ANALISIS DE LA COMBUSTIÓN
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ANALISIS DE LA COMBUSTIÓN Testo en el mundo Instrumentos Testo, S.A Testo en España Instrumentos Testo, S.A Resumen • TEORIA DE LA COMBUSTIÓN • INTERPRETACIÓN DE LAS MEDICIONES • PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN • MANTENIMIENTO • INSTRUMENTACIÓN • NORMATIVA •SERVICIO DE CALIBRACIÓN Instrumentos Testo, S.A TEORIA DE LA COMBUSTIÓN Instrumentos Testo, S.A Triángulo de la combustión IGNICIÓN COMBUSTIBLE Instrumentos Testo, S.A COMBURENTE Combustión estequiométrica (ideal) CH4 + 2 O2 =1 CO2 + 2 H2O 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 Instrumentos Testo, S.A Combustión incompleta con defecto de aire CH4 + O2 <1 Instrumentos Testo, S.A CO2 + H2O + La cantidad de aire es insuficiente para consumir todo el combustible Nos aparece un nuevo componente, el CO CO Combustión real con exceso de aire CH4 + O2 >1 Instrumentos Testo, S.A CO2 + H2O + CO + O2 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 Instrumentos Testo, S.A Aire ambiente Aire CH4 + O2 + N2 Oxígeno O2 21% Nitrógeno N2 79% CO2 + CO + H2O + O2 + NO + NO2 NOx (Th) Instrumentos Testo, S.A Parámetro en ambiente: CO2 Las personas mueren aire : 40,000 a 52,000 ppm Concentración máxima de seguridad ( menor límite tóxico ):5,000 ppm 5,000 ppm Mala calidad del aire interior 1,000 ppm 500 ppm 0 ppm Instrumentos Testo, S.A Valor límite para salas Ventilación ideal Exceso de ventilación (oficinas , etc.) 1,000 ppm Aire ciudad : 700 ppm Aire limpio : 330 a 400 ppm Parámetro en ambiente: CO2 Valores típicos en ambiente: 500 – 1.000 ppm CO2 Valores típicos en ambiente con revoco: >> 2.000 ppm CO2 Instrumentos Testo, S.A Parámetro en ambiente: CO Muerte después de 1h Inconsciente después de 1h Letal después de 2 horas Máximo nivel de exposición Instrumentos Testo, S.A Parámetro en ambiente: CO • Valores típicos en ambiente: • Valores típicos en ambiente con revoco: >> Instrumentos Testo, S.A 0 – 2 ppm CO 50 ppm CO Análisis de la combustión Parámetros: DIÓXIDO DE CARBONO CO2 OXÍGENO O2 MONÓXIDO DE CARBONO CO MONÓXIDO DE CARBONO COcorregido TEMPERATURA DE COMBUSTIÓN TIRO ºC mmca EXCESO DE AIRE RENDIMIENTO % Instrumentos Testo, S.A % Exceso de aire λ El rango de exceso de aire de la combustión dependerá del tipo de planta de combustión y el combustible. Instrumentos Testo, S.A Dióxido de Carbono: CO2 Se calcula a partir del O2 medido y del CO2 estequiométrico (o máximo) propio para cada combustible. Valores típicos en una combustión: 8 - 11 % CO2 Combustible CO2 max Gasoil EL 15,4% Gas natural 11,8% Carbón 18,5% Instrumentos Testo, S.A CO2 = 21 - O2 medido 21 x CO2 máx Oxígeno O2 Es el oxígeno sobrante de la combustión, debido al exceso de aire. Se mide directamente con el sensor electroquímico. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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. COcorr = Instrumentos Testo, S.A x COmedido CO corregido CO: Tono de azul Cubo con agua: Exceso de aire COcorr: Gotas de tinta Instrumentos Testo, S.A Monóxido de carbono corregido : CO corr •Valores típicos en una combustión: Instrumentos Testo, S.A 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 Condensación Instrumentos Testo, S.A 110ºC Estanca 160ºC Atmosférica Rendimiento Rendimiento de una planta ƞ: ƞ = 100% - qA – qi - qR - XK Instrumentos Testo, S.A INTERPRETACIÓN DE LAS MEDICIONES Instrumentos Testo, S.A 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% Instrumentos Testo, S.A 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) Instrumentos Testo, S.A Interpretación de resultados Revoco Temperatura humos CO corregido O2 Exceso de aire λ CO2 Instrumentos Testo, S.A Inversión de tiro Interpretación de resultados 19.5 0.00 0 1.6 18.2 3 1 7.50 15.1 19.5 11.9 Instrumentos Testo, S.A ºC mbar ppm % % Ppm % ºC ºC % ºC Tiro