Eclipse Vortometric
Quemadores
Modelos HI y MI
Versión 4
Guía de diseño 128
12/5/2014
2
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el uso que debe hacerse del producto. Si el producto se
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producto no infringe ninguna de las patentes de los
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garantía adicional.
Responsabilidad y garantía
Hemos hecho todo lo posible para que este manual sea
lo más preciso y completo. Si encuentra algún error u
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De esta forma, esperamos poder mejorar la
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los consumidores. Por favor envíe sus correcciones y
comentarios a nuestro técnico especialista de
documentación.
Se entiende que la responsabilidad de Eclipse sobre este
producto, por motivos de incumplimiento de garantía,
negligencia, responsabilidad estricta u otras
circunstancias, se limita al abastecimiento de piezas de
recambio, por lo que Eclipse no se hará responsable de
otros daños, pérdidas o costes tanto directos como
resultantes, incluyendo pero sin limitarse a la pérdida de
uso, de ingresos o daños al material que se produzcan en
relación con la venta, instalación, uso o imposibilidad de
uso, o bien con la reparación o reemplazo de los
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así como cualquier procedimiento de ajuste o montaje no
recomendado o no autorizado en este manual anulará la
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Convenciones de la documentación
Existen varios símbolos especiales en este documento.
Es vital que conozca su significado e importancia. A
continuación encontrará la explicación de estos símbolos.
Léala detenidamente.
Cómo obtener ayuda
Si necesita ayuda, póngase en contacto con su
representante local de Eclipse.
También puede ponerse en contacto con Eclipse en:
1665 Elmwood Rd.
Rockford, Illinois 61103 EE.UU.
Teléfono: 815-877-3031
Fax: 815-877-3336
http://www.eclipsenet.com
Les rogamos que cuando contacten con el fabricante
tengan con ustedes la información relativa a los equipos
que aparece en la placa de características para poder
atenderles de forma rápida y satisfactoria
Product Name
Item #
S/N
DD MMM YYYY
www.eclipsenet.com
Se utiliza para prácticas no relacionadas con daños personales.
Indica una parte importante de texto. Léala detenidamente..
NOTA
AVISO
PRECAUCIÓN
ADVERTENCIA
Esto es un símbolo de alerta de seguridad. Se utiliza para avisarle sobre riesgos
de daños personales potenciales. Siga todos los mensajes de seguridad
relacionados con este símbolo para evitar posibles daños o muerte.
PELIGRO Indica una situación de riesgo que, si no se evita, resultará en muerte o en
daños graves.
Indica una situación de riesgo que, si no se evita, podría resultar en muerte o en
daños graves.
Indica una situación de riesgo que, si no se evita, podría resultar en daños
menores o moderados.
3
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Índice
Introducción.............................................................................................................................. 4
Descripción del producto...................................................................................................... 4
A quién va dirigido................................................................................................................ 4
Documentos de Vortometric................................................................................................. 4
Objetivo................................................................................................................................ 4
Seguridad .................................................................................................................................. 5
Introducción.......................................................................................................................... 5
Seguridad............................................................................................................................. 5
Capacidades ........................................................................................................................ 5
Formación del operario ........................................................................................................ 5
Piezas de recambio..............................................................................................................5
Diseño del sistema ................................................................................................................... 6
Diseño.................................................................................................................................. 6
Paso 1: Selección del modelo de quemador........................................................................ 6
Paso 2: Consideraciones sobre el diseño............................................................................ 7
Paso 3: Metodología de control ........................................................................................... 10
Paso 4: Sistema de encendido ............................................................................................ 14
Paso 5: Sistema de supervisión de llama ............................................................................ 14
Paso 6: Sistema de aire de combustión: Ventilador ............................................................ 15
Paso 7: Tren de válvulas de cierre del gas principal............................................................ 17
Paso 8: Sistema de control de temperatura de proceso...................................................... 17
Anexo......................................................................................................................................... i
Factores de Conversión....................................................................................................... i
Leyenda de los esquemas del sistema................................................................................ ii
4Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Introducción
Descripción del producto
Los quemadores Vortometric de Eclipse se han
construido para encender diversos tipos de combustibles
a potencias muy elevadas. Funcionan en un amplio rango
de niveles de exceso de aire con varios tipos de
combustible como, por ejemplo, gas natural, propano,
butano, fueloil y combustibles alternativos. Los
quemadores Vortometric tienen una turbulencia de aire de
alta combustión que proporciona una llama estable con
elevadas capacidades de reducción y bajas emisiones de
NOX y de CO.
Los quemadores Vortometric están disponibles en la serie
MI (de intensidad media) y la serie HI (de alta intensidad).
La llama de los quemadores de la serie MI tiene un
diámetro más pequeño y es más larga que la de los
quemadores de la serie HI. La serie MI se entrega con
una aleación refrigerada por aire y refractaria o un único
conducto de aleación (cámara de combustión no
refrigerada mediante aire). Los quemadores de la serie HI
tienen una llama más corta y de mayor diámetro y solo
están disponibles con una cámara de combustión con
camisa refractaria.
Los quemadores Vortometric de las series HI y MI están
disponibles en 12 tamaños que funcionan en un rango
comprendido entre los 6 000 000 y los 210 000 000 de
BTU/h (de 1760 a 61500 kW), lo que los convierte en los
quemadores ideales para grandes secadoras, hornos,
kilns, calentadores de fluidos térmicos, oxidantes
térmicos, calentadores de aceite, vaporizadores,
calderas, incineración de desechos y líquidos, y otras
aplicaciones de calentamiento de aire.
Figura 1. Quemador Vortometric
A quién va dirigido
Este manual está concebido para personas que ya están
familiarizadas con todos los aspectos de un quemador de
mezcla en boquilla y sus componentes auxiliares,
llamados también "el sistema del quemador".
Estos aspectos son:
• Diseño / Selección
• Uso
• Mantenimiento
Se espera que la audiencia tenga experiencia previa con
este tipo de equipos.
