y su significado para la optimización del grado de eficiencia y las emisiones
Las instalaciones de caldera suministran la energía térmica necesaria para la generación de energía eléctrica, la calefacción de edificios, la producción de vidrio y cemento así como otras aplicaciones industriales. Los combustibles tales como carbón, gasóleo o gas pueden generar grandes cantidades de energía con un excelente grado de eficiencia.
Al configurar las instalaciones de caldera es importantes alcanzar el máximo grado de eficiencia con emisiones mínimas de sustancias nocivas ya que durante la generación de calor se usan grandes cantidades de combustible y debido a la combustión se generan grandes cantidades de gases de combustión, especialmente porque los valores límite legales de las emisiones son cada vez más estrictos para dichas sustancias nocivas tales como NOX, CO y CO2.
Por esta razón se calculan los valores de emisión durante la puesta en marcha y el mantenimiento de las calderas y los quemadores así como en las mediciones oficiales. Gracias a estos datos es posible calificar claramente la rentabilidad de la instalación y la configuración del quemador. Para optimizar la eficiencia de la instalación de caldera y con el fin de adaptar las emisiones a los requerimientos legales es importante conocer los principios fundamentales del proceso de combustión y comprender la influencia de los distintos parámetros de medición y regulación sobre el rendimiento y la emisión de partículas nocivas.
Para generar calor en los sistemas de calderas se incineran carbono y compuestos de hidrocarburos con el oxígeno en el aire. La combustión se lleva a cabo en una cámara de combustión cerrada. Mediante un intercambiador de calor se conduce la energía térmica generada a un medio de transferencia térmica y a su lugar de destino. Los combustibles sólidos se incineran en un lecho compacto, un lecho fluidizado o en una nube de polvo de combustión, los combustibles líquidos se rocían en forma de niebla en la cámara de combustión y los combustibles gaseosos ya están mezclados con el aire de combustión en el quemador.
Los demás componentes de la instalación se encargan de la alimentación y distribución del combustible, la transferencia y la conducción del calor así como la expulsión de los gases y los residuos de combustión tales como la ceniza y la escoria.
Durante la combustión se producen diversas sustancias que se expulsan en forma de gases de combustión provenientes de la cámara de combustión. La mayor parte de los gases de combustión está compuesta por el valor de agua y el dióxido de carbono (CO2) generado como producto de la reacción entre el combustible y el aire de combustión. Además, los gases de combustión, según la alimentación de aire, contiene óxidos nítricos (NOX) o monóxido de carbono (CO) y partículas de combustible no incinerado completamente. Debido a la contaminación de los combustibles es posible que los gases de combustión contengan sulfuro de hidrógeno, óxidos de azufre, fluoruro de hidrógeno (HF) y ácido clorhídrico (HCl), también pueden encontrarse con frecuencia hollín, metales pesados y polvos.
Vacío
El aire de combustión se compone de varias sustancias. Entre ellas está el nitrógeno (N2) y el oxígeno (O2), una parte variable de vapor así como rastros de dióxido de carbono (CO2), hidrógeno (H2) y gases nobles. A excepción del oxígeno y la porción mínima de nitrógeno, estos componentes también se encuentran en los gases de combustión.