Cálculos de relaciones aire/combustible para quemadores de gas natural

Escrito por Amy Rodriguez ; última actualización: February 01, 2018
Comstock/Comstock/Getty Images

Los quemadores de gas natural se encuentran en una variedad de dispositivos, desde cocinas hasta hornos de calefacción. La compañía de instalación puede ajustar tres quemadores especificando la proporción de aire a combustible correcta. Los instaladores deben hacer cálculos de proporciones para asegurar que el quemador de gas natural funcione de manera eficiente y segura.

Proceso de combustión

La combustión no puede ocurrir sin cantidades equilibradas de combustible y aire. Los quemadores de gas natural que reciben una cantidad limitada de aire u oxígeno no pueden producir suficiente combustión o calor. La falta de aire produce una eficiencia baja, causando que le quemador trabaje más duro y con una menor producción de calor. En contraste, los quemadores que reciben cantidades de aire iguales o ligeramente excesivas funcionarán dentro de la especificación, quemando todo el gas natural disponible de manera eficiente para generar una salida de calor apropiada. Sin embargo, las cantidades de aire extremadamente excesivas contribuirán a la pérdida de calor, generando un funcionamiento menos eficiente del quemador.

Proporciones de aire a combustible

Los cálculos de proporciones de aire a combustible suelen encontrarse usando un medidor de flujo o flujómetro. Un flujómetro cuantifica la cantidad de oxígeno y combustible dentro de la zona de montaje de un quemador de gas natural. Un trabajador coloca el flujómetro en la zona de combustión del quemador y deja que el dispositivo registre la composición del humo que fluye. El dispositivo cuantificará la proporción. Una proporción ideal sería de 1 a 1, lo cual significa que todo el gas natural se quema junto con la misma cantidad de oxígeno. Sin embargo, retener calor, a diferencia de perderlo a través de un tubo de escape, suele requerir de un exceso de aire.

Razonamiento del exceso de aire

De acuerdo con el sitio web Engineering Toolbox, la relación óptima de aire en exceso para un quemador de gas natural es del 5 al 10 por ciento. El exceso de aire evita la acumulación de monóxido de carbono y hollín dentro de la cámara de combustión del quemador. Estas acumulaciones pueden conducir a la producción de depósitos en capas sobre el quemador, polución exterior e, incluso, posibles explosiones. Además, el aire en exceso será el causante de cualquier variación accidental de la proporción durante el funcionamiento del quemador. La composición y el volumen del gas combustible pueden variar ligeramente a medida que fluye a través del quemador. El aire en exceso asegurará que el quemador siempre tenga la suficiente cantidad de aire para completar el proceso de combustión.

Cambiado automático

Algunos quemadores de gas natural, como aquellos usados en procesos industriales, tienen interruptores de seguridad de alta y baja presión controlados por computadoras, o controladores. Un flujómetro determina la proporción de aire a combustible. Subsecuentemente, el instalador programará el máximo y el mínimo entrada de gas combustible al circuito controlador del quemador. El gas natural que cae por debajo o por encima de las cantidades programadas disparará el interruptor de seguridad. El quemador no se iluminará, garantizando una reparación inmediata antes de poder volver a su funcionamiento.

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