Documentos de Vortometric
Guía de diseño n.º 128
• Este documento
Hoja de datos, n.º 128-1 a 128-3
• Disponible para modelos Vortometric individuales
• Necesario para completar los cálculos del diseño en
esta guía
Guía de instalación n.º 128
• Se usa con la hoja de datos para completar la insta-
lación
Hoja de trabajo n.º 128
• Necesaria para proporcionar información de la apli-
cación a Eclipse Engineering
Documentos relacionados
• EFE 825 (Guía de ingeniería de combustión)
• Boletines y guías de información de Eclipse: 610,
710, 720, 730, 742, 744, 760, 930, 940, 908
Objetivo
El objetivo de este manual es garantizar que se diseña un
sistema de combustión seguro, efectivo y sin fallos.
1
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Eclipse Vortometric Burner, V4, Design Guide 210, 6/10/2010
Seguridad
En esta sección se muestran los avisos importantes que
ayudan a proporcionar un funcionamiento seguro del
quemador. Para evitar lesiones personales y daños a la
propiedad o la instalación, las siguientes advertencias
deben ser respetadas. Todo el personal involucrado debe
leer cuidadosamente todo el manual antes de intentar
arrancar o usar este sistema. Si no entiende cualquier
parte de la información de este manual, póngase en
contacto con Eclipse antes de continuar.
Advertencias de seguridad
■ Los quemadores descritos en este documento
están diseñados para mezclar el combustible con
aire y quemar la mezcla resultante. Cualquier
dispositivo de quemado de combustible puede
producir incendios y explosiones si se utiliza,
instala, ajusta, controla o mantiene de forma
incorrecta.
■ No omita ninguna función de seguridad; podría
causar un incendio o explosión.
■ No intente nunca encender un quemador si
presenta indicios de daños o mal funcionamiento.
■ Es probable que las secciones del quemador y el
conducto tengan superficies CALIENTES. Utilice
siempre ropa de protección cuando se aproxime al
quemador.
■ Este manual proporciona información sobre el uso
de estos quemadores para la finalidad específica
de diseño. No se desvíe de las instrucciones o los
límites de aplicación descritos en este documento
sin la aprobación escrita de Eclipse.
Capacidades
Sólo el personal cualificado, con capacidad mecánica
suficiente y experiencia con los equipos de combustión,
debe ajustar, realizar el mantenimiento y reparar
cualquier parte mecánica o eléctrica de este sistema.
Formación del operario
La mejor precaución de seguridad es un operario atento
y con formación. Forme exhaustivamente a los nuevos
operarios y evalúe que tengan un conocimiento adecuado
del equipo y de su funcionamiento. Deberá impartir un
programa periódico de reciclaje de conocimientos para
garantizar que los operarios conserven un alto grado de
habilidad técnica.
Piezas de recambio
Solicite piezas de recambio originales únicamente a
Eclipse. Cualquier válvula o conmutador suministrado por
el cliente deberá llevar las aprobaciones UL, FM, CSA,
CGA o CE, según corresponda.
PELIGRO
ADVERTENCIA
AVISO
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Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
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Diseño
Al elegir un quemador Vortometric, tiene muchas
posibilidades para definir un quemador que sea seguro y
fiable para el sistema donde se tiene que instalar. El
proceso de diseño se divide en los siguientes pasos:
1. Selección del modelo de quemador:
a. Tamaño y cantidad de quemadores
b. Tipo de quemador
c. Rotación de la llama
d. Selección de combustible
e. Tipo de tobera
f. Orientación de la toma de gas
g. Orientación del piloto de gas
h. Conexion de tubos
2.Consideraciones sobre el diseño:
a. Diseño de entrada de aire
b. Encendido vertical hacia abajo
c. Sistema de encendido de aceite
d. Escudo de quemador
e. Toma de presión de la cámara de
combustión
f. Dimensiones de cámara
g. Velocidad del aire proceso
h. Aire precalentado
i. Toma de presión de la entrada de aire de
combustión
j. Piloto de gas del quemador
3.Metodología de control
4.Sistema de encendido
5.Sistema de supervisión de llama
6.Sistema de aire de combustión
7.Selección de tren de válvulas de cierre del
gas principal
8.Sistema de control de temperatura de pro-
ceso
Paso 1: Selección del modelo de quemador
Tamaño y cantidad de quemadores
Seleccione el tamaño y el número de quemadores en
base al equilibrio térmico. Para calcular el equilibrio
térmico, consulte la Guía de ingeniería de combustión
(EFE 825).
Los datos del rendimiento, las dimensiones y las
especificaciones de todos los modelos Vortometric se
facilitan en la hoja de datos de la serie 128.
Tipo de quemador
Seleccione el tipo de quemador (HI: de alta intensidad o
MI: de intensidad media). El diámetro de la cámara de
combustión del HI Vortometric es más amplio que el del
quemador MI y su llama es más corta, lo que aumenta la
concentración de calor en el tubo. El HI está disponible
únicamente con una cámara de combustión de estilo
refractario y se puede suministrar con una antorcha de
aceite para que queme combustibles líquidos además de
gas natural, propano y butano.
El quemador MI puede quemar gas natural, propano y
butano. Tiene una cámara de combustión de diámetro
más pequeño que produce una llama más larga que el
quemador HI. El tubo de combustión de diámetro más
pequeño no se calienta tanto como el de HI. Como la
llama es más larga, extiende el calor por una área más
amplia, lejos de la cámara de combustión, lo que permite
utilizar cámaras de combustión de tubos de aleación.
Consulte las hojas de datos para comprobar que la
geometría de la llama sea compatible con la aplicación.
Rotación de la llama
El Vortometric contiene una sección de voluta que hace
girar el aire en una rotación con sentido horario (CW) o
antihorario (CCW). Esta flexibilidad puede ayudar a
optimizar el rendimiento del sistema según cómo entre el
aire de combustión direccionalmente en el sistema y
cómo se pasen los gases de escape hacia la salida.
