Diseno Quemadores

7/30/2019 Diseno Quemadores

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DISEO QUEMADORES


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z Clculo ventilador

z Clculo tren de gasz Clculo bomba petrleo

z

Velocidades de difusinz Clculo perforaciones plato difusor

z Clculo boquillas de petrleo

z Clculo potencia motor ventilador y bomba

z Materiales de fabricacin

eterminacin potencia necesaria


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Determinacin potencia necesaria

z Potencia quemador caldera vapor

z Clculo por produccin de vaporz Datos entrada:

z Produccin de vapor en Kg.../h (Pv)

z T ingreso de agua en C (Ti)z Eficiencia caldera en % (E)

z P = (Pv * (640 Ti))/E) Kcal./h


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lculo por superficie de calefaccin

z Datos de entrada: (Se asume Gas o FO2 como combustible)z Superficie de calefaccin en m2 (Sc)

z Tasa de vaporizacin en Kg.../h*m2 (Tv)z Temperatura ingreso de agua en C (Ti)z Eficiencia de la caldera en % (E)

z P = ((Sc * Tv * (640 Ti))/ E

z Tv= 38 a 40 para calderas de 3 pasosz Tv= 25 a 35 para calderas de 2 pasosz Tv= 45 a 65 para calderas llama retorno


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z Potencia quemador caldera agua

calientez Datos entrada:

z Caudal de agua circulante en Kg./h (Q)

z Delta temperatura de agua en C (Tf - Ti)z Calor especfico agua en Kcal./Kg. (Cpa)

z Eficiencia caldera en % (E)

z P = (Q * Cpa * (Tf Ti))/E) Kcal./h


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z Potencia quemador para secado con

airez Datos entrada:

z Peso de la sustancia a secar en Kg. (Ps)

z Calor especfico de la sustancia a secar en Kcal./Kg. (Cps)z Peso del agua a evaporar en Kg. (Pa)

z Calor especfico del agua en Kcal./Kg.. (Cpa)

z

Temperatura de secado en C (Ts)z Temperatura ambiente en C (Ta)

z Humedad relativa del aire ambiente en % (Hr)

z

Eficiencia caldera en % (E)


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rocedimiento bsico de clculo

z Ingresar a la carta psicromtrica con Ta

y Hrz Leer a la derecha la humedad especifica

inicialz Leer a la izquierda en forma diagonal la

entalpa inicialz Moverse del primer punto a la derecha

hasta la Ts

z Darse una nueva Hr y en la diagonal


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Datos de la carta Psicromtrica

z Datos de la carta Psicromtrica:

z Humedad especifica 1 en Kg.H2O/Kgas (w1)

z Humedad especifica 2 en Kg.H2O/Kgas (w2)z Entalpa en el punto 1 en Kcal./Kg.. (h1)

z Entalpa en el punto 2 en Kcal./Kg.. (h2)

z Humedad relativa en el punto 2 en % (Hr2)

z LA IDEA DEL CALCULO ES HACER UN BALANCE DE ENERGAENTRE LOS CALORES NECESARIOS PARA CALENTAR LA

SUSTANCIA A SECAR, CALENTAR EL AGUA CONTENIDA EN LASUSTANCIA, VAPORIZAR EL AGUA CONTENIDA EN LA SUSTANCIA,CALENTAR LA ESTRUCTURA DEL SECADOR Y LA ENERGIANECESARIA PARA CALENTAR EL AIRE QUE ES EL FLUIDOCALOTRANSPORTADOR.


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Carta Psicromtrica


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Balance de Energa

zQs + Qa + Qvap + Qsec = Qaire

zQs + Qa + Qvap + Qsec = h2 h1z Qs= Ps * Cps * (T2-T1) Kcal.......

z Qa= Pa * Cpa * (T2-T1) Kcal.......z Qvap= Pa * 640 Kcal.......

z Qsec= (Qs + Qa + Qvap)/2 Kcal.......

z P = (Qs + Qa + Qvap + Qsec) / Tiempo secadoz P = Kg.. aire (h2-h1)

z

Kg.. aire = P / (h2-h1)


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o enc a quema or paratratamiento trmico

z Datos entrada:

z Peso de la sustancia a calentar en Kg. (Ps)

z Calor especifico de la sustancia a calentar enKcal.../Kg. (Cps)

z Temperatura inicial en C (Ti)

z Temperatura de tratamiento en C (Tf)

z Tiempo en calentar la sustancia en horas (Tiempo)

z Eficiencia horno de tratamiento en % (E)z P = Ps * Cps * (Tf Ti) / (Tiempo * E)


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Clculo ventilador de combustin

z Clculo consumo de combustiblez

Datos entrada:z Potencia quemador en Kcal.../h (P)

z Poder calorfico del combustible en Kcal.../Kg. (PCI)

z Cc = P / PCI Kg./h

z TENIENDO LOS KILOS DE COMBUSTIBLE, SE PUEDE

CONOCER EL AIRE NECESARIO A TRAVES DE UN BALANCEQUIMICO.


