Combustión líquida.

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1 Combustión líquida

2 Contenido Solución de problemas en quemadores y sus condiciones de operación Pulverización de DIESEL Imagen tomada de:

3 Pasos básicos para la solución de problemas:
Reconocer y discutir el problema con los operadores de la unidad Recopilar datos de campo y observar la operación de la unidad Desarrollar una teoría sobre la causa del problema Identificar soluciones para resolver el problema y tomar la acción correctiva apropiada Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

4 FALLAS AL ENCENDER LOS QUEMADORES: El piloto no enciende
El quemador principal no enciende Quemador monobloc de combustible líquido (gasoil) Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

5 Indicaciones del problema
EL PILOTO NO ENCIENDE Indicaciones del problema Liberación de calor más baja de la mínima (19 KW, API 535) Taponamiento en los puertos. Inestabilidad en la llama piloto durante la operación del quemador Encendedor portátil de alta energía Piloto ST-1SE-FR que incluye una varilla de llama Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

6 Efecto sobre la operación
EL PILOTO NO ENCIENDE Efecto sobre la operación No se enciende el quemador principal se genera inseguridad debido a que se debe usar una antorcha manual (mucho más grande que el piloto) lo que puede producir exceso de gas y una mezcla explosiva de combustibles dentro del hogar Piloto con encendido eléctrico Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

7 Causas y acción correctiva
EL PILOTO NO ENCIENDE Causas y acción correctiva Asegurarse que el gas fluya hacia el piloto a la presión correcta para garantizar un arrastre de aire Desplazar todo el gas inerte utilizado cuando se realiza una purga, al igual que el condensado resultante del vapor Realizar cambio de filtros o líneas que estén obstruidas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

8 Causas y acción correctiva
EL PILOTO NO ENCIENDE Causas y acción correctiva Ajustar la llama de la antorcha para garantizar la estabilidad Cerrar el puerto de aire primario para enriquecer la mezcla con combustible Verificar apertura de válvulas y taponamientos en la boquilla del piloto, realizando la limpieza adecuada si lo requiere Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

9 EL QUEMADOR PRINCIPAL NO ENCIENDE Indicaciones del problema
Después de la purga y la ignición del piloto no se enciende el quemador principal Después que el calentador está en funcionamiento, uno o más quemadores se apagan Piloto con llama externa Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

10 EL QUEMADOR PRINCIPAL NO ENCIENDE Efecto en la operación
La temperatura en la salida de la unidad es menor a la necesaria para la operación Se retrasa la puesta en marcha del calentador Cuando se apaga un quemador, el hogar se llena de una mezcla peligrosa de gas y aire que puede provocar una explosión Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

11 EL QUEMADOR PRINCIPAL NO ENCIENDE Causas y acción correctiva
Verificar que el piloto esté posicionado correctamente según el fabricante para que la mezcla principal alcance la temperatura de ignición Desplazar todo el gas inerte utilizado cuando se realiza una purga, verificando la presencia del gas inflamable Comprobar que las válvulas no estén bloqueadas o que las líneas y puertos del quemador no presenten taponamiento, realizar limpieza en caso de ser necesario Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

12 EL QUEMADOR PRINCIPAL NO ENCIENDE Causas y acción correctiva
Cambiar tuberías viejas o que presenten restos y escamas producidas por desgaste y oxidación  Tuberías de acero inoxidable son una buena solución. Cuando se va a encender el quemador se debe ajustar el regulador de aire al 25%-50% de apertura Para unidades de tiro forzado o inducido se debe apagar el ventilador, para que el aire no dificulte el encendido del quemador Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

13 PATRONES DE LLAMAS/ GASES DE COMBUSTIÓN Llamas largas
Llamas inclinadas Llamas irregulares / no uniformes Llamas pulsantes / quemadores sin aire Elevación de llama Flashback Impacto de llama en los tubos Espaciado del quemador/interacción de la llama Operación a baja temperatura/ estabilidad / formación de CO Alta temperatura en los gases de salida Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

14 Indicaciones del problema
LLAMAS LARGAS Indicaciones del problema Se observa que las llamas alcanzan el banco de tubos Se puede observar humo saliendo del hogar La temperatura dentro del hogar es mas alta que las especificaciones de diseño Llamas largas dentro del hogar Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