Eclipse recomienda que se sigan recorridos de tuberías
mínimos al diseñar la conducción de aire de combustión
por encima del quemador, a fin de garantizar que el flujo
de aire sea uniforme. En los sistemas en los que el
ventilador de aire de combustión está montado cerca de
la entrada de aire, se recomienda seleccionar la rotación
de llama que mejor se adapte al perfil de salida del aire de
combustión del ventilador. De esta forma, se garantiza
Diseño del sistema 3
7
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
que el flujo de velocidad más alta del ventilador no se
oponga a la rotación de llama del quemador. Consulte las
notas de la sección sobre diseño de la entrada de aire en
la página 7, para ver las sugerencias para enderezar el
flujo en la entrada de aire.
Si se observa por la mirilla del extremo de tierra del
quemador, el diseño estándar es el diseño horario.
Selección de combustible
Los quemadores Vortometric pueden quemar numerosos
combustibles, según el modelo que emplee. El
Vortometric MI se puede usar para quemar gas natural,
propano y butano, mientras que el quemador Vortometric
HI se puede usar para gas natural, propano, butano y, si
se añade una antorcha de atomización de aceite, puede
quemar aceites combustibles ligeros y pesados.
Asimismo, tanto los quemadores Vortometric MI como los
HI pueden quemar combustibles alternativos como
biogás, hidrógeno, alcohol, lodos residuales y jarabe de
maíz. Probablemente necesite calentar los combustibles
líquidos para que la combustión sea completa. Póngase
en contacto con Eclipse cuando sopese la posibilidad de
usar combustibles alternativos.
Tipo de combustible
Si se utiliza un combustible alternativo, realice un
desglose exacto de los componentes de dicho
combustible y contacte con Eclipse.
Tipo de tobera
Debido a las altas temperaturas máximas de
funcionamiento (hasta 2200 °F), la cámara de combustión
de Los quemadores Vortometric HI solo se suministran
con camisa refractaria. Las temperaturas de
funcionamiento más bajas del quemador MI permiten tres
tipos de cámaras de combustión diferentes: con camisa
refractaria (2200 °F), con aleación refrigerada por aire
(1600 °F) y con conducto de aleación único (1200 °F).
Si es preciso reducir la potencia del quemador a fuego
bajo para que el sistema funcione normalmente o bien si
se ha cerrado completamente el quemador y la cámara
de encendido está caliente (supera los 1000 °F o 540 °C),
es necesario suministrar un flujo de aire de combustión de
fuego bajo al quemador para evitar un
sobrecalentamiento y posibles daños en la cámara de
combustión.
Orientación de la toma de gas
Los quemadores Vortometric se pueden suministrar con
la entrada de la antorcha de gas ubicada en una de las
posiciones siguientes: 0, 90, 180 o 270°, para permitir una
mayor flexibilidad del sistema. Véase la Figura 3.1.
Figura 3.1 Antorcha de gas & piloto de gaS
(Posiciones opcional)
Orientación del piloto de gas
El piloto del quemador Vortometric se puede ubicar en
cualquiera de los tres cuadrantes no ocupados por la
entrada de la antorcha de gas, a fin de proporcionar un
mejor acceso a la entrada del piloto; véase la Figura 3.1.
Conexion de tubos
El Vortometric se puede suministrar con accesorios para
tuberías NPT o BSP. Para los tamaños 16V o superior, la
toma de gas tiene una brida ANSI o DIN.
Paso 2: Consideraciones sobre el diseño
Además de los pasos anteriores necesarios para
configurar un quemador Vortometric, es posible que deba
tener en cuenta los elementos siguientes cuando
introduzca un Vortometric en un sistema:
Diseño de entrada de aire
Es importante tener una buena distribución de flujo para
el aire de combustión que entra en el quemador. La
velocidad en la entrada no debe variar más de +/- 20 %.
Es preferible una sección de conducto recta que lleve a la
entrada. Es posible que se necesiten paletas de
enderezamiento de flujo con otras configuraciones. Se
prefieren amortiguadores multihoja con paletas en
posición opuesta sujetadas con cojinetes para que la
distribución del flujo sea constante.
Combu
stible Symbol
Poder
calorífico
bruto
Peso
específi
co
Índice
de
WOBBE
Gas
Natural CH490%+ 1000 BTU/ft3
(40.1 MJ/m3)0.60 1290
BTU/ft3
Propano C3H82525 BTU/ft3
(101.2 MJ/m3)1.55 2028
BTU/ft3
BTU/ft3 en condiciones estándar (MJ/m3 en condiciones
normales)
La entrada de aire siempre está en la posición 0°,
mientras que las demás posiciones se ubican en relación a ella
0° Entrada
de gas o
Ubicación del piloto
270° Entrada
de gas o
Ubicación del piloto
90° Entrada
de gas o
Ubicación del piloto
180° Entrada
de gas o
Ubicación del piloto
Identificación de la ubicación del piloto y de la toma de gas
(la toma de gas y el piloto no pueden estar en la misma ubicación)
8Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Encendido vertical hacia abajo
Cuando encienda verticalmente, tenga en cuenta la
cámara de combustión elegida. Si va a usar un
refractario, debe aceptar que, incluso en condiciones
normales de funcionamiento, se produzcan grietas y
daños y que fragmentos de refractario entren en la
cámara subyacente. El uso de una tubería de aleación no
presentará problemas adicionales (mismas limitaciones
que el encendido horizontal).
Tome medidas para evitar que los gases de escape
calientes retornen por el quemador si se produce un corte
del suministro eléctrico.
Sistema de encendido de aceite
Posiblemente le preocupe que, durante la etapa posterior
a la purga, el aceite que no se haya quemado se libere en
el sistema. Es responsabilidad del cliente instalar un
refractario; Eclipse no se responsabiliza de la vida útil del
refractario.
