Tipos de Queimadores de Gás

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QUEMADORES PARA GASES
INTRODUCCIÓN
CLASIFICACIÓN DE LOS QUEMADORES DE GASESQ
QUEMADORES DE PREMEZCLA
CALDERAS MURALES
QUEMADORES SIN MEZCLA PREVIAQUEMADORES SIN MEZCLA PREVIA
QUEMADORES ESPECIALES
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INTRODUCCIÓN
• Debido a la limpieza de los gases y a que el combustible ya está atomizado antes de entrar al quemador,
el proceso de combustión no requiere una gran preparación previa.
• Existen un gran número de tipos de quemadores para gases.
• Existen quemadores específicos de aplicaciones industriales y domésticas (calderas murales)
• De todos los combustibles es el que se quema con menor exceso de aire, lo que permite obtener mayores
rendimientos
• Por ser el combustible que más hidrógeno contiene por átomo de carbono y estar exento de otro tipo de
impurezas, es el que menos contaminación atmosférica produce.
Producción CO2 Producción H2O Contenido de S2 2
g/kWh (sobre PCI) g/kWh (sobre PCI) %
Fuelóleo BIA 283 < 1
Gasóleo 273 87 < 0,2
Butano 238 122 > 0,05
Propano 233 126 < 0,05
GN (metano) 204 155 0
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CLASIFICACIÓN DE LOS QUEMADORES DE GAS
Existen muchas formas de clasificar los quemadores de gas por ello, la Comisión de Utilización de la
I.G.U. (International Gas Union) ha establecido una clasificación numérica que caracteriza sus diferentes
variables, independiente de que un mismo tipo de quemador pueda recibir de cada constructor unavariables, independiente de que un mismo tipo de quemador pueda recibir de cada constructor una
denominación diferente.
En esta clasificación, cada quemador queda designado por un grupo de 6 cifras, de las que cada cifra
puede tener diversas variantes:
1º Cifra: Modo de formación de la mezcla aire-gas (7 variantes).
2º Cifra: Categorías de presión de alimentación en aire y en gas (7 variantes).
3º Cifra: Derrame de aire-gas en los orificios de salida (6 variantes).
4º Cif M d bili l ll (4 i )4º Cifra: Manera de estabilizar la llama (4 variantes).
5º Cifra: Localización de la combustión (7 variantes).
6º Cifra: Precalentamiento o no del aire de combustión (3 variantes).
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1º Cifra
Modo de formación
de la mezcla aire-gas
2º Cifra
Presión del gas
Y del aire
3º Cifra
Características del
derrame de la mezcla
previa sin quemar, o
4º Cifra
Estabilización de la
llama
5º Cifra
Localización de la
combustión
6º Cifra
Precalentamiento del
aire de combustión.
p e a s que a , o
del aire y gas por
orificios separados
1 Mezcla previa total
por inducción
1 Gas a baja presión
(hasta 500 mm ); aire a
ió t fé i
1 Derrame por orificios
sencillos
1 Por llamas auxiliares. 1 Llamas libres. 1 Quemador
precalentamiento de
ipresión atmosférica. aire.
2 Mezcla previa total
por cámara de mezcla.
2 Gas a baja presión
(hasta 500 mm); aire a
presión.
2 Derrame paralelo 2 Por recirculación de
gases calientes
(turbulencia libre)
2 En pieza refractaria,
generalmente cónica.
2 Quemador pudiendo
funcionar con aire
precalentado
3 Mezcla previa total 3 Gas a alta presión 3 Derrame 3 Por un obstáculo 3 En contacto con 3 Quemador
antes del quemador. (sobre 500 mm); aire a
presión atmosférica.
convergente. (turbulencia de
obstáculo)
refractario o de masa
de granos de
refractarios.
funcionando
necesariamente con
aire caliente.
4 Mezcla previa parcial
por modulación.
4 Gas a alta presión
(sobre 500 mm); aire a
4 Derrame giratorio. 4 Por una superficie
refractaria
4 Sobre superficie
refractaria.por modulación. (sobre 500 mm); aire a
presión.
refractaria refractaria.
5 Mezcla previa parcial
por cámara de mezcla
5 Gas reducido
sensiblemente a la
presión atmosférica;
i ió
5 A través de
refractario poroso.
0 Llamas libres sin
ningún artificio de
estabilización.
5 En túnel de
combustión refractaria.
aire a presión
6 Mezcla previa parcial
antes del quemador
6 Gas reducido a la
presión atmosférica.
6 Sobre rotor giratorio. 6 En tubo metálico o
cerámico.
