ANALISIS DE LA COMBUSTIÓN

ANALISIS DE LA COMBUSTIÓN

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Resumen TEORIA DE LA COMBUSTIÓN INTERPRETACIÓN DE LAS MEDICIONES PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN MANTENIMIENTO INSTRUMENTACIÓN NORMATIVA SERVICIO DE CALIBRACIÓN

TEORIA DE LA COMBUSTIÓN

Triángulo de la combustión IGNICIÓN COMBUSTIBLE COMBURENTE

Combustión estequiométrica (ideal) CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O = 1 La cantidad de aire es la necesaria para consumir todo el combustible El exceso de aire nos indica la cantidad de aire presente en la reacción. = 1 para la cantidad exacta, = 1.5 para un 50 % más de la cantidad necesaria

Combustión incompleta con defecto de aire CH4 + O2 CO2 + H2O + CO < 1 La cantidad de aire es insuficiente para consumir todo el combustible Nos aparece un nuevo componente, el CO

Combustión real con exceso de aire CH4 + O2 CO2 + H2O + CO + O2 > 1 La cantidad de aire es mayor a la necesaria para consumir todo el combustible. Nos sobrará O2 y seguiremos teniendo CO

Diagrama de la combustión

Aire ambiente Aire Oxígeno O2 21% Nitrógeno N2 79% CH4 + O2 + N2 CO2 + CO + H2O + O2 + NO + NO2 NOx (Th)

Parámetro en ambiente: CO2 Las personas mueren aire : 40,000 a 52,000 ppm 5,000 ppm Concentración máxima de seguridad ( menor límite tóxico ):5,000 ppm Mala calidad del aire interior 1,000 ppm 500 ppm Exceso de ventilación Ventilación ideal Valor límite para salas (oficinas, etc.) 1,000 ppm Aire ciudad : 700 ppm Aire limpio : 330 a 400 ppm 0 ppm

Parámetro en ambiente: CO2 Valores típicos en ambiente: 500 1.000 ppm CO 2 Valores típicos en ambiente con revoco: >> 2.000 ppm CO 2

Parámetro en ambiente: CO Muerte después de 1h Inconsciente después de 1h Letal después de 2 horas Máximo nivel de exposición

Parámetro en ambiente: CO Valores típicos en ambiente: Valores típicos en ambiente con revoco: >> 0 2 ppm CO 50 ppm CO

Análisis de la combustión Parámetros: DIÓXIDO DE CARBONO OXÍGENO MONÓXIDO DE CARBONO MONÓXIDO DE CARBONO TEMPERATURA DE COMBUSTIÓN TIRO EXCESO DE AIRE RENDIMIENTO % CO 2 O 2 CO CO corregido ºC mmca %

Exceso de aire λ El rango de exceso de aire de la combustión dependerá del tipo de planta de combustión y el combustible.

Dióxido de Carbono: CO2 Se calcula a partir del O 2 medido y del CO 2 estequiométrico (o máximo) propio para cada combustible. Valores típicos en una combustión: 8-11 % CO 2 Combustible CO2 max Gasoil EL 15,4% Gas natural 11,8% Carbón 18,5% CO 2 = 21 - O 2 medido 21 x CO 2 máx

Oxígeno O2 Es el oxígeno sobrante de la combustión, debido al exceso de aire. Se mide directamente con el sensor electroquímico.

Monóxido de carbono : CO Producto de una combustión incompleta (indicador de la calidad de la combustión) Es inversamente proporcional a la cantidad de oxígeno No sirve como referencia para cumplir con la normativa porque está diluido.