Escudo de quemador
El aire del proceso de entrada no debe fluir
direccionalmente por la cara del quemador, ya que
repercutiría en las emisiones y en la estabilidad de la
llama. Si esto le preocupa, puede añadir un escudo de
llama. El diámetro de dicho escudo debe medir lo mismo
que el diámetro de cámara recomendado (Figura 3.3).
Para mejorar la estabilidad de la llama, el escudo debe
medir, como mínimo, dos tercios de la longitud de la
llama, dato que se indica en las hojas de datos del
quemador.
Cuando use fueloil del número 6, alinee la parte interior
del escudo de la llama con el refractario para proteger la
camisa de acero inoxidable.
Si le preocupa que el flujo del proceso apague la llama y
produzca CO, la longitud del escudo del quemador
deberá ser, como mínimo, del 80 % de la llama. Cuando
es necesario introducir una cantidad controlada de aire de
dilución en la llama (por ejemplo, para mantener una
temperatura aceptable en el interior del escudo), es
preciso que el escudo tenga un espacio en el muro
anterior tal como se muestra en la Figura 3.2. Tenga en
cuenta que esto puede producir una combustión no
deseada.
Figura 3.2 Escudo de quemador (Ejemplo típico con Gap)
Espacio enel muro anterior de 3" a 5"
Aire de
combustión
Gas
Natural
Escudo de quemador
Gases de reciclado
Cámara aislada y muro anterior
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Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Figura 3.3 Dimensiones de cámara
Toma de presión de la cámara de combustión
Cuando ponga en marcha el dispositivo, deberá medir los
diferenciales de presión del quemador entre las tuberías
de entrada y la cámara de combustión. Cuando se diseña
el sistema, es fundamental prever un método de acceso a
la toma de presión en la cámara de combustión.
Dimensiones de cámara
El tamaño de cámara mínimo recomendado para cada
quemador se muestra en la Figura 3.3.
NOTA: Para informarse del diámetro y de la longitud de la
llama, consulte las hojas de datos, desde la serie 128-1
hasta la serie 128-3.
Velocidad del aire proceso
La velocidad del aire de proceso permitida es una función
con varios factores. Póngase en contacto con Eclipse
para obtener más información.
Aire precalentado
La temperatura del aire de combustión de
precalentamiento máximo para Vortometric es de 500 °F.
Para el Vortometric de la serie HI, no es necesario
aumentar el tamaño del quemador cuando se usa aire
precalentado. Sin embargo, si se utiliza aire precalentado,
se necesitará un ventilador de mayor presión si el
quemador debe funcionar a la potencia máxima.
Tabla 3.1 - Dimensiones mínimas de la cámara
Modelo de
quemador
Capacidad,
MM Btu/h (MW)
Dimensiones MI mínimas de la cámara Dimensiones HI mínimas de la cámara
Diámetro interno,
Pulgadas (mm)
Longitud,
Pulgadas (mm)
Diámetro interno,
Pulgadas (mm)
Longitud,
Pulgadas (mm)
VM06 6 (1.7) 32 (813) 72 (1828) 36 (914) 60 (1524)
VM08 10.5 (3.0) 32 (813) 84 (2134) 42 (1067) 72 (1830)
VM10 17 (4.9) 42 (1079) 107 (2718) 47 (1194) 94 (2388)
VM12 23 (6.7) 49 (1255) 124 (3150) 54 (1375) 109 (2769)
VM14 32 (9.3) 58 (1480) 146 (3708) 64 (1621) 128 (3251)
VM16 42 (12.3) 67 (1696) 167 (4242) 73 (1857) 147 (3734)
VM18 55 (16.1) 76 (1940) 191 (4851) 84 (2126) 168 (4267)
VM22 78 (22.8) 91 (2311) 228 (5791) 100 (2531) 200 (5080)
VM24 90 (26.3) 98 (2482) 245 (6223) 107 (2719) 215 (5461)
VM28 125 (36.6) 115 (2925) 288 (7315) 126 (3204) 253 (6426)
VM32 160 (46.8) 130 (3309) 326 (8280) 143 (3625) 286 (7264)
VM36 210 (61.5) 149 (3791) 374 (9500) 164 (4153) 328 (8331)
La densidad de inflamación se usa para determinar las dimensiones anteriores.
Área = Consumo de calor bruto (Btu/h) / Densidad de inflamación; Diám. = rc (4*Área/PI)
Longitud de la cámara
Diámetro
de la cámara
10 Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
En el caso del Vortometric de la serie MI, cuando se usa
aire precalentado a una temperatura inferior a 250 °F, no
es necesario aumentar el tamaño del quemador. No se
necesita un ventilador de mayor presión para funcionar a
la potencia máxima.
Para el Vortometric de la serie MI que funciona desde 250
hasta 500 °F, se necesita un quemador de la medida
siguiente para funcionar a la potencia máxima. Es posible
que precise un ventilador de mayor presión, aunque esto
tendrá que evaluarse.
Toma de presión de la entrada de aire de
combustión
La pantalla antiviento de entrada del aire de combustión
dispone de una toma de presión. Si se detecta que la
presión en la toma de la pantalla antiviento fluctúa y es
inestable, es posible que deba cambiarse la ubicación de
dicha toma por encima de la pantalla antiviento, aunque
detrás del regulador final.
Piloto de gas del quemador
Se usa un piloto de gas bruto para encender los
quemadores Vortometric. El piloto consta de un tubo que
suministra un flujo de gas por detrás de la tobera del
quemador y que se enciende mediante una bujía de
encendido. La posición del piloto en relación con la tobera
del quemador se puede ajustar y debe ubicarse tal como
se indica en la guía de instalación de Vortometric.
El ALO que controla el flujo de gas al piloto debe estar
situado lo más cerca posible de este para minimizar la
fluctuación a medida que cambian las condiciones de la
cámara.