Contenido-CO Contenido-CO2 Contenido-O2 CO-No Diluido qA Exceso aire Temp. Ambiente Temp. Humos CO2-Máx Interpretación de resultados Caldera de Condensación O2 + 0.8 % 1993 ppm 1917 ppm 1.04 11.25 % 4.2 % 95.8 % 90.7 ºC -0.1 mbar 20 mbar 18 mbar Instrumentos Testo, S.A O2 CO Corr CO Exceso de aire CO2 Pérdidas qA Rendimiento Th Tiro Presión suministro Presión dinámica Interpretación de resultados Caldera de Condensación 2.1 660 594 1.11 10.53 3.5 96.5 89.4 -0.1 20 18 O2 % ppm CO Corr ppm CO Exceso de aire CO2 % % Pérdidas qA % Rendimiento ºC Th mbar Tiro mbar Presión suministro mbar Presión dinámica Instrumentos Testo, S.A O2 - + Interpretación de resultados Caldera de Condensación 4.9 137 105 1.3 8.97 3.3 96.7 87.8 -0.1 20 18 O2 % ppm CO Corr ppm CO Exceso de aire CO2 % % Pérdidas qA % Rendimiento ºC Th mbar Tiro mbar Presión suministro mbar Presión dinámica Instrumentos Testo, S.A O2 - + Interpretación de resultados Caldera de Condensación 5.5 42 31 1.35 8.64 2.8 97.2 85.8 -0.3 20 18 O2 % ppm CO Corr ppm CO Exceso de aire CO2 % % Pérdidas qA % Rendimiento ºC Th mbar Tiro mbar Presión suministro mbar Presión dinámica Instrumentos Testo, S.A O2 - 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 Instrumentos Testo, S.A Presión suministro Presión dinámica O2 CO Corr CO Exceso de aire CO2 Pérdidas qA Rendimiento Th + Interpretación de resultados Caldera de Estanca Presión de dinámica 18 9.4 15.3 144 39 3.68 3.18 14.5 85.5 132.4 mbar mbar % ppm ppm % % % ºC Instrumentos Testo, S.A Presión suministro Presión dinámica O2 CO Corr CO Exceso de aire CO2 Pérdidas qA Rendimiento Th hPa + Interpretación de resultados Caldera de Estanca Presión de dinámica 19 14.5 8.9 54 31 1.74 6.74 8.3 91.7 148.7 mbar mbar % ppm ppm % % % ºC Instrumentos Testo, S.A Presión suministro Presión dinámica O2 CO Corr CO Exceso de aire CO2 Pérdidas qA Rendimiento Th hPa PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN Instrumentos Testo, S.A ¿ Dónde se mide el tiro ? Instrumentos Testo, S.A 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 Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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 Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A MANTENIMIENTO DEL ANALIZADOR Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A Protección de las células electroquímicas _ Elevadas concentraciones de gas. • Comprobar el estado de las células electroquímicas: o bien Instrumentos Testo, S.A 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: Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A INSTRUMENTACIÓN PARA CALEFACCIÓN Instrumentos Testo, S.A El analizador testo 330LL Instrumentos Testo, S.A Descripcion del visualizador Estado de la batería Combustible seleccionado Fecha y Hora de la medición Visualización valores medidos Barra de función Instrumentos Testo, S.A Sensores del analizador Instrumentos Testo, S.A Sondas de gases Instrumentos Testo, S.A SET para combustibles sólidos Instrumentos Testo, S.A 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 ambiente y 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 Instrumentos Testo, S.A Opacímetro digital Instrumentos Testo, S.A Testo 308 Analizador de partículas finas Instrumentos Testo, S.A Testo 380 Medición de Monóxido de Carbono (CO) Testo 315-2 Datos técnicos: Instrumentos Testo, S.A Rango: 0...2000 ppm Temperatura trabajo del instrumento: + 5...45 °C Exactitud: 3 ppm ( 0...50 ppm) 10 % del v.m. ( > 50 ppm ) Resolución: 1 ppm Límites alarma : 1. 2. 3. 