15 Efectos en la operación
LLAMAS LARGAS Efectos en la operación Mayor consumo de combustible para el mismo calor absorbido Las llamas humeantes son producto de combustión incompleta, lo que conlleva a un consumo de combustible más alto del necesario, además se generan depósitos de hollín en las superficies Se elevan las emisiones de monóxido de carbono Tubo de acero inoxidable con hollín Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

16 Causas y acción correctiva
LLAMAS LARGAS Causas y acción correctiva En algunos casos se puede recurrir a cambiar la inclinación de la inyección de combustible, la acción principal es rediseñar el sistema por medio de CFD para realizar un diagnóstico completo Espacio insuficiente del quemador Diseño del quemador o del hogar Quemadores pequeños Diferentes patrones de llama Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

17 Causas y acción correctiva
LLAMAS LARGAS Causas y acción correctiva 2. Problemas en la punta del quemador (Mezcla en proporciones incorrectas de aire y combustible) Revisar los puertos de combustible y aire ya que pueden alterarse debido a la repetida limpieza o tienden a obstruirse por los condensados que ingresan en el combustible , por lo tanto se deben reemplazar las puntas inadecuadas para el proceso Punta de gas sucia Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

18 Causas y acción correctiva
LLAMAS LARGAS Causas y acción correctiva 3. Operación del quemador fuera del diseño original y combustibles inadecuados La necesidad de más calor cambia la velocidad de disparo de los inyectores por lo que se debe añadir otro quemador para satisfacer la demanda Cuando se usan combustibles más pesados se necesita más oxígeno, por lo tanto, si es necesario cambiar el tipo de combustible se debe cambiar el tamaño de las boquillas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

19 Indicaciones del problema
LLAMAS INCLINADAS Indicaciones del problema Observación del patrón de las llamas dentro de la cámara de combustión, las llamas deben seguir línea de diseño especificada por el fabricante Llamas inclinadas tocando los tubos de proceso Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

20 LLAMAS INCLINADAS Efecto de la operación
La llama impacta los tubos de proceso creando puntos calientes, los cuales aumentan la tasa de coque acumulado y finalmente pueden causar la ruptura del elemento Modelado CFD de llamas inclinadas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

21 Causas y acciones correctivas
LLAMAS INCLINADAS Causas y acciones correctivas En algunos casos se puede recurrir a cambiar la inclinación de la inyección de combustible, la acción principal es rediseñar el sistema por medio de CFD para realizar un diagnóstico completo Espacio insuficiente del quemador Diseño del quemador o del hogar Desalineamiento entre el quemador y los tubos Asimetría entre el hogar y los quemadores Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

22 Causas y acciones correctivas
LLAMAS INCLINADAS Causas y acciones correctivas 2. Problemas en la punta del quemador (Mezcla en proporciones incorrectas de aire y combustible) Verificar el posicionamiento de las boquillas con respecto a la orientación del quemador, haciendo referencia a los planos proporcionados por el fabricante Sistema de combustión de alta velocidad Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

23 Causas y acciones correctivas
LLAMAS INCLINADAS Causas y acciones correctivas 2. Problemas de mantenimiento del refractario y el quemador Verificar la instalación y el estado del refractario, reemplazar las boquillas en mal estado Comprobar que no hayan fugas de aire, cercar el calentador para que el viento del exterior no afecte la disposición de la llama Vista de un quemador instalado, con refractario desprendido Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

24 LLAMAS IRREGULARES / NO UNIFORMES Indicaciones del problema
Cuando existen múltiples quemadores, se observa que la forma y el volumen de la llama varía de un quemador a otro Cuando se cuenta con un solo quemador, se manifiesta la irregularidad cuando el patrón de llama no es simétrico, es decir, parte de la llama emerge en un ángulo diferente a la llama principal Patrones de llamas no uniformes Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

25 LLAMAS IRREGULARES / NO UNIFORMES Efecto sobre la operación
En el caso de múltiples quemadores, las llamas de mayor longitud impactan en los tubos de proceso Cuando se cuenta con un solo quemador, la irregularidad en la llama puede hacer que el hogar o los tubos se calienten Punta de gas erosionada Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

26 LLAMAS IRREGULARES / NO UNIFORMES Causa y acción correctiva
Cuando se tiene un solo quemador, el problema es alguna punta sucia o mal orientada. En el caso de varios quemadores puede ser un quemador en mal estado, flujo de aire desigual a través de cada uno de los quemadores o una instalación incorrecta de las boquillas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