El diseño debe permitir tener acceso al piloto para sacarlo
con fines de mantenimiento y, si es preciso, para tareas
de mantenimiento de la bujía de encendido.
Paso 3: Metodología de control
Método de control
Los métodos de control de los quemadores Vortometric
variarán en función de los combustibles que se usen. El
presente manual incluye cinco esquemas orientadores
que muestran los sistemas de control de combustible
mínimos y básicos para:
Figura 3.4 – Esquema para gas natural, propano o
butano
Figura 3.5 – Esquema para gas natural o fueloil n.º 6
Figura 3.6 – Esquema para gas natural o fueloil n.º 2
Figura 3.7 – Esquema para fueloil n.º 6
Figura 3.8 – Esquema para fueloil n.º 2
Figura 3.4 Esquema para gas natural, propano o butano
Ventilador
Gas Natural
Propano
Butano
Tren de válvulas
de cierre del gas
principal
Tren de válvulas
de cierre de
seguridad del
gas piloto*
1
234
56
Quemador
*Nota: Siga todos los requisitos de seguridad aplicables o locales.
11
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Figura 3.5 Esquema para gas natural, propano o butano o fueloil n.º 6
Figura 3.6 Esquema para gas natural, propano o butano o fueloil n.º 2
8910 11
13 14 15
17
18 19
20
21 22 23
24
12
25 26
27 28
16
29
31 32
33
34 35
37 38
36
39
Ventilador
1
234
56
Fueloil n.º 6
7
Tubería
de retorno
de aceite
Tubería
de retorno
de aceite
Solo vapor
Solo aire
Aire/Vapor
Drenaje
(solo vapor)
Quemador
Gas Natural
Propano
Butano
Tren de válvulas
de cierre del gas
principal
Tren de válvulas
de cierre de
seguridad del gas
piloto*
*Nota: Siga todos los requisitos de seguridad aplicables o locales
El suministro de aire debe
ser limpio, seco y estar regulado
78910
11
13 14 15
17
18 19
20
21 22 23
24
12
25 26
27 28
16
29
30
32
33
34 35
37 38
36 39
1
23 4
56
LP LT MS
S
S
LP
LT
Ventilador
Fueloil n.º 2
Solo vapor
Solo aire
Aire/Vapor
Quemador
Gas Natural
Propano
Butano
Tren de válvulas
de cierre del gas
principal
Tren de válvulas
de cierre de
seguridad del
gas piloto*
Drenaje
(solo vapor)
*Nota: Siga todos los requisitos de seguridad aplicables o locales
El suministro de aire debe
ser limpio, seco y estar regulado
12 Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Figura 3.7 Esquema para fueloil n.º 6
Figura 3.8 Esquema para fueloil n.º 2
1
56
16
78910
11
13 14 15
17
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Ventilador
Quemador
LT LP
S
S
S
M
LT
LP
Fueloil n.º 6
Solo vapor
Solo aire
Aire/Vapor
Gas Natural
Propano
Butano
Tren de válvulas
de cierre de
seguridad del
gas piloto*
Tubería
de retorno
de aceite
Tubería
de retorno
de aceite
Drenaje
(solo vapor)
El suministro de aire debe
ser limpio, seco y estar regulado
*Nota: Siga todos los requisitos de seguridad aplicables o locales
1
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17
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Ventilador
Quemador
LP LT MS
S
S
LT LP
Fueloil n.º 2
Solo vapor
Solo aire
Aire/Vapor
El suministro de aire debe
ser limpio, seco y estar regulado
Gas Natural
Propano
Butano
Tren de válvulas
de cierre de
seguridad del
gas piloto*
Drenaje
(solo vapor)
*Nota: Siga todos los requisitos de seguridad aplicables o locales
13
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Requisitos adicionales
Fuel Train Safety Systems
El sistema de seguridad del tren de combustible debe
diseñarse para que cumpla los requisitos de las
normativas locales y de las compañías aseguradoras.
Para obtener más información sobre las
recomendaciones de seguridad del tren de combustible
para su aplicación, póngase en contacto con Eclipse.
Fuel Oil Train
El suministro de combustible y los sistemas de control
para los quemadores que se encienden con aceite deben
incluir un medidor del flujo de aceite y filtros adecuados
para que la instalación y el funcionamiento sean
correctos. Se necesita un filtro de malla 20 (841 micras)
en la entrada a los trenes de aceite y un filtro de malla 40
(400 micras) para la antorcha de aceite.
Es preciso efectuar una purga de aire en la antorcha de
aceite para despejar la tubería después del cierre, cuando
Tabla 3.1 - Componentes del circuito de control del quemador Vortometric (consulte la clave de los esquemas en la
información del Apéndice)
Artículo Descripción Artículo Descripción
1 Válvula de control de aire principal 20 Medidor de presión de fueloil
2Orificio de medición del gas de combustión
principal 21 Válvula de cierre manual de fueloil
3 Válvula de control de gas de combustión principal 22 Válvula de comprobación de fueloil
4 Válvula de cierre de gas de combustión principal 23 Filtro de fueloil en la antorcha (malla 40)
5 Orificio de medición del gas piloto 24 Medidor de presión de la entrada de la antorcha
de fueloil
6 Llave de gas piloto con orificio ajustable 25 Válvula de cierre de la entrada manual del vapor/
aire de atomización
7 Válvula de cierre manual de la entrada de fueloil 26 Filtro de aire de atomización (malla 20)
8Filtro de fueloil en la entrada del tren de válvulas
(malla 20) 27 Conmutador de baja temperatura del vapor de
atomización
9 Válvula de cierre manual de fueloil 28 Conmutador de baja presión de aire o vapor de
atomización
10 Medidor del flujo de fueloil 29 Medidor de la presión de la entrada del aire o del
vapor de atomización
11 Válvula de cierre manual de fueloil 30 Regulador de presión del aire o vapor de
atomización
12 Válvula de cierre manual de fueloil 31 Válvula de control del flujo de aire de atomización
13 Conmutador de baja presión de fueloil 32 Colector de condensado (solo vapor)
14 Medidor de presión de entrada de fueloil 33 Medidor de presión del aire o vapor de
atomización
15 Conmutador de baja temperatura del fueloil 34 Válvula de cierre de solenoide del tubo de purga
de fueloil
16 Regulador de presión de fueloil 35 Válvula de cierre manual del tubo de purga de
fueloil
17 Válvula de control del flujo de fueloil 36 Válvula de comprobación del tubo de purga de
fueloil
18 Válvula motorizada de fueloil (2 vías para el
aceite n.º 2 y 3 vías para el aceite n.º 6)
37 Válvula de cierre manual del solenoide de vapor o
del aire de atomización
38 Válvula de cierre manual del vapor o del aire de
atomización
19 Válvula de cierre de solenoide de seguridad de
fueloil 39 Medidor de la presión de la entrada del aire o del
vapor de atomización
14 Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
el aceite ya no fluye. La línea usada para purgar la
antorcha de fueloil durante el cierre debe conectarse
mediante tubería por encima de la tubería de combustible
para evitar que el fueloil vuelva hacia atrás, lo que podría
obturar la línea.
