustible y el comburente, de las características del gas y del comburente, y de la temperatura de la mezcla.

Cuando la combustión es incompleta, se producen inquemados, se forma una de posición de hollín en la cámara de combustión.

EI criterio utilizado para diferenciar una combustión denominada "higiénica" de la "no higiénica", es el contenido de monóxido de carbono CO existente en los PDC secos y exentos de aire.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 62: Quemadores de Gas

62 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

En las llamas azules se pueden presentar tres fenómenos que alteran el correcto funcionamiento del quemador:

1.- Desprendimiento de la llama.2.- Retroceso de la llama.3.- Puntas amarillas.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 63: Quemadores de Gas

63 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

EI desprendimiento de la llama se produce cuando la velocidad de la mezcla aire -gas es superior a la velocidad de propagación de la llama. Este fenómeno puede provocarlo un exceso tanto de gas, como de aire primario.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

1. DESPRENDIMIENTO DE LA LLAMA.

Page 64: Quemadores de Gas

64 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

Se favorece el desprendimiento de la llama, aumentando el aire primario, aumentando el diámetro del inyector, la falta de oxigeno y aumentando la presión del gas.

Se reduce la tendencia al desprendimiento de llama, utilizando un alambre serpenteante en las ranuras de salida de gas en el quemador.

AI calentarse la mezcla gas-aire antes de salir del quemador, se reduce la tendencia al desprendimiento.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 65: Quemadores de Gas

65 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 66: Quemadores de Gas

66 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

2. RETORNO O RETROCESO DE LA LLAMA.

EI retorno de la llama ocurre en los quemadores con aire primario. Se produce en el caso contrario, es decir, cuando la velocidad de la mezcla aire-gas es inferior a la propagación de la llama, y esta penetra en el interior del quemador, ocupando la cámara de mezcla, por lo que se dice que hay "toma de fuego en el inyector".

En estos casos, la combustión se realiza con insuficiente aire secundario y en consecuencia se forma hollín en el interior del quemador destruyéndolo y haciendo que las llamas, con el tiempo, salgan por las lumbreras.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 67: Quemadores de Gas

67 VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA VELOCIDAD DE PROPAGACION DE LA LLAMALLAMA

3. PUNTAS AMARILLAS.

Tanto si el aire primario resulta insuficiente como si existe unexceso de caudal de gas, para el aire disponible, las llamas resultan con partículas de carbón incandescentes, luminosas, fenómeno denominado de puntas amarillas, con lo que la combustión puede llegar a no ser completa con la producción de monóxido de carbono.

Cuando aparece este fenómeno pueden producirse depósitos de carbona (hollín) en las paredes de la camara de combustión y a la salida de la misma, entorpeciendo la libre evacuación de los PDC, lo que significa deficiente tiro y subsiguiente mala combustión.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 68: Quemadores de Gas

68REGULACION DE POTENCIAREGULACION DE POTENCIA

Regulación “todo o nada”.

Regulación “todo o poco”.

Regulación “modulante”

Regulación en cascada

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 69: Quemadores de Gas

69QUEMADOR SECUENCIALQUEMADOR SECUENCIAL

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 70: Quemadores de Gas

70QUEMADOR SECUENCIALQUEMADOR SECUENCIAL

VENTAJAS

Durante las fases intermitentes de apagado, cuya duración puede ajustarse por conveniencia, el calor se difunde a la masa de los alimentos, consiguiéndose un calentamiento uniforme, estable y prefijado de toda la masa, evitándose que se peguen al fondo del recipiente.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 71: Quemadores de Gas

71QUEMADOR MODULANTEQUEMADOR MODULANTE

La potencia del quemador y el caudal de aire se adaptan automáticamente a las necesidades caloríficas de cada momento.

QU

EM

AD

OR

ES

DE

GA

SQ

UE

MA

DO

RE

S D

E G

AS

Page 72: Quemadores de Gas

72