Monóxido de carbono corregido: COcorregido Es la medida del CO sin tener en cuenta el exceso de aire es decir, se calcula en base a = 1 Sirve para trabajar siempre sobre la misma base. CO corr = x CO medido

CO corregido CO: Tono de azul Cubo con agua: Exceso de aire COcorr: Gotas de tinta

Monóxido de carbono corregido : CO corr Valores típicos en una combustión: 0 1000 ppm CO

Temperatura de Humos (Th) / Temperatura Ambiente (Ta) La temperatura ambiente se mide con el termopar de ambiente, en caso contrario se toma de la sonda humos en la fase de cero. La temperatura de humos depende de la tecnología de la caldera: 60ºC 110ºC 160ºC Condensación Estanca Atmosférica

Rendimiento Rendimiento de una planta ƞ: ƞ = 100% - qa qi - qr -XK

INTERPRETACIÓN DE LAS MEDICIONES

Análisis de la combustión Valores a conseguir Calderas 60ºC y calentador 110ºC Entre 0 y 200 (si da más comprobar caldera) Siempre debe estar en depresión, cualquier valor negativo Valor recomendado menor a 15 ppm. Normalmente entre 0 ppm y 2 ppm. Entre 1,3 y 3 (Dependiendo del tipo de sistema y fabricante) Menor a 10% (cuanto más alto mejor) Lo menor posible (lo normal < 7%) Entre 5% y 10% (lo normal es 7...9%) Lo mayor posible, > 80%

Circunstancias más comunes que afectan al CO Revocos Obstrucción del tubo de S.P.C. Suciedad en el intercambiador Inversión de Tiro 1. Mal diseño del tubo de S.P.C. 2. Excesivo diámetros en los inyectores con lo cual se disminuye la presión de salida de gas, y tiene menos aporte de aire primario Otros 1. Exceso de potencia de gas 2. Suciedad en los venturis de entrada de gas-aire (aire primario)

Interpretación de resultados Revoco Inversión de tiro Temperatura humos CO corregido O2 Exceso de aire λ CO2

Interpretación de resultados 19.5 0.00 0 1.6 18.2 3 1 7.50 15.1 19.5 11.9 ºC mbar ppm % % Ppm % ºC ºC % ºC Tiro Contenido-CO Contenido-CO 2 Contenido-O 2 CO-No Diluido qa Exceso aire Temp. Ambiente Temp. Humos CO2-Máx

Interpretación de resultados Caldera de Condensación O2 + 0.8 1993 1917 1.04 11.25 4.2 95.8 90.7-0.1 20 18 % ppm ppm % % % ºC mbar mbar mbar O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th Tiro Presión suministro Presión dinámica

Interpretación de resultados Caldera de Condensación O2 - + 2.1 660 594 1.11 10.53 3.5 96.5 89.4-0.1 20 18 % ppm ppm % % % ºC mbar mbar mbar O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th Tiro Presión suministro Presión dinámica

Interpretación de resultados Caldera de Condensación O2 - + 4.9 137 105 1.3 8.97 3.3 96.7 87.8-0.1 20 18 % ppm ppm % % % ºC mbar mbar mbar O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th Tiro Presión suministro Presión dinámica

Interpretación de resultados Caldera de Condensación O2-5.5 42 31 1.35 8.64 2.8 97.2 85.8-0.3 20 18 % ppm ppm % % % ºC mbar mbar mbar O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th Tiro Presión suministro Presión dinámica

Interpretación de resultados Caldera de Estanca Presión de dinámica hpa + 14 8.1 16 160 38 4.2 2.79 15.9 84.1 131.5 mbar mbar % ppm ppm % % % ºC Presión suministro Presión dinámica O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th

Interpretación de resultados Caldera de Estanca Presión de dinámica - hpa + 18 9.4 15.3 144 39 3.68 3.18 14.5 85.5 132.4 mbar mbar % ppm ppm % % % ºC Presión suministro Presión dinámica O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th

Interpretación de resultados Caldera de Estanca Presión de dinámica - hpa 19 14.5 8.9 54 31 1.74 6.74 8.3 91.7 148.7 mbar mbar % ppm ppm % % % ºC Presión suministro Presión dinámica O 2 CO Corr CO Exceso de aire CO 2 Pérdidas qa Rendimiento Th

PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN

Dónde se mide el tiro?