La válvula solenoide que controla el flujo de aceite debe
estar lo más cerca posible de la antorcha de aceite. De
esta forma, se ayuda a minimizar la cantidad de aceite
residual en las tuberías en el momento del apagado.
Cuando use fueloil de alta viscosidad como, por ejemplo,
fueloil n.º 6, deberá calentar la superficie ya que el aceite
debe mantenerse caliente cuando se detiene la antorcha
de aceite o cuando la temperatura ambiente no es
suficientemente baja como para enfriar el aceite. La
velocidad de calentamiento de aceite recomendada es de
1,2 a 1,6 vatios/cm2.
Sistema de suministro de fueloil
El tamaño del sistema de suministro de fueloil debe
adaptarse para proporcionar el 150 % del flujo requerido.
De esta forma, se obtiene una recirculación adecuada
hacia el depósito, lo que proporcionará movimiento de
tanque y una temperatura de aceite homogénea incluso a
la máxima potencia. Es necesario calentar el aceite
cuando se usa petróleo pesado como fueloil del n.º 6 o
cuando el aumento de la viscosidad producido por un
entorno frío pueda interferir en el flujo de aceite. Se
recomienda una viscosidad de aceite máxima de 150
SSU en temperaturas de funcionamiento.
Abertura de visualización
En los quemadores que se encienden con aceite, debe
proporcionarse una abertura de visualización o una mirilla
para ver la llama desde el extremo de salida de la cámara
de combustión. También se recomienda proporcionar una
abertura de visualización o mirilla en la cámara en el caso
de las aplicaciones de quema de productos que no son
del petróleo.
Paso 4: Sistema de encendido
Para el sistema de encendido, utilice:
• transformador de 6.000 VCA
• transformador de ignición de onda completa
NO UTILICE:
• transformador de 10.000 VCA
• transformador de salida doble
• transformador de tipo distribuidor
• transformador de onda rectificada
Eclipse recomienda usar fuego bajo para el arranque.
NOTA: Debe seguir los circuitos de control descritos en la
sección anterior, "Metodología de control", para obtener
una ignición fiable.
Las normas de seguridad y el seguro locales imponen
unos límites al tiempo máximo de intento de ignición.
Dichos límites de tiempo pueden variar entre países.
El tiempo que un quemador tarda en encenderse
depende de:
• el flujo de gas en condiciones de encendido
• La distancia entre la válvula de cierre del gas y el
piloto
Es posible que el piloto esté demasiado flojo para
encenderlo durante la prueba del período de ignición. En
estas circunstancias deberá tener en cuenta las opciones
siguientes:
• Aumente el tiempo de ignición (caso posible en
determinadas condiciones según las normas de
seguridad local)
• Cambie el tamaño de los controles de gas y/o
colóquelos en un lugar más cercano a la antorcha
de gas o de aceite
Paso 5: Sistema de supervisión de llama
Figura 3.9 Célula UV
Un sistema de control de llama tiene dos partes
principales:
• un sensor de llama
• un controlador de la llama
■ Las células UV NO se pueden intercambiar y
deben coincidir con el control de supervisión de la
llama que se emplee.
Sensor de llama
Los quemadores Vortometric se pueden suministrar con
célula UV para detectar la llama. Se recomienda utilizar la
célula UV para las aplicaciones de gas natural típicas. Es
posible que algunas células UV no detecten con fiabilidad
cuando se queme fueloil, combustibles con alto contenido
en hidrógeno como biogás, o en condiciones de alto
contenido en CO. Para el petróleo pesado con
atomización de vapor deben usarse dos células. Dado
que el vapor de atomización absorbe los rayos
ultravioletas, una célula que esté montada cerca del piloto
probará únicamente la llama piloto.
ADVERTENCIA
15
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
NOTA: Debido al bajo contenido de UV de las llamas de
aceite, es posible que algunos sistemas de seguridad de
llama o de célula UV tengan problemas para visualizar las
llamas de aceite a potencias elevadas. En estos casos,
probablemente necesite un detector de UV más sensible
o deba usar un detector de infrarrojos (IR). Póngase en
contacto con Eclipse para obtener ayuda.
La selección final del sensor de llama depende del diseño
del sistema y de las condiciones de la cámara. Si tiene
alguna pregunta sobre qué sensor es el más adecuado
para una aplicación determinada, póngase en contacto
con Eclipse.
Puede encontrar más información en:
• la guía de información 852; (para células UV de 90º)
• la guía de información 854; (para células UV rectas)
• la guía de información 856; (para células UV de
autocomprobación)
• Puede encontrar más información en célula UV en
la guía de información 832.
• Manuales de instrucciones 830-1 y 830-2
Control de monitorización de llama
El sistema de control de llama procesa la señal del sensor
de llama y controla las secuencias de encendido y
apagado.
