Rendimiento De La Combustión

Rendimiento de la combustión

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El rendimiento de la combustión en cada caldera presenta un punto óptimo de exceso de aire tal y como se observa en el diagrama, al reducir el exceso de aire el rendimiento de la combustión será menor al no poderse oxidar completamente los componentes del combustible, generándose inquemados como el monóxido de carbono entre otros.

En caso de sobrepasar el punto óptimo el exceso de aire, el rendimiento de la combustión también disminuiría debido a que parte del calor de la combustión se utiliza para calentar ese aire en exceso que saldría por la chimenea.

Como se ha señalado el exceso de aire no solo es función: composición molecular, las características de la caldera, como esta realice la combustión y condiciones ambientales que rodean a la caldera. Un combustible tendrá diferentes valores de exceso de aire óptimos para los distintos tipos de calderas, por lo que se tendrá que ajustar dicho valor para cada caldera.

El rendimiento energético es la relación entre el calor que se ha transmitido al agua respecto al calor del combustible que ha sido utilizado, en ningún caso la relación va a ser la misma debido a que se tiene que considerar las pérdidas energéticas. La expresión va referida al poder calorífico inferior.

µ=([PCI-Pérdidas]x100/PCI)%

Existen dos formas para hacer este balance energético.

Método directo, se mide directamente el calor contenido en el agua y por otro lado la energía que ha utilizado el combustible para producir dicho calentamiento. Este es el procedimiento que se utiliza para certificar el rendimiento de la combustión en el laboratorio. En la práctica durante el mantenimiento, no se utiliza debido a la dificultad de medir el caudal del agua.

En este caso el rendimiento se determina mediante la siguiente expresión.

η=(m ̇∙Cp∙∆T)/(F∙PCI)

η : Rendimiento (%)
m ̇: Caudal de agua en la caldera (kg/s)
Cp: Calor específico del agua (kJ/kg °C)

∆T = Ts – Te (°C)

Ts: Temperatura del agua a la salida a la caldera (°C)
Te: Temperatura del agua a la entrada a la caldera (°C)
F: Consumo de combustible (kg/h)
PCI: Poder calorífico inferior del combustible (kJ/kg)

Método indirecto, aquel calor que introducimos quemando el combustible y no presenta perdidas, habrá sido captado por el agua. Es un procedimiento muy utilizado en la práctica.

En cuanto al concepto de calor que se escapa, podemos identificar tres posibilidades: Perdidas a través del cuerpo de la caldera , Perdidas de calor sensible de los humos ) y Perdidas por inquemados . De esta manera podemos determinar el rendimiento de la combustión con la siguiente expresión.

En la práctica, no se tendrá en cuenta las pérdidas del cuerpo en la caldera debido tanto a la dificultad de medir las mismas como a la baja incidencia en el cómputo global. De este modo, en la práctica la ecuación quedará con la siguiente expresión:

η=100-(Pc+Psh+Pi)

Para utilizar cualquiera de estos dos procedimientos, tenemos que saber que el rendimiento se realiza en base al poder calorífico inferior denominado PCI del combustible. Excepto en las calderas de condensación donde se utiliza el calor latente de los gases de escape, en ese caso concreto utilizaremos el rendimiento basado en el PCS.

η=100-(Psh+Pi)

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