Lugares donde se coloca la sonda El lugar correcto para comprobar la combustión es en el centro de la salida de los productos de la combustión entre 15 y 40 cm del collarín del aparato. Sistema para adaptar a los tubos coarrugados y poder realizar las pruebas de combustión

Lugares donde se coloca la sonda En caso de inaccesibilidad a la salida de humos, colocar la sonda por debajo del cortatiros y a unos 2cm por encima del intercambiador.

Tiro Tiro, es cualquier valor de depresión (cualquier valor de presión negativa) P < 0.000 mbar Es la condición básica para que los gases de combustión circulen por la chimenea

Análisis de la combustión Cuándo sabremos en el analizador de combustión, que la medición ha finalizado? _ Cuando el valor de COcorr se haya estabilizado. Cómo debe analizar el rendimiento en calderas de tiro forzado? _ Tº Ambiente en la entrada de aire y Tº Humos en la salida de la combustión.

MANTENIMIENTO DEL ANALIZADOR

Protección de las células electroquímicas _ Elevadas concentraciones de gas. Configurar la protección en el analizador de combustión: Si tenemos mediciones con concentraciones elevadas: Sacar la sonda del foco y aspirar aire ambiente hasta desaturar las células electroquímicas. No desconectar la sonda durante la limpieza.

Protección de las células electroquímicas _ Elevadas concentraciones de gas. Comprobar el estado de las células electroquímicas: o bien

Protección de las células electroquímicas _ Hollín y partículas. Los filtros deben estar limpios para evitar que el hollín y las partículas lleguen a las células electroquímicas:

Protección de las células electroquímicas _ Condensados. Vaciar la trampa de condensados después de la medición, si hubiese condensados en ella, asegurarse de cerrar bien el tapón y tener la bomba de aspiración desconectada. Agitar la sonda de humos para extraer los condensados que hay en ella. Aspirar aire ambiente para eliminar los condensados de la linea de muestreo.

Evitar datos de medida incorrectos _ Estanqueidad del analizador de la combustión. Conecte la sonda al analizador de combustión. Coloque el tapón protector de color negro en la punta de la sonda de gases de combustión. Se visualiza el caudal de la bomba. Si el caudal es < 0,02l/min, significa que las líneas de gas no tienen ninguna fuga.

Evitar datos de medida incorrectos _ Termopar de la sonda de humos El termopar de la sonda de gases de combustión no debe tocar el tubo metálico de la sonda. Enderece el termopar si fuese necesario.

INSTRUMENTACIÓN PARA CALEFACCIÓN

El analizador testo 330LL

Descripcion del visualizador Estado de la batería Combustible seleccionado Fecha y Hora de la medición Visualización valores medidos Barra de función

Sensores del analizador

Sondas de gases

SET para combustibles sólidos

Comparativa 330 vs 320 320 - Garantía de 2 años - Sensores O2 y CO - Rango CO: 4.000 ppm - Medición de tiro y presión diferencial - Registro de 500 mediciones con opción a software EasyHeat 330LL - Garantía de 4 años - Sensores O2, CO y opción NOx - Rango CO: 4.000 ppm (330LL-1) 8.000 ppm y hasta 30.000 ppm con dilución (330LL-2) - Conexión sondas externas: CO ambiente, CO2 ambientey fugas de gas - Medición de tiro y presión diferencial - Visualización de 8 parámetros simultáneamente y matriz Pdc - Personalización de la impresión - Registro de 500.000 mediciones con opción a software EasyHeat - Opción de comunicación Bluetooth - Auto diagnosis del estado de los sensores

Opacímetro digital Testo 308

Analizador de partículas finas Testo 380

Medición de Monóxido de Carbono (CO) Testo 315-2 Datos técnicos: Rango: 0...2000 ppm Temperatura trabajo del instrumento: + 5...45 C Exactitud: Resolución: Límites alarma : 3 ppm ( 0...50 ppm) 10 % del v.m. ( > 50 ppm ) 1 ppm 1. 50 ppm 2. 100 ppm 3. 500 ppm