Eclipse recomienda los siguientes sistemas de control de
llama:
• Trilogy serie T400 (Manual de instrucciones 830)
• Veri-Flame serie 5600 (Manual de instrucciones
818)
■ Para utilizar otros sistemas, póngase en contacto
con Eclipse para determinar hasta qué punto
pueden afectar el funcionamiento del quemador.
Los sistemas de control de llama que tienen
circuitos de detección de llama con menos
sensibilidad pueden limitar el ratio del quemador y
cambiar los requisitos para la ignición. Es posible
que los sistemas de control de llama que detienen
la chispa tan pronto como se detecta una señal
impidan que se establezca la llama, especialmente
al usar células UV. El sistema de control de llama
tiene que mantener la chispa durante un período
de tiempo suficiente que permita el encendido.
Dado que el quemador Vortometric usa un piloto diferente
y un único sensor, el modo de control del funcionamiento
del sistema de supervisión de la llama debe ser de “piloto
interrumpido”. Consulte la Guía para ingenieros de
Eclipse (EFE 825) o póngase en contacto con Eclipse
para obtener más información.
Paso 6: Sistema de aire de combustión:
Ventilador
Efectos de las condiciones atmosféricas
Los datos del ventilador se basan en la Atmósfera
Estándar Internacional (ISA) en el valor promedio del
nivel del mar (MSL), lo que significa que son válidos para:
• nivel del mar
• 29.92" Hg (1013 mbar)
• 70°F (21°C)
La composición del aire es diferente por encima del nivel
del mar o en un entorno cálido. La densidad del aire
disminuye y, a consecuencia de ello, la presión de
impulsión y el flujo del ventilador también se ven
reducidos. Puede encontrar una descripción detallada de
estos efectos en la Guía de ingeniería de combustión de
Eclipse (EFE 825). La guía contiene tablas para calcular
el efecto de la presión, la altitud y la temperatura en el
aire.
Ventilador
La selección del ventilador tiene que ser la adecuada a
los requisitos del sistema. Puede encontrar todos los
datos del ventilador en: Boletín/Hoja de datos 610.
Siga los pasos siguientes:
1. Calcular la presión de evacuación. Cuando
calcule la presión de impulsión del ventilador
requerida, tiene que calcular el total de estas pre-
siones.
• La presión estática del aire necesaria en el
quemador
• La caída total de presión en las tuberías
• La caída total de presión a través de las válvulas
• La presión en la cámara (succión o presurizada)
• Un margen de seguridad mínimo del 10%
1. Calcular el flujo necesario. La salida de un
ventilador es el flujo de aire que entrega en
condiciones atmosféricas estándar. Tiene que
ser suficiente para alimentar todos los quema-
dores del sistema a fuego alto.
NOTA: Cuando use la cámara de combustión refrigerada
mediante aire, necesitará aproximadamente un 15 %
adicional de flujo de aire.
Los ventiladores del aire de combustión normalmente se
clasifican en términos de ft3/h estándar o Nm3/h de aire.
AVISO
16 Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
* Ver abajo Ejemplo de cálculo de ventilador.
Ejemplo de cálculo de ventilador
Ejemplo de aplicación
Se ha diseñado una secadora y necesita una entrada de calor de 10 300 000 Btu/h. Se ha decidido que la entrada de
calor necesaria se proporcionará mediante un quemador que funcione con gas natural y un exceso de aire del 15 %.
Ejemplo de cálculo
a. Calcule el consumo de calor bruto con una eficacia bruta del 60 %:
b. Use las hojas de datos de Vortometric para decidir qué modelo de quemador es adecuado. En este caso, el
Vortometric MI 10V con cámara de combustión refrigerada mediante aire.
c. Calcular el flujo de gas necesario:
• Se necesitan 16,966 ft3/h de flujo de gas
d. Calcular el flujo estequiométrico de aire necesario:
• Se necesita un flujo de aire estequiométrico de 159,650 scfh
e. Calcule el flujo necesario de aire final del quemador basado en la cantidad deseada de exceso de aire:
• Para este ejemplo, el flujo final de aire necesario del ventilador es de 183,600 scfh con un 15 % de exceso de aire.
f. Calcule el flujo de aire necesario para la cámara de combustión refrigerada mediante aire (se necesita un 15
% más de aire cuando se emplea la cámara de combustión refrigerada mediante aire):
g. Calcule el flujo necesario de aire final del ventilador:
h. Añada un margen de seguridad del 10 %:
Este flujo es necesario a la presión indicada en la hoja de datos 128-3.
Gas combustible
Relación aire/
gas
estequiométrica
α (ft3air/ft3gas)
Poder calorífico
bruto q(BTU/ft3)
Gas Natural
(Birmingham, AL) 9.41 1,002
Propano 23.82 2,572
Butano 30.47 3,225
Gas combustible
Relación aire/
gas
estequiométrica
α (ft3air/ft3gas)
Poder calorífico
bruto q(BTU/ft3)
#2 Combustible 1371 140,000
#6 Combustible 1518 155,000
QBruto =Qneto =10,300,000 Btu/h = 17,000,000 Btu/h
Eficiencia 0.6
Vgas =QBruto =17,000,000 = 16,966 ft3/h
q 1,002 Btu/ft3
Vaire-estequiométrico = a(proporción aire/gas) x Vgas = 9.41 x 16,966 ft3/h = 159,650 scfh
Vaire = (1 + % de exceso de aire) x Vaire-estequiométrico = (1 + 0.15) x 16,966 ft3/h = 183,600 ft3/h
VTobera = 0.15 x Vaire = 0.15 x 183,600 ft3/h = 27,540 ft3/h
Vtotal =V
Tobera + Vair = 27,540 ft3/h + 183,600 ft3/h = 211,140 ft3/h
Vfinal =V
total x 1.1 = 211,140 ft3/h x 1.1 = 232,254 ft3/h
El requisito de flujo final es de 232.254 ft3/h
17
Eclipse Quemador Vortometric, V4, Guía de diseño 128 ES, 12/5/2014
Paso 7: Tren de válvulas de cierre del gas
principal
Consulte con Eclipse
Eclipse le puede ayudar a diseñar un tren principal de
válvulas de cierre del gas que cumpla los estándares de
seguridad actuales. El tren de válvulas de cierre tiene que
cumplir todos los estándares locales establecidos por las
autoridades con jurisdicción. Para más detalles, contacte
con su representante local de Eclipse o con Eclipse.