27 Sensor MAF para medir el flujo de aire hacia el múltiple de admisión
LLAMAS IRREGULARES / NO UNIFORMES Causa y acción correctiva Se debe realizar mantenimiento adecuado en las boquillas verificando que no exista suciedad ni erosiones En caso de varios quemadores se debe comprobar que todas las boquillas tengan el mismo diámetro y estén alineadas entre si Asegurarse que el flujo de aire sea igual en todos los quemadores Sensor MAF para medir el flujo de aire hacia el múltiple de admisión Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

28 Indicaciones del problema
LLAMAS PULSANTES Indicaciones del problema Ruido de muy baja frecuencia diferente al ruido normal alrededor del calentador Patrón de llama inconsistente, es decir, se presenta un movimiento de la llama Movimiento de las llamas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

29 LLAMAS PULSANTES Efecto en la operación
Debido al movimiento de la llama, se pueden provocar daños en el hogar a medida que esta se acerca hacia el calentador generando un frente de presión La llama en ciertas ocasiones oscila lo suficientemente lejos como para extinguirse Colapso del material del hogar por sobrecalentamiento Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

30 Causa y acción correctiva
LLAMAS PULSANTES Causa y acción correctiva Se presenta cuando el flujo de aire es inadecuado, es decir, en pequeños intervalos de tiempo se registra flujo insuficiente de oxígeno Se debe reducir la tasa de combustible al 10%-15% antes de detener el equipo completamente Para iniciar la operación nuevamente se debe ajustar los registros de aire y el tiro al nivel correcto hasta que no se presenten ruidos extraños Cercar el equipo para que el viento no afecte la operación Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

31 ELEVACIÓN O DESPEGUE DE LLAMA Indicaciones del problema
Se observa que la llama se separa del quemador Se produce un sonido diferente en la operación Llama despegada del quemador Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

32 ELEVACIÓN O DESPEGUE DE LLAMA Efecto en la operación
Si el despegue es extremo la llama se pierde y el combustible llenará el hogar, lo que puede provocar una explosión Explosión química de una caldera Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

33 ELEVACIÓN O DESPEGUE DE LLAMA Causa y acción correctiva
La velocidad de suministro de aire debe ser la correcta para que no exista elevación de llama Cuando se observa este fenómeno se debe reducir la presión de combustible en ese quemador Se debe verificar que las boquillas estén posicionadas correctamente según especificaciones del fabricante Medidor de presión de gasolina OTC Modelo 5630 Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

34 Color rojizo por la alta temperatura
FLASHBACK Indicaciones del problema Se puede observar una llama en el mezclador La parte exterior del mezclador presentará signos de oxidación Se presenta un fuerte ruido en la zona de mezclado Flashback dentro del mezclador (venturi) del quemador Color rojizo por la alta temperatura Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

35 FLASHBACK Efecto en la operación
Se generan daños en el mezclador y las boquillas debido a la alta temperatura se reduce la capacidad del equipo, es decir, no se alcanza la temperatura de operación Quemadores industriales HERLO Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN Imagen tomada de:

36 Causa y acción correctiva
FLASHBACK Causa y acción correctiva Este fenómeno ocurre en quemadores de premezcla cuando la velocidad de llama es mayor a la velocidad de la mezcla que fluye, lo que provoca que la llama regrese al punto donde se mezcla el combustible y el aire primario Se debe apagar el quemador y luego variar la mezcla de aire combustible, puesto que la velocidad de llama se relaciona con el porcentaje de aire en la mezcla Llama ardiendo dentro de la punta de gas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

37 IMPACTO DE LLAMAS EN LOS TUBOS Indicaciones del problema
Se puede observar que las llamas tocan la superficie de los tubos Altas temperaturas en la superficie del banco de tubos Choque de llamas en los tubos Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

38 IMPACTO DE LLAMAS EN LOS TUBOS Efecto en la operación
Formación de coque en la superficie de los tubos formando un aislante reduciendo la eficiencia del equipo, y a largo plazo se produce la ruptura del elemento Coque en el tubo por impacto de las llamas Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

39 IMPACTO DE LLAMAS EN LOS TUBOS Causa
Se presenta por la deficiencia de aire en la zona de combustión, lo que provoca que el combustible no quemado reaccione con oxígeno presente en otras secciones del hogar Puede presentarse debido a fugas de aire en la zona de convección Zona de postcombustión Combustión incompleta Las llamas carecen de aire y chocan contra los tubos Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

