control de combustion
Páginas: 8 (1924 palabras)
Publicado: 21 de abril de 2013
Instrumentación & Control de Calderas industriales
CONTROL DE CALDERAS INDUSTRIALES
1. CONTROL DE COMBUSTION
La función primaria del control de combustión es entregar una mezcla de
aire y combustible al quemador a una rata que satisfaga los requerimientos
de carga de la caldera bajo condiciones seguras y eficientes. Con
insuficiente aire, se desperdicia combustible debido a combustiónincompleta, además esta mezcla rica puede causar explosiones en puntos
calientes. Un exceso de aire también desperdicia combustible, calentando
aire que luego sale por la chimenea.
C+O2
= CO2 + 14700 BTU/lb
2H2+O2 = 2H2O + 62000 BTU/lb
S+O2
= SO2 + 4050 BTU/lb
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1
Instrumentación & Control de Calderas industriales
Un sistema típico de control es elconocido como lead-lag o full-metered,
cross-limited control donde la presión del cabezal de vapor representa la
demanda y actúa como setpoint para los controladores de aire y
combustible.
Debido a la importancia del master de control, existen varios tipos de
configuraciones. El uso de un arreglo sofisticado resulta en una mayor
precisión en la señal de control de combustión. Uno de losarreglos
utilizados consiste en usar la demanda de vapor como señal anticipatoria
antes que cambie la presión.
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2
Instrumentación & Control de Calderas industriales
Full-Metered, Cross-Limited Control
CONTROL DE AJUSTE POR OXIGENO
El ajuste por oxígeno trata de maximizar la eficiencia de la operación,
mejorando el control de la relación aire/combustible basadoen el
porcentaje de exceso de oxígeno en los gases de combustión.
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3
Instrumentación & Control de Calderas industriales
Si la mezcla aire/combustible fuera en las proporciones químicamente
correctas, los productos teóricos de la combustión serían dióxido de
carbono y vapor de agua. Debido a que la mezcla no es perfecta, siempre
es necesario agregar un excesode aire para mantener una combustión
óptima.
El porcentaje óptimo de oxígeno en los gases de combustión depende del
tipo de combustible y varía con la carga, por lo tanto es recomendable que
el setpoint del controlador de oxígeno sea función del flujo de vapor.
Como sensores de oxígeno son populares los de oxido de zirconio, hay
que revisarlos con frecuencia y cambiarlos si no pasan lacalibración
normal y primaria.
CONTROL DEL AGUA DE ALIMENTACION
El sistema de control de calderas es usualmente multivariable con los lazos
de control del agua de alimentación, combustible y aire interactuando
sobre todo el sistema.
El nivel de la caldera es una de las variables críticas para la operación
segura, un bajo nivel expone los tubos a demasiado calentamiento
mientras que alto nivelpermite el arrastre de gotas de líquido que corroen y
dañan los equipos que usan este vapor.
Este sistema de control es complicado debido a la respuesta inversa que
se presenta en estos sistemas, conocida como shrink and swell.
En calderas grandes se utiliza un sistema típico diseñado para cambios
de carga rápidos y grandes conocido como feedforward-plus-feedback o
control de nivel de treselementos, donde se miden el flujo de agua, el flujo
de vapor y el nivel del drum.
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4
Instrumentación & Control de Calderas industriales
El elemento anticipatorio mantiene el suministro de agua en balance con
la demanda de vapor y el control de nivel ajusta el flujo para compensar
las perdidas por purgas o errores en la medición de flujo de vapor. La
salidadel control de flujo puede operar sobre la válvula de control de nivel
o sobre el variador de velocidad del motor de la bomba.
CONTROL DE LA PRESION DEL HOGAR
Un tipo de control de presión del hogar es el sistema de tiro balanceado
(Tiro forzado y tiro inducido). El tiro forzado se usa para regular el aire de
combustión y el tiro inducido regula la presión dentro del hogar ligeramente...
CONTROL DE CALDERAS INDUSTRIALES
1. CONTROL DE COMBUSTION
La función primaria del control de combustión es entregar una mezcla de
aire y combustible al quemador a una rata que satisfaga los requerimientos
de carga de la caldera bajo condiciones seguras y eficientes. Con
insuficiente aire, se desperdicia combustible debido a combustiónincompleta, además esta mezcla rica puede causar explosiones en puntos
calientes. Un exceso de aire también desperdicia combustible, calentando
aire que luego sale por la chimenea.
C+O2
= CO2 + 14700 BTU/lb
2H2+O2 = 2H2O + 62000 BTU/lb
S+O2
= SO2 + 4050 BTU/lb
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Instrumentación & Control de Calderas industriales
Un sistema típico de control es elconocido como lead-lag o full-metered,
cross-limited control donde la presión del cabezal de vapor representa la
demanda y actúa como setpoint para los controladores de aire y
combustible.
Debido a la importancia del master de control, existen varios tipos de
configuraciones. El uso de un arreglo sofisticado resulta en una mayor
precisión en la señal de control de combustión. Uno de losarreglos
utilizados consiste en usar la demanda de vapor como señal anticipatoria
antes que cambie la presión.
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Instrumentación & Control de Calderas industriales
Full-Metered, Cross-Limited Control
CONTROL DE AJUSTE POR OXIGENO
El ajuste por oxígeno trata de maximizar la eficiencia de la operación,
mejorando el control de la relación aire/combustible basadoen el
porcentaje de exceso de oxígeno en los gases de combustión.
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Instrumentación & Control de Calderas industriales
Si la mezcla aire/combustible fuera en las proporciones químicamente
correctas, los productos teóricos de la combustión serían dióxido de
carbono y vapor de agua. Debido a que la mezcla no es perfecta, siempre
es necesario agregar un excesode aire para mantener una combustión
óptima.
El porcentaje óptimo de oxígeno en los gases de combustión depende del
tipo de combustible y varía con la carga, por lo tanto es recomendable que
el setpoint del controlador de oxígeno sea función del flujo de vapor.
Como sensores de oxígeno son populares los de oxido de zirconio, hay
que revisarlos con frecuencia y cambiarlos si no pasan lacalibración
normal y primaria.
CONTROL DEL AGUA DE ALIMENTACION
El sistema de control de calderas es usualmente multivariable con los lazos
de control del agua de alimentación, combustible y aire interactuando
sobre todo el sistema.
El nivel de la caldera es una de las variables críticas para la operación
segura, un bajo nivel expone los tubos a demasiado calentamiento
mientras que alto nivelpermite el arrastre de gotas de líquido que corroen y
dañan los equipos que usan este vapor.
Este sistema de control es complicado debido a la respuesta inversa que
se presenta en estos sistemas, conocida como shrink and swell.
En calderas grandes se utiliza un sistema típico diseñado para cambios
de carga rápidos y grandes conocido como feedforward-plus-feedback o
control de nivel de treselementos, donde se miden el flujo de agua, el flujo
de vapor y el nivel del drum.
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4
Instrumentación & Control de Calderas industriales
El elemento anticipatorio mantiene el suministro de agua en balance con
la demanda de vapor y el control de nivel ajusta el flujo para compensar
las perdidas por purgas o errores en la medición de flujo de vapor. La
salidadel control de flujo puede operar sobre la válvula de control de nivel
o sobre el variador de velocidad del motor de la bomba.
CONTROL DE LA PRESION DEL HOGAR
Un tipo de control de presión del hogar es el sistema de tiro balanceado
(Tiro forzado y tiro inducido). El tiro forzado se usa para regular el aire de
combustión y el tiro inducido regula la presión dentro del hogar ligeramente...
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