Resumen

La eficiencia de combustión en hornos es la medida del calor liberado en la llama que es absorbido por el fluido a calentar y es considerada una de las variables más importantes en la realización de estudios de los procesos que ocurren en una planta de proceso continuo. La eficiencia de un horno es calculada usando diferentes modelos matemáticos propuestos en la literatura, los cuales varían en su complejidad dependiendo de las variables analizadas. Los modelos I y II se basan en la cantidad de calor que es absorbida por el equipo fundamentados en el poder calorífico, el modelo III incluye variables como el exceso de aire, temperatura de chimenea y la temperatura adiabática de llama, mientras el modelo IV incluye pérdidas con las paredes del horno del 2%, la temperatura de chimenea y el exceso de aire. Mediante simulación computacional fueron simuladas mezclas de gas combustible con poder calorífico inferior (LHV por sus siglas en inglés) entre 800-2500 BTU/pie3, y se compararon con el gas natural y con datos de proceso; encontrando que las características de la combustión cambian debido a la variación en la composición del combustible. Se presentó baja eficiencia debido a la alta concentración de hidrógeno y un aumento en la temperatura adiabática de llama en función de la composición del gas.

INTRODUCCIÓN

El proceso de refinado de las fracciones del petróleo se enfrenta a grandes retos debido a la necesidad de producir combustibles más limpios que cumplan con las leyes medioambientales vigentes, especialmente las relacionadas con el aumento de la eficiencia energética y la reducción de las emisiones contaminantes [1-2].

En el caso de la combustión de combustibles gaseosos, existe una gran variedad de compuestos que pueden ser utilizados en los procesos de combustión dependiendo de la fuente de origen y de su disponibilidad. Desde 1900 [3-5], se han realizado estudios sobre los efectos de los cambios en el suministro de combustible al quemador y el efecto que puede generar en la eficiencia del proceso de combustión. En general, estos estudios se han centrado en el desarrollo de índices de rendimiento para diferenciar el rendimiento del gas combustible probado en varios equipos de combustión.

En la industria petrolera, el gas residual recuperado (gas de refinería (RG)) contiene una alta concentración de hidrógeno, etileno, propano y propileno, este gas se mezcla con el gas natural como combustible alternativo para frenar el consumo del gas natural (GN), sin embargo, la composición del gas puede cambiar ampliamente dependiendo de la unidad de la que se obtuvo. Por lo tanto, tendrá mezclas no homogéneas debido al cambio en la composición del gas combustible. Estas mezclas afectan al poder calorífico, a la eficiencia energética y a las emisiones contaminantes. Esto también conduce a la formación de coque en la superficie interior de los tubos de los hornos y a daños estructurales por corrosión [6].

• Materias:Combustión Control de la temperatura Hidrógeno Simulación
• Subjects:Combustion Temperature control Hydrogen Simulation
• Palabras claves:Eficiencia, gas de refinería, combustión, hornos, gas combustible.
• Keywords: Efficiency, refinery gas, combustion, furnaces, fuel gas.