50 ppm 100 ppm 500 ppm Medición CO y CO2 ambiente Testo 315-3 Datos técnicos: Rango: CO CO2 Temperatura trabajo del instrumento: Exactitud: CO CO2 Resolución: Instrumentos Testo, S.A CO CO2 0...100 ppm 0...10.000 ppm + 0...40 °C ± 3 ppm ( 0...20 ppm) ± 5 ppm ( > 20 ppm) ± 300 ppm (0...4.000 ppm) ± 8% del vm(4.000...6.000 ppm) ± 500 ppm (6.000...10.000 ppm) 0,5 ppm 10 ppm Ajuste del cero 0 ppm Cero en aire limpio 150 ppm Resultado de medición correcto 50 ppm 150 ppm Capuchón cerrado Resultado de medición atmósfera cero 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. Instrumentos Testo, S.A Medidor de CO2 ambiente Testo 535 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Rango: 0 .... 10000 ppm CO2 (0 ... 1%) Exactitud: ± (50 ppm CO2 ± 2% v.m.) ... 0 a 5000 ppm CO2 ± (100 ppm CO2 ± 3% v.m.) ...5001 a 10000ppm CO2 Resolución: 1 ppm CO2 Impresión de valores medidos Valores máximos y mínimos Promedios por puntos y por tiempo No es necesario el ajuste del sensor Respuesta rápida Instrumentos Testo, S.A 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). Instrumentos Testo, S.A Caudalímetro: cálculo de la potencia útil Pu = m * Ce * ∆t Donde: Pu = Potencia útil (kcal/h) m= Masa de agua (litros/min.) 1 litro = 1 Kg Medible mediante un vaso caudalímetro. Ce = Calor especifico del agua = 1 Kcal / Kg .ºC ∆t = 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 Instrumentos Testo, S.A Detectores de fugas de gas testo 316-1 Instrumentos Testo, S.A Testo 316-1/-2 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 Instrumentos Testo, S.A Medidor de revocos Testo 317-1 Medición de escapes de gases de combustión en sistemas de calefacción Instrumentos Testo, S.A Manómetro doméstico de presión diferencial Testo 510 • Manómetro de bolsillo para la comprobación de tuberías domésticas. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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 Instrumentos Testo, S.A Cámara termográfica Distribución pared o suelo radiante Instrumentos Testo, S.A Testo 870 Radiadores Cámara termográfica Placas fotovoltaicas Instrumentos Testo, S.A Testo 870 Filtraciones de aire Cámara termográfica Tornillos flojos Instrumentos Testo, S.A Testo 870 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 Instrumentos Testo, S.A Ticket de impresión Testo 312-4 testo 312-4 V 0.92 01362777 Nº de serie --------------------------------------------------------------------- Medición Test de estanqueidad -------------------------------------------------------------------- 09.01.2008 P inicial 12:39:16 122,93 hPa P final 60,27 hPa Caida de P -62,66 hPa t. Estab 15 seg t medicion 600 seg Test de estanqueidad [ ] Correcto Fecha y hora [ ] Incorrecto Resultados Aptitud Equipo:......................................... n cliente:...................................... Cliente:........................................ Dirección:.................................... Operario:..................................... --------------------------------------------Instrumentos Testo, S.A Datos del cliente / operario NORMATIVA Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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 COamb 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 Valores medidos • Aparato a gas en régimen estacionario • CO-amb < 15 ppm Correcto transcurren 5 minutos. • 15 ppm < CO-amb < 50 ppm Anomalía secundaria • Medir CO-amb con un detector adecuado • CO-amb > 50 ppm Anomalía principal colocar el detector a 1m del aparato y a 1.80m de altura. Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A 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 Instrumentos Testo, S.A Instrucción 3BIS/2008/RSI sobre aplicación del RITE Instrumentos Testo, S.A R.I.T.E. – IT 3.4.1 Opacidad y partículas sólidas Instrumentos Testo, S.A IDAE: Procedimiento de inspección periódica Instrumentos Testo, S.A 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. Instrumentos Testo, S.A SERVICIO DE CALIBRACIÓN Instrumentos Testo, S.A Laboratorio de calibración Laboratorio de calibración: ISO ENAC Instrumentos Testo, S.A Certificación ISO Instrumentos Testo, S.A Acreditación ENAC Instrumentos Testo, S.A GRACIAS POR SU ATENCIÓN