Medición CO y CO2 ambiente Testo 315-3 Datos técnicos: Rango: CO 0...100 ppm CO2 0...10.000 ppm Temperatura trabajo del instrumento: + 0...40 C Exactitud: CO ± 3 ppm ( 0...20 ppm) ± 5 ppm ( > 20 ppm) CO2 Resolución: CO 0,5 ppm CO2 10 ppm ± 300 ppm (0...4.000 ppm) ± 8% del vm(4.000...6.000 ppm) ± 500 ppm (6.000...10.000 ppm)

Ajuste del cero 0 ppm 150 ppm 50 ppm 150 ppm Cero en aire limpio Resultado de medición correcto Capuchón cerrado atmósfera cero Resultado de medición correcto Error por efecto de la temperatura : Se produce un error de 1 ppm por cada grado de diferencia (1 ºC) que hay entre la temperatura a la que se realiza el cero del instrumento y la temperatura de medición.

Medidor de CO 2 ambiente Testo 535 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Rango: 0... 10000 ppm CO 2 (0... 1%) Exactitud: ± (50 ppm CO 2 ± 2% v.m.)... 0 a 5000 ppm CO 2 ± (100 ppm CO 2 ± 3% v.m.)...5001 a 10000ppm CO 2 Resolución: 1 ppm CO 2 Impresión de valores medidos Valores máximos y mínimos Promedios por puntos y por tiempo No es necesario el ajuste del sensor Respuesta rápida

Caudalímetro: cálculo de la potencia útil Vaso caudalímetro para agua: Vaso provisto de un diafragma de sección variable medidor del caudal de agua en movimiento (por ejemplo, el gasto de agua de un calentador a gas).

Caudalímetro: cálculo de la potencia útil Donde: Pu = Potencia útil (kcal/h) m = Ce = t = Pu = m * Ce * t Masa de agua (litros/min.) 1 litro = 1 Kg Medible mediante un vaso caudalímetro. Calor especifico del agua = 1 Kcal / Kg.ºC Diferencia de temperatura entre el agua caliente saliente y la fría entrante (ºC) Todos los aparatos a gas están fabricados para que den una diferencia de temperatura de 25º (siempre que el gasto de agua sea correcto). Ren = P.Nominal / P.Útil

Detectores de fugas de gas Testo 316-1/-2 testo 316-1 testo 316-2

Detectores de fugas de gas EX Testo 316-EX Detector de fugas de: Metano Propano Hidrógeno en zonas con riesgo de explosión

Medidor de revocos Testo 317-1 Medición de escapes de gases de combustión en sistemas de calefacción

Manómetro doméstico de presión diferencial Testo 510 Manómetro de bolsillo para la comprobación de tuberías domésticas.

El manómetro profesional Testo 312-4 Manómetro profesional para la comprobación de la distribución del gas. Sonda de alta presión opcional hasta para los test de agua sanitaria y residual (hasta 25 bar). Registro de las medición. Impresión de tíquet.

Nueva cámara testo 870 Detector: 160x120 píxels (320x240 con SR) NETD: 100 mk / 0,1 ºC Rango: -20..+280ºC Punto frío/caliente Ligera y compacta

Cámara termográfica Testo 870 Distribución pared o suelo radiante Radiadores

Cámara termográfica Testo 870 Placas fotovoltaicas Filtraciones de aire

Cámara termográfica Testo 870 Tornillos flojos Magnetotérmico

Prueba de estanqueidad con el Testo 312-4 - Realización de test de estanqueidad y medida del caudal de fuga según UNE 60670 partes 8 y 12. - Registro de presión de suministro - Medición de presión en líquidos

Ticket de impresión Testo 312-4 testo 312-4 V 0.92 01362777 --------------------------------------------------------------------- Test de estanqueidad -------------------------------------------------------------------- 09.01.2008 12:39:16 P inicial 122,93 hpa P final 60,27 hpa Caida de P -62,66 hpa t. Estab 15 seg t medicion 600 seg Nº de serie Medición Fecha y hora Resultados Test de estanqueidad [ ] Correcto [ ] Incorrecto Equipo:... n cliente:... Cliente:... Dirección:... Operario:... --------------------------------------------- Aptitud Datos del cliente / operario

NORMATIVA

Aplicación de la norma NORMATIVA APLICABLE A TODO ESPAÑA: Real Decreto 919/2006, de 28 de Julio, por el que se aprueba el Reglamento técnico de distribución y utilización de combustibles gaseosos y instrucciones técnicas complementarias ICG 01 a 11.

