El ahorro de energía en las instalaciones de combustión industriales es hoy en día prioritario. En muchas de nuestras calderas de aceite térmico ANINGAS y de vapor ERGOS estamos incorporando analizadores en continuo de O2 (y de CO).
En cualquier combustión industrial se ajustan los parámetros de combustión con un cierto exceso de aire, para:
• Compensar las fluctuaciones en las propiedades del combustible, condiciones ambientales, tiro de la chimenea, caudal de aportación de combustible, relación combustible/aire en distintos puntos de trabajo del quemador, …
• Evitar la formación de inquemados (hollín, CO, …)
Este exceso de aire reduce el rendimiento de la combustión porque se calienta aire innecesariamente y en consecuencia se produce una pérdida de calor por la chimenea.
En primera aproximación, utilizando la formula empírica de Siegert, podemos calcular el rendimiento de la combustión.
Qs = Pérdida de calor por la chimenea.
tf = Temperatura de los humos.
ta = Temperatura del aire comburente.
ƞ = Rendimiento de la combustión.
O2 = % Oxígeno
A2, B = Constantes que dependen del tipo de combustible.
A2 B
Gas Natural 0,66 0,009
Gasóleo 0,68 0,007
Fuel-oil 0,61 0,010
Por tanto, por cada reducción del 1% de O2 el rendimiento de la combustión se incrementa en:
0,6% para el Gas Natural
0.7% para el gasóleo
0.75% para fuel-oil
Un análisis en continuo de oxígeno, permite ajustar al máximo, el exceso de aire. El sistema de control compara el valor real de % de oxígeno en la chimenea con el valor de consigna fijado en toda su gama de regulación, evitando además que esté por debajo de un nivel de seguridad prefijado y actúa a tiempo real sobre la velocidad del ventilador de aire de combustión.
Es factible aumentar, en calderas industriales, el rendimiento de la combustión alrededor de un 2%. En calderas y quemadores que no trabajan siempre en el la potencia nominal el ahorro práctico puede ser mucho mayor.
Actualmente se utilizan sondas de óxido de Zirconio, que permiten la medición directa del oxígeno en la chimenea, a pesar de la temperatura y humedad de los humos, sin requerir toma ni preparación de la muestra, con rápida respuesta y bajo mantenimiento.
Adicionalmente el control de velocidad del ventilador del aire comburente proporciona:
• Reducción del nivel sonoro
Para calderas de gran potencia se puede incluir un control en continuo de CO, como seguridad adicional. Esto permite rebajar aún más el valor de consigna del regulador de oxígeno en la combustión, aumentando por tanto el rendimiento.
Por nuestra experiencia, la optimización de la combustión en calderas, mediante el control en continuo de O2 en los gases de combustión, permite ahorros importantes, sin grandes inversiones.