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Clculo ventilador de combustin

z Ecuacin qumica de la combustinz

Combustible + Aire = CO2 + H2O + N2 + O2z CxHy + O2 + N2 = CO2 + H2O + N2 + O2

z CxHy + (21)O2 + (79)N2 = CO2 + H2O + O2

z CxHy + (21/21)O2 + (79/21)N2 = CO2 + H2O + O2

z CxHy + O2 + 3,76N2 = CO2 + H2O + O2

z Ejemplo de una ecuacin del butano con 25% exc. aire:

1 C 4 H 10 + 1,3 6,5 O 2 + 1,3 3,8 6,5 N 2 4 C O 2 + 5 H 2 0 + 1,3 3,8 6,5 N 2 + 1,6 O 2

COMBUSTIBLE AIRE PRODUCTOS

Moles 1 8,125 30,55 4 5 30,55 1,63

Peso 58 260 861,5 176 90 861,5 52

Div x CH 1 4,48 14,85 3,03 1,55 14,85 0,9


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elacin aire-combustible en Kg./Kg.

z TABLA REFERENCIAL

18,9218,1617,4116,6515,89Diesel

19,3418,5617,7917,0216,24Butano

19,6118,8218,0417,2516,47Propano

21,5720,719,8418,9818,12GN

25%20%15%10%5%Combustible


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Ejemplo de calculo de aire

z Para un quemador de 4000 Mcal./h en

z Propano y diesel.z Cc (p)= 4.000.000/11.800 = 339 Kg./h de propano

z Cc (d)= 4.000.000/10.200 = 392 Kg./h de diesel

z Aire necesario para el propano con 5% de exceso de aire:z Aire = 16,47 * 339 = 5.583 Kg./h = 5.583/1,29 = 4.328 m3/h.

z Aire necesario para el diesel con 20% de exceso de aire:

z Aire = 18,16 * 392 = 7.119 Kg./h = 7.119/1,29 = 5.518 m3/h.

Clc lo apro imado potencia


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Clculo aproximado potenciamotor ventilador

POTENCIA VENTILADOR = Q x P x 0,00001486 (HP)

DONDE: Q= Caudal de aire en m3/h

P= Presin ventilador en mm.c.a.


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Clculo tren de gas (GLP)

3"3"3"3"5000

2 1/2"2 1/2"3"3"4500

2 1/2"2 1/2"2 1/2"3"4000

2 1/2"2 1/2"2 1/2"2 1/2"3500

2"2 1/2"2 1/2"2 1/2"3000

2"2"2 1/2"2 1/2"2500

2"2"2"2"2000

2"2"2"2"1750

2"2"2"2"1500

1 1/2"2"2"2"1250

1 1/2"1 1/2"1 1/2"2"1000

1 1/2"1 1/2"1 1/2"1 1/2"750

1 1/2"1 1/2"1 1/2"1 1/2"500

1"1"1"1"2503/4"3/4"3/4"3/4"100

100755030Potencia

Presin en mbar


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Clculo tren de gas (GN)

2 1/2"3"3"3 1/2"5000

2 1/2"2 1/2"3"3"4500

2 1/2"2 1/2"3"3"4000

2"2 1/2"2 1/2"3"3500

2"2 1/2"2 1/2"3"3000

2"2"2 1/2"2 1/2"2500

2"2"2"2 1/2"2000

2"2"2"2 1/2"1500

1 1/2"1 1/2"2"2"1000

1 1/2"1 1/2"1 1/2"2"750

1 1/2"1 1/2"1 1/2"1 1/2"500

1"1"1"1 1/2"250

3/4"3/4"3/4"1"100

20015010050Potencia

Presin en mbar


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Clculo bomba de petrleo

z Datos de entradaz Potencia quemador en Kcal./h (P)

z Poder calorfico petrleo en Kcal./Kg. (PCI)

z Densidad del petrleo en Kg./lts. (d)

z Presin de inyeccin en PSI (p)

z Clculo caudal Qb bomba (lts./h)

z Qb= P / (PCI/d) lts./hz Se asume PCI=10.200 Kcal./Kg. y d=0,86 Kg./lts.


