18 de diciembre de 2008

DONDE MEDIR EFICIENCIA DE UN HORNO.........para entendernos mejor.

APLICABLE EN PROCESOS DE SECADO DE GRANOS Y CEREALES EN GENERAL





Fuente:
Horno HUNO - 150 (150.000 mts cúbicos /hora )
Aire caliente a 60 º C en flujo estable.
Diseñado, fabricado e instalado por SEINVSA ING
Beneficio Coopeagri. ( año 2006 )
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Sobre este tema te voy a comentar con mayor amplitud luego.
Sin embargo, es necesario partir de una definición muy importante cuando hablamos de unidades o equipos de combustión sean estos hornos o calderas.
Existe el caso de hornos de combustión directa donde a la salida se produce una mezcla intrínsica de gases de combustión con aire fresco. En estas condiciones es utilizado en procesos que no demandan rigurosidad en problemas de olor principalmente.
Otro caso corresponde a los sistemas de combustión indirectos donde el calor contenido en los gases interactúan en forma indirecta con el aire de secado a través de una superficie de calefacción generalmente de hierro.( bancos de tubos )

En ambos casos podemos hablar de eficiencia de combustión y/o de eficiencia del sistema completo.
En realidad, no usaríamos combustión indirecta si no fuera por las condiciones antes enunciadas de contaminación por olor y deterioro consecuente de la calidad del producto.
Más bien, esta razón nos obliga autilizar sistemas indirectos necesariamente..

En el caso de los HORNOS INDIRECTOS están estos constituidos por dos secciones bien definidas pero que están normalmente integradas.

1.- La cámara de combustión. ( Hornilla )
2.- Superficie de transferencia de calor del gas de combustión al aire de secado.

Estas dos unidades deben ser analizadas por aparte.

CAMARA DE COMBUSTIÓN.


El combustible biomasa principalmente utilizado en los beneficios está compuesto principalmente de carbono al que debe agregarse oxígeno para quemarse. Este oxígeno está incorporado como componente que es del aire que inyectamos a la cámara en la cantidad requerida para lograr una combustión completa.

Otros factores como tipo de combustible , humedad del combustible, tamaño de partículas en el combustible, alimentación del combustible, entradas de aire primario y secundario, temperatura de etrada del aire a la cámara, y otros deben necesariamente ser considerados.

El proceso de la combustión debe ser necesariamente un proceso bastante eficiente.

Técnicamente puede ser estimado por medio de una relación estequeométrica que la define totalmente.
En la realidad, se puede aproximar con mucha exactitud, con el uso de un analizador de gases de combustión. La medición de los componentes en el gaas, debe indicar valores o parámetros de oxígeno libre bajo, porcentaje de CO bajo y % de CO2. ( 12 a 16 % )
La máxima eficiencia del combustible se logra alcanzar si determinar la relación aire/combustible correcta.

Los mejores resultados son alcanzados cuando las mediciones de gases por el analizador dan medidas de proporción baja de oxígeno, proporciones bajas de monóxido de carbono y una proporción cercana a 14% de dióxido de carbono en los gases de combustión . ESTA ES EFICIENCIA DE COMBUSTIÓN . Valores sobre 90 % se deben trabajar para lograrlos.
No puede en este punto dejarse de hablar de problemas de emisión de gases o presencia de material no quemado que es muy común y de inmisión de gases que corresponde a presencia de NOx , SOx y otros componentes que requieren un análisis mayor pero que son producto de combustión incompletas.

SUPERFICIE DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Dependiendo de la eficiencia y la cantidad de combustible quemado se determina la potencia de un determinado horno. Pero esta potencia se tiene en el gas que sale del horno.
En el camino debemos intercambiar esta energía con el aire de secado teniendo por medio de intercambiadores y reconocer que, siempre existe una proporción de calor que irá a la chimenea.


En el proceso de intercambio debemos considerar:
Diferencial de temperatura entre gas y aire.( implica mayor o menor área transferencia )
Velocidades de paso de los gases.( Implica mayor o menor energía consumida en ventiladores )
Velocidades de paso del aire caliente.( eficiencia en ventiladores de secadores )
Separación de cenizas.( Eliminar polución a la atmósfera )
Sistemas de control de proceso.( HAcer más independiente de MO y eficaz el proceso )
Todo esto redunda en la definición del área de transferencia necesaria para lograr la mayor eficiencia en la transferencia de calor. Esto lamentablemente se ve disminuido en la operación por problemas de depósitos de hollín en el sistema de intercambio.

Lo importante por lo tanto es lograr la mayor transferencia posible y disminuir al máximo la cantidad de calor que se va a la chimenea. Vale reiterar que no es solo problema de temperatura sino está involucrado la cantidad de gaas caliente que viene de un proceso de combustión eficiente.

ESTA SERÍA LA EFICIENCIA DE TRANSFERENCIA DE CALOR.
Valores deseables para este proceso están ligeramente sobre 70 %.

EFICIENCIA DEL SISTEMA.
.
La eficiencia del sistema total está compuesta por la multiplicación del factor de eficiencia de combustión y el factor de eficiencia de transferencia.

Ejemplo:
Eficiencia de combustión. 95%
Eficiencia de transferencia 75 %
Eficiencia total 71.25 %

RESUMEN.
1.- Siempre es importante saber de que punto de eficiencia estamos hablando para comparar.
2.- Otras consideraciones no deben inducirnos a errores al comparar datos que no sosn iguales.
3.- El combustible usado quemado y debe ser medido. Se conoce su poder calórico inferior para determinar finalmente cual es la potencia que el combustible tiene.
4.- El gas caliente debe ser medido en cantidad y temperatura para determinar la cantidad de calor que se pierde a la atmósfera.
5.- Solamente la relación de aire de secado producido y combustible quemado le dará una relación importante para la toma de decisiones.
6.- Todas las estaciones de combustión deben tener un y usar un analizador de gases de combustión para obtener el máximo provecho del material usado que es cada día más costoso.
7.- Este servicio puede seer contartado. Favor consultarnos.

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