La Norma UNE 60670-13: Objetivo de la norma OBJETIVO DE LA NORMA: Establer los criterios técnicos básicos para el control periódico de los aparatos a gas en sus condiciones reales y del funcionamiento del conducto de evacuación de los productos de la combustión. Clasificar las anomalías detectadas en el control periódico.

La Norma UNE 60670-13: Tipos de anomalías TIPOS DE ANOMALIAS: Anomalía Principal (AP): se debe solucionar en el mismo momento de su detección, en caso de no ser posible se debe cortar el suministro de gas al aparato. Anomalía Secundaria (AS): no es necesario cortar el suministro de gas al aparato pero el usuario debe proceder a su corrección antes de 6 meses.

La Norma UNE 60670-13 para CO ambiente dice que... 4.1 Revoco en el conducto de evacuación de un aparato a gas, o concentración de CO amb en el local superior a 50 ppm. Esta comprobación debe realizarse cuando existan aparatos Tipo B de tiro natural o vitrocerámicas a gas... La comprobación del revoco del conducto de aparatos de Tipo B de tiro natural en un local se debe hacer mediante una de las técnicas que se describen a continuación. Debe realizarse con las puertas y ventanas del local cerradas y en el caso de calderas, con la campana extractora si existe apagada. Cómo se mide Aparato a gas en régimen estacionario transcurren 5 minutos. Medir CO-amb con un detector adecuado colocar el detector a 1m del aparato y a 1.80m de altura. Valores medidos CO-amb < 15 ppm 15 ppm < CO-amb < 50 ppm CO-amb > 50 ppm Correcto Anomalía secundaria Anomalía principal

La Norma UNE 60670-10 para CO en combustión dice que... 3.2.4. Combustión no higiénica de aparatos a gas (COpdc>1.000 ppm). En el proceso de control periódico de aparatos, se realiza una comprobación de la combustión de los quemadores de aparatos a gas de tipo B, tanto de tiro natural como de tiro forzado, así como de los quemadores encimeras vitrocerámicas, mediante un analizador de combustión adecuado.se considera combustión incorrecta cuando el CO corregido/no diluido > 1.000 ppm.

La Norma UNE 60670-10 del 1999 para CO corregido decía que... 4.6 Análisis de combustión del aparato. Cómo se mide Valores medidos -Aparato a gas en régimen estacionario y CO-corregido > 200 ppm en la posición de máxima potencia... Ajustar el aparato a gas -Dejar transcurrir 5 minutos CO-corregido > 1.000 ppm -Medir CO-corregido con un analizador adecuado... Nunca dejar puesto en - Colocar la sonda en la toma de muestras del conducto marcha el aparato a gas de evacuación, si existe, y sino, en la base del cortatiros o en el interior del collarín o en el extremo del conducto de evacuación (sólo en aparatos estancos) - Para vitrocerámicas, la toma de muestras es la rejilla de salida

Instrucción 3BIS/2008/RSI sobre aplicación del RITE

R.I.T.E. IT 3.4.1 Opacidad y partículas sólidas

IDAE: Procedimiento de inspección periódica

Calibración equipos La normativa establece que: Según la ITC-ICG 07 y ITC-ICG 08 del R.D. 919/2006, se deben calibrar los equipos de medida una vez cada doce meses como mínimo, de acuerdo con los anexos A.3 y B.3 de las normas UNE 60670-10:2005 y 60670-13:2005.

SERVICIO DE CALIBRACIÓN

Laboratorio de calibración Laboratorio de calibración: ISO ENAC

Certificación ISO

Acreditación ENAC

GRACIAS POR SU ATENCIÓN