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Clculo boquilla petrleo (GPH)

z GPH= Qb/3,785z Clculo potencia motor bomba (Pm)

z Pm = (GPH * p) / (71.988) (Hp)z Se asume p= 150 PSI


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Perforaciones en Butano

Presin de gas Butano en Mbar

Diametro perf. N Perforaciones 20 30 40 50 60 70 80 100 120 150 180 200

1,5 4 11,8 14,4 16,6 18,6 20,4 22,0 23,5 26,3 28,8 32,2 35,3 37,2

1,5 8 23,5 28,8 33,3 37,2 40,7 44,0 47,0 52,6 57,6 64,4 70,6 74,4

1,5 16 47,0 57,6 66,5 74,4 81,5 88,0 94,1 105,2 115,2 128,8 141,1 148,8

1,5 20 58,8 72,0 83,2 93,0 101,9 110,0 117,6 131,5 144,0 161,1 176,4 186,0

1,5 30 88,2 108,0 124,8 139,5 152,8 165,0 176,4 197,2 216,1 241,6 264,6 278,9

2 4 20,9 25,6 29,6 33,1 36,2 39,1 41,8 46,8 51,2 57,3 62,7 66,12 8 41,8 51,2 59,1 66,1 72,4 78,2 83,6 93,5 102,4 114,5 125,5 132,2

2 16 83,6 102,4 118,3 132,2 144,9 156,5 167,3 187,0 204,9 229,1 250,9 264,5

2 20 104,5 128,0 147,9 165,3 181,1 195,6 209,1 233,8 256,1 286,3 313,6 330,6

2 30 156,8 192,1 221,8 248,0 271,6 293,4 313,6 350,7 384,1 429,5 470,5 495,9

3 4 47,0 57,6 66,5 74,4 81,5 88,0 94,1 105,2 115,2 128,8 141,1 148,8

3 8 94,1 115,2 133,1 148,8 163,0 176,0 188,2 210,4 230,5 257,7 282,3 297,5

3 16 188,2 230,5 266,1 297,5 325,9 352,1 376,4 420,8 461,0 515,4 564,6 595,1

3 20 235,2 288,1 332,7 371,9 407,4 440,1 470,5 526,0 576,2 644,2 705,7 743,93 30 352,8 432,1 499,0 557,9 611,1 660,1 705,7 789,0 864,3 966,3 1058,5 1115,8

5 4 130,7 160,1 184,8 206,6 226,4 244,5 261,4 292,2 320,1 357,9 392,1 413,3

5 8 261,4 320,1 369,6 413,3 452,7 489,0 522,7 584,4 640,2 715,8 784,1 826,5

5 16 522,7 640,2 739,3 826,5 905,4 977,9 1045,5 1168,9 1280,4 1431,6 1568,2 1653,0

5 20 653,4 800,3 924,1 1033,1 1131,8 1222,4 1306,8 1461,1 1600,5 1789,5 1960,3 2066,3

5 30 980,1 1200,4 1386,1 1549,7 1697,6 1833,7 1960,3 2191,6 2400,8 2684,2 2940,4 3099,4

6 4 188,2 230,5 266,1 297,5 325,9 352,1 376,4 420,8 461,0 515,4 564,6 595,1

6 8 376,4 461,0 532,3 595,1 651,9 704,1 752,7 841,6 921,9 1030,7 1129,1 1190,26 16 752,7 921,9 1064,5 1190,2 1303,8 1408,2 1505,5 1683,2 1843,8 2061,5 2258,2 2380,4

6 20 940,9 1152,4 1330,7 1487,7 1629,7 1760,3 1881,8 2104,0 2304,8 2576,8 2822,8 2975,5

6 30 1411,4 1728,6 1996,0 2231,6 2444,6 2640,5 2822,8 3156,0 3457,2 3865,2 4234,2 4463,2

8 4 334,6 409,7 473,1 529,0 579,5 625,9 669,1 748,1 819,5 916,2 1003,7 1057,9

8 8 669,1 819,5 946,3 1057,9 1158,9 1251,8 1338,2 1496,2 1639,0 1832,4 2007,3 2115,9

8 16 1338,2 1639,0 1892,5 2115,9 2317,8 2503,5 2676,4 2992,3 3277,9 3664,8 4014,6 4231,8

8 20 1672,8 2048,7 2365,6 2644,9 2897,3 3129,4 3345,5 3740,4 4097,4 4581,0 5018,3 5289,7

