Lo que debes saber acerca de los Sistemas de Combustión

Cuando hablamos de sistemas de combustión debemos enfocarnos en cuatro aspectos importantes:

1. SEGURIDAD
2. CONFIABILIDAD
3. EFICIENCIA
4. SUSTENTABILIDAD

SEGURIDAD

En cuanto a la seguridad en los sistemas de combustión debemos considerar primordialmente proteger a las personas, en segundo lugar la infraestructura y en tercer lugar el prestigio de la compañía, existen directrices en este rubro que nos ayudan a diseñar, implementar, mantener y operar de forma segura los sistemas de combustión. 

Honeywell Combustion Safety además de formar parte de la oferta que Honeywell Thermal Solutions presenta en su catálogo, es miembro de los comités que desarrollan algunos de los códigos y estándares en materia de seguridad para sistemas de combustión, cabe mencionar que Seguridad y Control asiste anualmente al Combustion Safety Workshop organizado por HCS, para mantenerse actualizado acerca de los últimos cambios realizados a los códigos y estándares internacionales.

• NFPA 54 – National Fuel Gas Code.
• NFPA 56 – Fire and Explosion Prevention During Cleaning and Purging of Flammable Gas Piping Systems.
• NFPA 70 – National Electrical Code.
• NFPA 82 – Incinerators and Waste and Linen Handling Systems and Equipment.
• NFPA 85 – Boiler and Combustion Systems Hazards Code.
• NFPA 86 – Standard for Ovens and Furnaces.
• NFPA 87 – Fluid Heaters.
• NB-23 – National Board Inspection Code.
• UL 834 – Standard for Heating, Water Supply and Power Boilers.
• ASME CSD-1 – Controls and Safety Devices for Automatically Fired Boilers.
• ANSI/ASME B36.10M – Welded and Seamless Wrought Steel Pipe.

En un entorno industrial los sistemas de combustión representan riesgos tales como connatos de incendio y explosiones que pueden llegar a tener consecuencias catastróficas, es por eso por lo que se considera muy importante implementar las normas establecidas durante todas las etapas de funcionamiento de los sistemas, logrando así reducir el riesgo.

Todos los quemadores, válvulas de seguridad, válvulas de control, reguladores, switches, controles y actuadores del catálogo de Honeywell Thermal Solutions, están diseñados para trabajar con los estándares aplicables a los sistemas de combustión. 

Las atmósferas explosivas son un aspecto adicional para tomar en cuenta en los cuartos de maquina, por lo que se deben monitorear los límites altos y bajos de flamabilidad de los gases combustibles, con el fin de evitar condiciones de riesgo al interior de las instalaciones, los detectores de gases de la serie MGS 400 de Bacharach son ideales para llevar a cabo esta tarea.

CONFIABILIDAD

Para determinar que los equipos de combustión son capaces de desempeñar confiablemente el trabajo para el cual fueron diseñados, Honeywell y otros fabricantes someten sus productos a rigurosas pruebas a través de procedimientos establecidos, aprobados y estandarizados por las distintas agencias o entidades al rededor del mundo con autoridad para certificar dichos equipos y procedimientos, por lo tanto, es estrictamente obligatorio que todos los elementos que componen un sistema de combustión cuenten con las marcas de las agencias estampadas para considerarlosconfiables. 

• CSA – Canadian Standards Association
• FM – Factory Mutual
• UL – Underwriters Laboratories
• CE – Conformité Européenne
• EAC – Euro Asian Conformity
• SIL – Safety Integrity Level

EFICIENCIA

Podemos definir la eficiencia como la capacidad de obtener la máxima producción con la cantidad mínima de recursos, en la industria la eficiencia energética es muy importante, ya que impacta directamente en la productividad, rentabilidad y competitividad del negocio.

En un proceso de combustión la generación de calor se obtiene de las reacciones de oxidación entre combustibles y comburentes, obteniendo además gases de combustión de los cuales podemos calcular la eficiencia, para analizar el proceso debemos primero clasificarlo:

• Combustión Completa con Exceso de Aire: Cuando todas las moléculas de hidrocarburos se oxidan durante la reacción, produciendo la máxima cantidad de calor disponible en el combustible según su calidad. Sin embargo, el exceso de aire diluye el calor generado reduciendo así la eficiencia, en este caso es común observar niveles altos de O2, N2, NO, NO2y NOx.
• Combustión Completa Estequiométrica: Cuando todas las moléculas de hidrocarburos se oxidan durante la reacción, produciendo la máxima cantidad de calor disponible en el combustible según su calidad. Este es un caso ideal que no es posible replicarlo en la realidad, en el cual se logra la máxima eficiencia produciendo únicamente CO2, H2O y SO2.
• Combustión Incompleta: Cuando no todas las moléculas de hidrocarburos se oxidan durante la reacción, produciendo una cantidad menor del calor disponible en el combustible según su calidad. En este caso es común observar niveles altos de CO, H2S, C y HxCx.

La eficiencia energética durante un proceso de combustión puede ser evaluada por cualquier analizador de combustión y emisiones como los de Bacharach: Fyrite InTech, Fyrite Insight Plus, PCA 400 y ECA 450, disponibles en el catálogo de Seguridad y Control.

Podemos implementar tecnologías como el Controlink y el sistema de gestión de equipo de combustión SLATE de Honeywell para controlar electrónicamente la relación Aire/Gas, logrando así incrementos en la eficiencia del 2 al 6% con respecto a los sistemas articulados mecánicamente, existen además algunas otras alternativas como los reguladores proporcionales de relación Aire/Gas GIK de Kromschröder, los cuales de igual forma nos permiten lograr mayores niveles de eficiencia, estos también se encuentran disponibles en el catálogo de Seguridad y Control.

SUSTENTABILIDAD

La sostenibilidad representa una gran oportunidad para las compañías, ya que una reducción en la huella de carbono no solo mejora su imagen, si no que además genera incrementos en la eficiencia energética, la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero va mas allá del calentamiento global, ya que además, algunos de estos gases (CO, NO, NO2y SO2) son tóxicos y representan un riesgo para la salud del ser humano.

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático a través del Protocolo de Kyoto y el Acuerdo de parís de los cuales México forma parte, ha establecido compromisos para la reducción de emisiones a través de la mitigación, adaptación y resiliencia de los ecosistemas. Algunas de las medidas de mitigación incluyen el uso de tecnologías eficientes en la generación de energía, así como la implementación de energías renovables.

– NOM-085-SEMARNAT-2011

Algunas de las normas en materia de seguridad e higiene laboral determinan los niveles máximos de exposición del ser humano a los diversos gases, los detectores de gases de la serie MGS 400 de Bacharach son ideales para llevar a cabo esta tarea.

• EH40/2005
• OSHA-29-CFR-1910.1000
• NOM-021-SSA1-1993
• NOM-022-SSA1-2010
• NOM-023-SSA1-1993

Artículo Escrito por: Ing. Manuel Solórzano Talavera / Product Manager de Combustión en Seguridad y Control, S.A. de C.V.