NOTA: Eclipse soporta regulaciones NFPA y EN (dos
válvulas de cierre de gas como una norma mínima para
sistemas de cierre principal de gas).
Paso 8: Sistema de control de temperatura
de proceso
Consulte con Eclipse
El sistema de control de temperatura de proceso se utiliza
para controlar y monitorizar la temperatura del sistema.
Hay una gran variedad de equipos de control y de
medición disponibles. Para obtener más detalles,
póngase en contacto con Eclipse.
i
Factores de conversión
Sistema métrico a inglés
Sistema métrico a sistema métrico
Sistema inglés a métrico
De A Multiplicar por
metro cúbico (m³) pie cúbico (ft³) 35,31
metro cúbico/hora (m³/h) pie cúbico/hora (cfh) 35,31
grados Celsius (°C) grados Fahrenheit (°F) (°C x 9/5) + 32
kilogramo (kg) libra (lb) 2,205
kilovatio (kW) BTU/hora 3415
metro (m) pie (ft) 3,281
milibar (mbar) pulgadas de columna de agua ("w.c.) 0,402
milibar (mbar) libras/pulg. cuadrada (psi) 14,5 x 10-3
milímetro (mm) pulgada (in) 3,94 x 10-2
MJ/Nm³ BTU/ft³ (estándar) 26,86
De A Multiplicar por
kiloPascales (kPa) milibar (mbar) 10
metro (m) milímetro (mm) 1000
milibar (mbar) kiloPascales (kPa) 0,1
milímetro (mm) metro (m) 0,001
De A Multiplicar por
pie cúbico (ft³) metro cúbico (m³) 2,832 x 10-2
pie cúbico/hora (cfh) metro cúbico/hora (m³/h) 2,832 x 10-2
grados Fahrenheit (°F) grados Celsius (°C) (°F - 32) x 5/9
libra (lb) kilogramo (kg) 0,454
BTU/hora kilovatio (kW) 0,293 x 10-3
pie (ft) metro (m) 0,3048
pulgadas de columna de agua ("w.c.) milibar (mbar) 2,489
libras/pulg. cuadrada (psi) milibar (mbar) 68,95
pulgada (in) milímetro (mm) 25,4
BTU/ft³ (estándar) MJ/Nm³ 37,2 x 10-3
Anexo
ii
Símbolo Aspecto Nombre Comentarios
Boletín/
Guía de
información
Llave del gas Las llaves del gas se utilizan para cerrar
manualmente una tubería de suministro. 710
Regulador de proporción
Se usa un regulador de proporción para
controlar la proporción de aire/gas. El
regulador de proporción es una unidad
sellada que ajusta la proporción del presión
de gas con la del presión de aire. Para
hacerlo, mide la presión del aire con una
tubería de medición de presión, la tubería de
impulso. La tubería de impulso está
conectada entre la parte superior del
regulador de proporción y la cuerpo del
quemador.
742
Tren de válvulas de cierre
del gas principal
Eclipse recomienda cumplir la norma NFPA
como mínimo. 790/791
Tren de válvulas de gas
piloto
Eclipse recomienda cumplir la norma NFPA
como mínimo. 790/791
Válvula de cierre
automática
Las electro válvulas se utilizan para cerrar
automáticamente el suministro de
combustible o de aire.
760
Medidor de orificio Medidor de orificio son utilizados para medir
caudal. 930
Ventilador de aire de
combustión
El ventilador de aire de combustión
proporciona la aire de combustión necesaria
al quemador (o quemadores).
610
Tren de
válvulas de
cierre del
gas principal
Tren de
válvulas de
gas piloto
Leyenda de los esquemas
del sistema
iii
Supresor hermético El supresor se utiliza para aumentar la
presión de gas. 620
Válvula de mariposa
automática
Las válvulas de mariposa automáticas se
suelen utilizar para regular la potencia del
sistema.
720
Válvula de mariposa
manual
Las válvulas de mariposa manuales se
utilizan para equilibrar el flujo de aire o de gas
en cada quemador.
720
Válvulas reguladoras de
orificio ajustables
Las válvulas de orificio ajustables se utilizan
para equilibrar el flujo de gas en cada
quemador.
728/730
Conmutador de presión
Un contacto activado por un aumento o caída
de presión. La versión con reset manual
requiere apretar un botón para posicionar los
contactos cuando el punto de tarado es
alcanzado.
840
Manómetro Un dispositivo para indicar la presión. 940
Válvula anti retorno
Un válvula anti retorno permite circular el
flujo sólo en un sentido y se utiliza para evitar
retroceso de flujo de gas.
780
Filtro
Un filtro atrapa sedimentos para prevenir el
bloqueo de componentes sensibles aguas
abajo.
Conexión flexible
Las conexiones flexibles aíslan los
componentes de la vibración y esfuerzos
mecánicos y térmicos.
Intercambiadores
de calor
Los intercambiadores de calor transfieren
calor desde un medio a otro. 500
Tomas de presión Las romas de presión miden la presión
estática.
Símbolo Aspecto Nombre Comentarios
Boletín/
Guía de
información
iv
Notas
Guía de diseño 128 ES 12/5/2014
-
1
-
2
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3
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4
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5
-
6
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8
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-
11
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13
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14
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15
-
16
-
17
-
18
-
19
-
20
-
21
-
22
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