8 30 2509,1 3073,0 3548,4 3967,3 4345,9 4694,2 5018,3 5610,6 6146,1 6871,5 7527,4 7934,6

P f i P


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Perforaciones en Propano

Presin de gas Propano en Mbar


1,5 4 10,6 13,0 15,0 16,8 18,4 19,8 21,2 23,7 26,0 29,0 31,8 33,5

1,5 8 21,2 26,0 30,0 33,5 36,7 39,7 42,4 47,4 51,9 58,1 63,6 67,0

1,5 16 42,4 51,9 60,0 67,0 73,4 79,3 84,8 94,8 103,9 116,1 127,2 134,1

1,5 20 53,0 64,9 75,0 83,8 91,8 99,2 106,0 118,5 129,8 145,2 159,0 167,6

1,5 30 79,5 97,4 112,4 125,7 137,7 148,7 159,0 177,8 194,7 217,7 238,5 251,4

2 4 18,8 23,1 26,7 29,8 32,6 35,3 37,7 42,1 46,2 51,6 56,5 59,6

2 8 37,7 46,2 53,3 59,6 65,3 70,5 75,4 84,3 92,3 103,2 113,1 119,2

2 16 75,4 92,3 106,6 119,2 130,6 141,0 150,8 168,6 184,6 206,4 226,1 238,4

2 20 94,2 115,4 133,3 149,0 163,2 176,3 188,5 210,7 230,8 258,0 282,7 298,0

2 30 141,3 173,1 199,9 223,5 244,8 264,4 282,7 316,0 346,2 387,1 424,0 447,0

3 4 42,4 51,9 60,0 67,0 73,4 79,3 84,8 94,8 103,9 116,1 127,2 134,1

3 8 84,8 103,9 119,9 134,1 146,9 158,7 169,6 189,6 207,7 232,2 254,4 268,2

3 16 169,6 207,7 239,9 268,2 293,8 317,3 339,2 379,3 415,4 464,5 508,8 536,3

3 20 212,0 259,7 299,8 335,2 367,2 396,6 424,0 474,1 519,3 580,6 636,0 670,43 30 318,0 389,5 449,7 502,8 550,8 594,9 636,0 711,1 779,0 870,9 954,0 1005,6

5 4 117,8 144,3 166,6 186,2 204,0 220,4 235,6 263,4 288,5 322,6 353,3 372,5

5 8 235,6 288,5 333,1 372,5 408,0 440,7 471,1 526,7 577,0 645,1 706,7 744,9

5 16 471,1 577,0 666,3 744,9 816,0 881,4 942,3 1053,5 1154,0 1290,2 1413,4 1489,8

5 20 588,9 721,3 832,8 931,2 1020,0 1101,8 1177,8 1316,8 1442,5 1612,8 1766,7 1862,3

5 30 883,4 1081,9 1249,3 1396,7 1530,0 1652,6 1766,7 1975,3 2163,8 2419,2 2650,1 2793,5

6 4 169,6 207,7 239,9 268,2 293,8 317,3 339,2 379,3 415,4 464,5 508,8 536,3

6 8 339,2 415,4 479,7 536,3 587,5 634,6 678,4 758,5 830,9 929,0 1017,6 1072,7

6 16 678,4 830,9 959,4 1072,7 1175,1 1269,2 1356,9 1517,0 1661,8 1857,9 2035,3 2145,46 20 848,0 1038,6 1199,3 1340,9 1468,8 1586,5 1696,1 1896,3 2077,2 2322,4 2544,1 2681,7

6 30 1272,0 1557,9 1798,9 2011,3 2203,3 2379,8 2544,1 2844,4 3115,9 3483,6 3816,1 4022,6

8 4 301,5 369,3 426,4 476,7 522,3 564,1 603,0 674,2 738,6 825,8 904,6 953,5

8 8 603,0 738,6 852,8 953,5 1044,5 1128,2 1206,1 1348,4 1477,2 1651,5 1809,1 1907,0

8 16 1206,1 1477,2 1705,7 1907,0 2089,0 2256,4 2412,2 2696,9 2954,3 3303,0 3618,3 3814,0

8 20 1507,6 1846,4 2132,1 2383,7 2611,3 2820,5 3015,2 3371,1 3692,9 4128,8 4522,8 4767,5

8 30 2261,4 2769,7 3198,1 3575,6 3916,9 4230,7 4522,8 5056,7 5539,3 6193,2 6784,3 7151,2

