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Los quemadores de combustibles fósiles suelen utilizarse como fuente principal de energía en hornos industriales.
La mayor preocupación por reducir los costes energéticos ha llevado a los fabricantes a concentrarse en nuevas técnicas de diseño de quemadures que han permitido obtener importantes mejoras de eficiencia en los últimos años. Asimismo, los sistemas de control y gestión de quemadores deben ser adaptativos.
Eurotherm® proporciona técnicas de control bien implementadas y eficientes, capaces de reducir los costes operativos y de proporcionar recursos que aporten mayor flexibilidad al control y la gestión de la planta. El control de la combustión de los quemadores incluye por lo general uno de los métodos siguientes o una combinación de ellos:
En la práctica, los sistemas que queman gas, petróleo, carbón u otros sistemas no ejecutan perfectamente la acción de mezclar el combustible y el aire en las mejores condiciones posibles. Además, puede tardarse bastante en conseguir una mezcla perfecta. La Figura 1 muestra que el exceso de aire debe mantenerse en un margen apropiado con el fin de garantizar una combustión completa y de reducir la pérdida de calor. (Figura 1: eficiencia del quemador)
La regulación del exceso de aire ofrece:
Cuando se dispone de una medición del oxígeno contenido en el gas de combustión, pueden mejorarse considerablemente los mecanismos de control de la combustión (ya que el porcentaje de oxígeno en los gases está estrechamente relacionado con la volumen del exceso de aire) añadiendo un módulo de reducción de oxígeno, que permite:
El control de modulación es una mejora básica para el control de la combustión. El controlador que supervisa la atmósfera del horno genera una señal de demanda continua.
La bajada de la temperatura produce un incremento de la tasa de encendido. Las ventajas de introducir la modulación del quemador en el control de la combustión incluyen:
La mayoría de los procesos de tratamiento térmico exigen controlar estrictamente la temperatura del material. Con la llegada de quemadores de actuación rápida y sistemas de control de los quemadores, es fácil implantar en el horno un sistema de control en cascada de gran velocidad de respuesta.
En este modo, el quemador está sometido al estricto control de temperatura de un sensor acoplado estrechamente a la energía suministrada. El lazo esclavo estrechamente acoplado responde a las demandas del lazo maestro, donde el sensor está situado en el interior de la pieza. De este modo, es posible optimizar completamente el horno en función de las necesidades dinámicas de los quemadores y de los requisitos de la pieza, lo que proporciona la máxima eficiencia y garantiza el procesamiento térmico.
Una estrategia de control de la combustión mediante límite cruzado garantiza que nunca exista una tasa peligrosa de aire y combustible en un proceso de combustión. Dicha estrategia se implementa elevando siempre el caudal de aire antes de permitir que se reduzca el caudal de combustible, como muestra la Figura 2, o reduciendo el caudal de combustible antes de permitir que caiga el caudal de aire. (Figura 2 Mecanismo de combustión por límite cruzado)
El control de la combustión por límites cruzados es extremadamente eficiente y puede ofrecer fácilmente las siguientes ventajas:
La Figura 3 muestra un diagrama de bloques de control simplificado del circuito de combustión por límites cruzados. El encendido combinado de varios combustibles simultáneamente puede acomodarse fácilmente en el marco de este esquema. (Figura 3 Control de combustión por límite cruzado con reducción 06)
El control de la combustión por doble límite cruzado es una mejora del sistema anterior que se logra aplicando límites dinámicos adicionales a los puntos de referencia de aire y combustible, lo que permite mantener la presente tasa de aire/combustible dentro de una banda preestablecida durante y después de la transición. Este método evita que la señal de demanda empobrezca demasiado la tasa de aire/combustible, reduciendo así la pérdida de calor.
