Diseño y Tipos de Parrillas y Quemadores para Sistemas de Combustión

Parrilla

Parrilla: Es el soporte físico para las partículas sólidas del combustible. Permite el ingreso de aire y la eliminación de cenizas.

Selección de la parrilla

Selección de la parrilla: La longitud activa de la parrilla se limita a la que pueda alcanzar el carbón enviado por el alimentador. La anchura de la parrilla es un parámetro fundamental para obtener la superficie total de la misma, según las necesidades de diseño, ya que la longitud está limitada para instalar los alimentadores distribuidores que sean necesarios y mantener un aporte de calor por unidad de anchura frontal.

Tipos de parrillas

Parrillas fijas planas de carga manual

• Pequeña capacidad.
• Básicamente para leña.
• Aplicación: calderas humotubulares.
• Carga manual.
• Profundidad máxima: 2,5 m.
• Baja carga térmica.
• Superficie máxima: 5 m².
• Pérdidas en carga.

Parrillas planas con carga mecánica

Permiten mayores cargas y son más uniformes.

Parrillas en escalera (fijas)

• Disponen de pendiente en función del ángulo de talud del material.
• Tienen rendijas horizontales para ingreso de aire primario.
• Distribución despareja.
• Indicado para productos de baja potencia calorífica (Pot. Cal.).
• Largo máximo: 4 m.
• Ancho: módulos de 1,5 m.

Parrillas móviles

Avance por tracción de dos u otras cadenas según ancho. El accionamiento es eléctrico con moto-reductor.

• Avances: 100–200 mm/min sin ingreso de aire inferior.
• Avances: hasta 650 mm/min con ingreso de aire.
• Disponen de nivelador en la entrada para emparejar la altura de carga.

Otros tipos relacionados

Parrillas de carga mecánica inferior - Stoker. Parrillas con movimiento de avance (para biomasa). Parrillas vibratorias.

Factores para el diseño de un sistema de combustión

Factores para el diseño de un sistema de combustión: El régimen de alimentación de combustible y de aire se define en función del proceso. Entre los factores principales a considerar están:

• Régimen de alimentación de combustible y de aire, definido por el proceso.
• Tipos de combustible, incluyendo sus constituyentes elementales y las propiedades características de cada uno.
• Existencia de quemadores duales (queman dos tipos de combustibles).
• La eficiencia del proceso de combustión referido a cada combustible.
• Las limitaciones de emisiones impuestas.
• El tamaño físico y la complejidad del hogar y de los quemadores, para establecer el diseño más eficiente y económico.
• El diseño físico de los componentes y las propiedades de los materiales, para garantizar un servicio fiable y sin interrupciones.
• Las normas y procedimientos de seguridad para el control de los quemadores y de la caldera, incluyendo puesta en servicio, retirada de servicio, cambios de carga y las alteraciones o variaciones de combustión.

Tipos de quemadores

Tipo Venturi

Tipo Venturi: Es el más común. Cuenta con una tobera de inyección de gas en forma de tubo Venturi que aspira el aire necesario para la combustión a través de los orificios de la parte posterior del quemador, provocando una mezcla íntima de gas y aire.

Quemadores de difusión aire-gas

Quemadores de difusión aire-gas: Constituyen los quemadores industriales convencionales y se denominan así porque el aire y el gas natural se mezclan recién a la salida del quemador, en el interior de la cámara de combustión. La mezcla y la reacción de combustión se efectúan por difusión.

Quemadores Fuel Oil

Quemadores Fuel Oil:

Atomizadores

El fuel oil (FO) se atomiza de dos maneras: mecánicamente o mediante fluidos atomizantes (vapor).

Atomizadores mecánicos

Mechero con atomizador mecánico uniflujo

Se utiliza en plantas de generación de energía de pequeña y mediana tamaño, en calderas navales; es de gran sencillez y fácil de operar. El combustible se introduce por unas boquillas que descargan tangencialmente hacia la cámara de combustión como un rociado cónico y muy atomizado.

Mechero con atomizador mecánico con retroflujo

(Descripción pendiente en el texto original.)

Mechero con atomizador mecánico de copa rotativa

El combustible entra en una pequeña copa a través de orificios tangenciales y gira a alta velocidad. La salida de la copa forma un dique alrededor del extremo abierto y el combustible se derrama sobre el dique en forma de una fina hoja cónica, que posteriormente se rompe en filamentos y luego en gotas.

Mechero combinado con atomizador mecánico y con vapor

Combina los dos sistemas de atomización y facilita campos operativos mucho más amplios, incluso a potencias bajas y con hogares fríos.

Atomizador por vapor

Atomizador por vapor.

Atomizador chorro Y

Atomizador chorro Y.

Atomizador Racer

Atomizador Racer: Se utiliza cuando hay variación en la carga. Es una variante del atomizador por vapor y se desarrolló para aquellos casos en que se requieren grandes bajadas de carga en los quemadores y un bajo consumo de vapor.

Atomizadores Chorro T y Chorro I

Atomizadores Chorro T y Chorro I.