7 sin mezcla previa. 7 Mezcla aire-gas a
presión.
7 En contacto con
masa catalítica.
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QUEMADORES DE MEZCLA PREVIA
Los quemadores de mezcla previa son aquellos en que parte o la totalidad del aire necesario para laq p q q p p
combustión completa, se mezcla con el gas a la entrada del quemador o inmediatamente antes de iniciarse
la combustión.
Los sistemas de mezcla previa pueden ser:
•Máquinas de mezcla o grupo de mezcla: Es un recipiente donde existe una presión inferior a la
atmosférica y posee dos orificios calibrados por donde se alimenta el gas y el aire, estando ambos
regulados.
•Cámara de mezcla: Alimentada con aire y gas a presión por dos canalizaciones provistas de
válvulas de regulación progresivas y de mando simultáneo
•Mezclador de inducción: Es el dispositivo por el cual la energía de un fluido aspira al otro•Mezclador de inducción: Es el dispositivo por el cual la energía de un fluido aspira al otro,
(generalmente un inyector y un Venturi) es el dispositivo mas frecuentemente empleado, se
distinguen los siguientes casos.
•Mezcladores de inducción atmosférica: El gas a la presión de la red o comprimido es el
fluido inductor que aspira el aire ambientefluido inductor que aspira el aire ambiente.
•Mezcladores de aire inductor y gas despresurizado: El aire comprimido aspira el gas, que
es parcialmente despresurizado o reducido a presión atmosférica.
•Mezcladores el aire y el gas están ambos a presión.
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Cámara de mezcla
Máquina de mezcla
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Mezclador de inducción atmosférica
Mezclador con aire inductor a presión
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Comparación de ambos tipos de mezcladores de inducción
Mezclador de inducción Mezclador de aire inductor y gasMezclador de inducción
atmosférica
Mezclador de aire inductor y gas
despresurizado
Sencillez de construcción Construcción más complicada (regulador
de gas)de gas)
Utiliza sólo la presión del gas Exige un compresor de aire
Precio de compra bajo Precio de compra gravado por el del
regulador de gas y el compresor de aire.
Presión de mezcla baja Presión de mezcla elevada
Modulación 1 a 3 como máximo Modulación pudiendo sobrepasar 1 a 5
Sensibilidad a las contrapresiones de las
á d b tió
Insensibilidad a las contrapresiones de
l á d b tiócámaras de combustión las cámaras de combustión
Tamaño excesivo para los quemadores
de gran caudal
Tamaño que no puede ser muy reducido
para los quemadores de pequeño caudal
No necesita energía auxiliar Consume energía auxiliarg g
Factor de aire casi siempre inferior a la
unidad
Factor de aire primario elevado, pudiendo
sobrepasar fácilmente la unidad
Regulación válvula de gas, no regula aire Regulación válvula de aire y paso de gas
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Quemador de mezcla previa por inducción atmosférica 
• Llamados popularmente quemadores atmosféricos, al entrar el aire al quemador por la presión
atmosféricaatmosférica. 
• El principio de funcionamiento es la induccióny el efecto Venturi 
• Las principales características de este tipo de quemadores son: 
• No suele superar potencias de 250.000 kcal/h. 
• Es el quemador más simple y barato. 
• No puede trabajar con cámaras de combustión sobrepresionadas. 
• Tiene mucha sensibilidad el arrastre de aire con las variaciones de presión en el recinto donde su
sitúe el quemador. 
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Las partes del quemador de mezcla previa por inducción atmosférica son:
• Inyector
• Cámara de mezcla (Efecto Venturi)
• Cabeza del quemador 
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Quemador de gas a presión y doble inducción atmosférica
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INYECTOR
Es el accesorio más delicado del quemador Es importante conocer la influencia primordial que tiene sobreEs el accesorio más delicado del quemador. Es importante conocer la influencia primordial que tiene sobre
todo en lo que se refiere a suministrar el caudal preciso de gas.
El caudal que atraviesa el inyector viene dado por:
• La sección o área libre de paso (S).
• La velocidad con que lo atraviesa el gas (V).
• La densidad relativa y, por tanto, el peso específico del gas (ρ)
• La temperatura de éste (T1).
• Diferencia de presión en el inyector (ΔP).
V = C1 x [(2xgxΔP)/ρ]1/2
Caudal = C2xSxV
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C1: Es el coeficiente de frotamiento, con valor de 0,7 a 0,9 sin dimensiones.
C2: Coeficiente de contracción cuyo valor oscila entre 0,5 y 0,95
Corrección por temperatura: Si se trabaja a una temperatura diferente a T = 273º K (0º C) el caudal se debeCorrección por temperatura: Si se trabaja a una temperatura diferente a T0 = 273º K (0º C) el caudal se debe
corregir multiplicando por un factor, que se determina.