40 IMPACTO DE LLAMAS EN LOS TUBOS Acción correctiva
Verificar que el registro de aire esté abierto, además, comprobar que el exceso de oxígeno y el tiro son los correctos según especificaciones del fabricante Comprobar que las boquillas estén en buen estado y no presenten taponamientos Ruptura del tubo por coque Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

41 ESPACIADO DEL QUEMADOR/ INTERACCIÓN DE LA LLAMA
Indicaciones del problema Se observa interacción entre las llamas de los diferentes quemadores Aumentan las emisiones de NOx y CO Irregularidad en los patrones de llama Llamas alargadas Impacto de la llama en los tubos Ineficiencia en la operación El modelo CFD muestra la fusión de llamas como resultado de un espaciado estrecho entre quemadores Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

42 ESPACIADO DEL QUEMADOR/INTERACCIÓN DE LA LLAMA Efecto en la operación
Las flamas de un quemador son arrastradas a otro, lo que aumenta la temperatura de la llama provocando un aumento en las emisiones de NOx Al presentarse la interacción se altera la estequiometría, lo que resulta en un porcentaje de aire inadecuado produciendo problemas en el patrón de la llama Modelo CFD que muestra la interacción de la llama y la zona de recirculación Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

43 ESPACIADO DEL QUEMADOR/INTERACCIÓN DE LA LLAMA Causa
La interacción de llama se da porque los quemadores están demasiado juntos y no hay espacio suficiente para que el volumen de gases se queme correctamente, esto ocurre cuando se instala un tipo de quemadores diferente al requerido por el equipo Acción correctiva Se debe cambiar el diseño del quemador Evaluar la opción de instalar un muro entre quemadores para evitar la interacción de llamas mediante modelado CFD Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

44 OPERACIÓN A BAJA TEMPERATURA/ ESTABILIDAD / FORMACIÓN DE CO
Indicaciones del problema Altos niveles de emisiones de CO Llamas irregulares o pulsantes Temperaturas de operación menores a 700 ºC Funcionamiento de la cámara de combustión fría (el piso y las paredes son de color más oscuro) Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

45 OPERACIÓN A BAJA TEMPERATURA/ ESTABILIDAD / FORMACIÓN DE CO Causas
Se produce en quemadores que manejan bajas temperaturas para producir mínimas emisiones de NOx, estos quemadores tienen 2 etapas lo que conlleva a que en ciertas ocasiones el CO no alcance a oxidarse puesto que en la llama este compuesto es el último que se oxida CO versus temperatura de la cámara de combustión Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

46 OPERACIÓN A BAJA TEMPERATURA/ ESTABILIDAD / FORMACIÓN DE CO
Acción correctiva Se debe analizar la solución de colocar un muro radiante para aumentar la temperatura, teniendo especial cuidado en no generar recirculación de gases que pueden generar NOx Cambiar la composición del combustible por uno con mayor contenido de hidrógeno Aumentar el exceso de aire para facilitar la reacción Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

47 ALTA TEMPERATURA EN LA SALIDA DE LOS GASES Efecto en la operación
Una alta temperatura en la chimenea indica una disminución en la eficiencia del equipo, un mayor consumo de combustible por lo tanto un mayor costo operacional Debido a la alta temperatura en la zona de convección se pueden provocar daños en el horno, el refractario o perforaciones en los tubos Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

48 ALTA TEMPERATURA EN LA SALIDA DE LOS GASES Causas y acción correctiva
Demasiado exceso de aire provoca un aumento de velocidad en los gases, por lo tanto disminuye la eficiencia de la transferencia de calor En caso de presentarse un exceso de oxígeno por encima del objetivo especificado, se deben tomar medidas para reducir la cantidad de aire que ingresa a los quemadores Aletas tapadas en tubos de sección de convección Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN

49 ALTA TEMPERATURA EN LA SALIDA DE LOS GASES Causas y acción correctiva
Bajo exceso de aire provoca una postcombustión en la zona de convección debido a que quedan gases sin quemar que reaccionan con el aire que se filtra en el hogar Cuando se cierra el amortiguador de la chimenea se impide el flujo de gas de combustión y disminuye la cantidad de aire que ingresa al quemador, lo que resulta en una zona estancada en la sección de convección Baukal, Charles y SCHWARTS, Robert. The John Zink combustion handbook.. Editorial CRC press LLc. Impreso en Estados Unidos de América ISBN