P f i G N t l


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Perforaciones en Gas Natural

Presin de gas Natural en Mbar


1,5 4 6,8 8,3 9,6 10,7 11,7 12,7 13,6 15,2 16,6 18,6 20,3 21,4

1,5 8 13,6 16,6 19,2 21,4 23,5 25,4 27,1 30,3 33,2 37,1 40,7 42,9

1,5 16 27,1 33,2 38,3 42,9 47,0 50,7 54,2 60,6 66,4 74,3 81,3 85,7

1,5 20 33,9 41,5 47,9 53,6 58,7 63,4 67,8 75,8 83,0 92,8 101,7 107,2

1,5 30 50,8 62,3 71,9 80,4 88,1 95,1 101,7 113,7 124,5 139,2 152,5 160,8

2 4 12,1 14,8 17,0 19,1 20,9 22,5 24,1 26,9 29,5 33,0 36,2 38,1

2 8 24,1 29,5 34,1 38,1 41,7 45,1 48,2 53,9 59,0 66,0 72,3 76,2

2 16 48,2 59,0 68,2 76,2 83,5 90,2 96,4 107,8 118,1 132,0 144,6 152,4

2 20 60,3 73,8 85,2 95,3 104,4 112,7 120,5 134,7 147,6 165,0 180,8 190,5

2 30 90,4 110,7 127,8 142,9 156,5 169,1 180,8 202,1 221,4 247,5 271,2 285,8

3 4 27,1 33,2 38,3 42,9 47,0 50,7 54,2 60,6 66,4 74,3 81,3 85,7

3 8 54,2 66,4 76,7 85,7 93,9 101,5 108,5 121,3 132,8 148,5 162,7 171,5

3 16 108,5 132,8 153,4 171,5 187,9 202,9 216,9 242,5 265,7 297,0 325,4 343,0

3 20 135,6 166,0 191,7 214,4 234,8 253,6 271,2 303,2 332,1 371,3 406,7 428,73 30 203,4 249,1 287,6 321,5 352,2 380,5 406,7 454,7 498,1 556,9 610,1 643,1

5 4 75,3 92,2 106,5 119,1 130,5 140,9 150,6 168,4 184,5 206,3 226,0 238,2

5 8 150,6 184,5 213,0 238,2 260,9 281,8 301,3 336,8 369,0 412,5 451,9 476,4

5 16 301,3 369,0 426,1 476,4 521,8 563,6 602,6 673,7 738,0 825,1 903,8 952,7

5 20 376,6 461,2 532,6 595,5 652,3 704,6 753,2 842,1 922,5 1031,4 1129,8 1190,9

5 30 564,9 691,9 798,9 893,2 978,4 1056,8 1129,8 1263,2 1383,7 1547,0 1694,7 1786,4

6 4 108,5 132,8 153,4 171,5 187,9 202,9 216,9 242,5 265,7 297,0 325,4 343,0

6 8 216,9 265,7 306,8 343,0 375,7 405,8 433,8 485,1 531,3 594,1 650,8 686,0

6 16 433,8 531,3 613,5 686,0 751,4 811,6 867,7 970,1 1062,7 1188,1 1301,5 1371,96 20 542,3 664,2 766,9 857,5 939,3 1014,6 1084,6 1212,6 1328,4 1485,2 1626,9 1714,9

6 30 813,5 996,3 1150,4 1286,2 1408,9 1521,8 1626,9 1818,9 1992,6 2227,7 2440,4 2572,4

8 4 192,8 236,2 272,7 304,9 334,0 360,7 385,6 431,2 472,3 528,1 578,5 609,7

8 8 385,6 472,3 545,4 609,7 667,9 721,5 771,3 862,3 944,6 1056,1 1156,9 1219,5

8 16 771,3 944,6 1090,7 1219,5 1335,9 1442,9 1542,6 1724,6 1889,2 2112,2 2313,8 2439,0

8 20 964,1 1180,8 1363,4 1524,4 1669,9 1803,7 1928,2 2155,8 2361,5 2640,3 2892,3 3048,7

8 30 1446,1 1771,2 2045,2 2286,6 2504,8 2705,5 2892,3 3233,7 3542,3 3960,4 4338,4 4573,1

M i l F b i i Q d


24/24

Materiales Fabricacin Quemadores

z Cuerpo principal: Acero al carbono A37

z Boca llama: Acero inox 304 - 316z Plato difusor: Acero inox 310

z Lanza y/o cabezal inyector: A-37

Diseno Quemadores

Documents

Transcript of Diseno Quemadores