(T0/T1)1/2
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CAMARA DE MEZCLA
La cámara de mezcla es el elemento encargado de realizar la mezcla del aire primario y el gas, el aire primario entrag p y g , p
en la cámara por la misma tobera que el gas o a través de unos orificios practicados en la pared del tubo, los cuales
se llaman lumbreras.
La regulación de aire primario en el quemador puede hacerse:La regulación de aire primario en el quemador puede hacerse:
•Por obturación de la sección de entrada del aire.
•Por desplazamiento de la boquilla inyectora respecto al Venturi.
•Por estrangulamiento del cuello del venturi.
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DIFERENTES DISPOSITIVOS DE REGLAJE DEL AIRE PRIMARIO
1. Por brida (a); 2. Por disco roscado (b); 3. Por Venturi regulable (c)
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CABEZA DE QUEMADOR con mezcla previa de aire
• Quemadores de llama libre• Quemadores de llama libre
• Quemadores de antorcha
• Quemadores de rampa
• Quemadores de corona
• Quemadores de venturi acodado• Quemadores de venturi acodado
• Quemadores refractarios
• Quemadores catalíticos
Quemador de antorchaQ
Quemador de rampa Quemador de corona
Quemador de venturi acodado
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Quemador con pieza refractaria, para 
estabilizar llama
Quemador de radiación infrarroja
Quemador catalítico de platino
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Quemador de radiación infrarroja
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Esquema del mezclador con aire inductor a presión
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CALDERAS MURALES
• La caldera mural de gas apareció en el mercado en l940.g p
Cámara abierta y tiro natural Cámara estanca y tiro forzado Cámara abierta y tiro forzadfo
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Caldera mural mixta, cámara abierta y tiro 
forzado, calentamiento A.C.S. por baño
Caldera mural mixta, cámara abierta y tiro 
natural, calentamiento A.C.S. Por intercambiador
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QUEMADORES SIN MEZCLA PREVIA
La mezcla entre combustible y comburente se realiza en la descarga a la cámara de combustión, se tieneny g
dos sistemas de combustión:
• Cuando la mezcla se realiza en la cabeza del quemador, el gas vertido en la cámara de combustión tiene
la composición correcta.
• La mezcla se realiza al inicio de la combustión, el gas y el aire entran por separado a la combustión, no
suele emplearse para generadores de calor.
Quemadores con mezcla en la cabeza.
• Se produce una turbulencia elevada, que produce una mezcla rápida, pudiendo clasificar.
• Quemadores de turbulencia radial fija.
• Quemadores de corriente convergente de aire
• Quemadores de baja turbulencia de flujos paralelos
• La reacción de combustión es rápida• La reacción de combustión es rápida.
• La llama es corta y de elevada temperatura.
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Quemador de baja turbulencia de flujo paraleloQuemador de turbulencia radial Quemador de baja turbulencia de flujo paraleloQ
Quemador de corriente convergente de aire
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Quemador monobloc con rampa de gas y grupo de regulación
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Quemador de una etapa (p≤100 kW) Quemador de dos etapas (100<p≤800 kW)
Quemador modulante (800<p kW)
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RAMPA DE ALIMENTACIÓN A QUEMADOR EN BAJA PRESIÓN CON CONTROL DE ESTANQUEIDAD POR BARBOTEO
1 Llave de paso embridada DN40 y PN 25 de 1/4 vuelta.
2 Ventómetro con válvula pulsadora roscada de 1/2"
3 Manorreductor embridado DN40 con filtro, presión ajustable entre 100 y
400 mm.c.a., toma de impulsos interna. Caudal 40 Nm3/h
4 Presostato mínima roscado 1/2"
5Válvula solenoide embridada DN40, con regulador de caudal tipo NC.5 Válvula solenoide embridada DN40, con regulador de caudal tipo NC.
Apertura y cierre rápidos.
6 Electroválvula de venteo roscada 3/4" tipo NA. Apertura y cierre rápidos.
7 Detector fugas glicerina, roscado 3/4".
8 Quemador
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Quemador de una llama
Quemador de dos llamas
Quemador de una llamaQuemador de una llama
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ACCESORIOS
Válvula de seguridad
Regulador de presión
g
Filtro
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QUEMADORES ESPECIALES
Quemador de tubos radiantes
Quemador sumergido
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Quemador sumergido con perforaciones Quemador en vena con premezcla parcial
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Quemador de alta velocidad
Soplete de corte
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