Operación y Mantenimiento de Hornos Industriales: Gestión de Quemadores y Eficiencia Energética

Apagado de Pilotos y Quemadores

Pilotos y Mecheros de Fuel Gas

• Cerrar lenta y totalmente el macho o válvula de fuel gas al piloto o quemador.
• Comprobar visualmente que se ha apagado.

Quemadores de Fuel Oil

• Cerrar lentamente la válvula C.
• Abrir válvula B hasta desplazar totalmente el fuel oil (comprobación visual).
• Cerrar las válvulas A y B.
• Comprobar que no hay presión en la línea.
• Sacar los quemadores de fuel oil.
• Si el quemador va a permanecer poco tiempo apagado, se puede desplazar el fuel oil y dejarlo para refrigerar la boquilla.

Parada de un Horno

Tan pronto como se hayan apagado los quemadores, se abre completamente la mariposa de la chimenea, así como las entradas de aire a los quemadores para ayudar a enfriar los tubos.

Regulación del Tiro

La operación más importante en un horno es asegurar que siempre tenga tiro o aire. Mantener como mínimo -2 mm c.a. en el techo de la zona radiante.

Cualquier cosa que provoque la pérdida de tiro obliga a apagar inmediatamente el horno. Cuando no hay tiro, salen llamas y humos calientes hacia el exterior. Tampoco es deseable que el tiro sea excesivo, porque eso provoca que entre demasiado aire y se pierda energía, y en el encendido del horno se pueden apagar los pilotos y quemadores.

Causas de Tiro Insuficiente

• Ensuciamiento de la zona convectiva.
• Pérdida de carga.
• Entradas de aire.
• Dámper averiado.
• Fallo de soplantes.
• Sobrecarga.

Control del Aire y sus Efectos

Hay que mantener un pequeño exceso de aire (entre el 10% y el 16%), que se mide por el contenido de oxígeno en los humos, el cual debe estar entre el 2% y el 3%. Esto se consigue mediante la operación combinada de:

• El tiro (controlado por el dámper de chimenea o por los sistemas de regulación de las soplantes).
• La pérdida de carga del aire al pasar por los quemadores, que se controla con los registros de aire.
• Interacción entre el dámper y los registros de quemadores.

Las mayores pérdidas de calor son la combustión incompleta y las pérdidas por la chimenea, que pueden controlarse con el tiro y los registros de aire de los quemadores.

Exceso de Aire

El exceso de aire será el necesario para una buena mezcla y quemado del combustible. Un mayor exceso de aire provocará una reducción de la eficiencia térmica. Una disminución del exceso de aire provocará una reducción de la temperatura de la chimenea.

Una forma de reducir la formación de SO₃ es controlar el exceso de aire de forma que se emplee el mínimo posible.

Rendimiento de un Horno

El calor se puede perder por:

• Muy poco aire.
• Formación de coque en el interior de los tubos o suciedad.
• Alta temperatura en los humos.
• Humedad.
• Radiación.
• Entradas parásitas de aire.

Efectos en los Quemadores de Gas

Defecto de aire:

Producción de humo, llama inestable, coquización, llama perezosa, retroceso de llama.

Condensados en el fuel gas:

Inestabilidad de la llama, derrames, incendios.

Deterioro de las boquillas de fuel gas:

Producción de humos, llama inestable, tamaño de llama variable.

Deterioro de la mufla:

Fuerte inestabilidad de la llama.

Efectos en los Quemadores de Fuel Oil

Defecto de aire:

Producción de humo, llama inestable, coquización, llama larga, fluctuante, chorreo de fuel.

Condensado en el vapor:

Inestabilidad de la llama, derrame, chispas, hollín.

Deterioro del atomizador y boquilla:

Producción de humos, chispas, derrame de fuel oil, llama inestable y fluctuante, coquización, derrames de fuel oil.

Deterioro de la mufla:

Inestabilidad de la llama, producción de humo, derrames de fuel oil.

Alta presión de atomización:

Llama inestable.

Fugas en las válvulas de bypass:

Inestabilidad de la llama, chispas, pérdida de potencia del quemador.

Posición incorrecta de la boquilla del quemador:

Derrames, inestabilidad de llama, humos, coquización de la boquilla, llama fluctuante, chispas.

Mala Atomización en los Quemadores de Fuel Oil

La mala atomización conduce a trabajar con gran exceso de aire y puede ser causada por:

• Presión de fuel oil demasiado alta.
• Temperatura de fuel oil demasiado baja.
• Obstrucción de boquillas.
• Orificios de las boquillas demasiado grandes.
• Presencia de condensado.
• Pérdidas de aislamiento en las líneas de vapor.
• Vapor de atomización insuficiente.

Anomalías Comunes y sus Causas

El Mechero se Apaga

• Causa: Relación gas/aire muy baja, mucho tiro.
• Descripción: Ajustar aire o tiro.