Análisis de gases dentro del mantenimiento

industrial

IVÁN ALMEIDA, PRISCILA ERAZO, DAVID TORO

El gas de escape de una combustión es el gas que sale a la atmósfera a través de un conducto, que es un tubo o canal para el transporte de gases de escape de un generador de chimenea, horno, caldera de vapor.

Analizador de gases de escape

Composición de gases en calderas y motores térmicos de combustión

Mide concentración de gases en el escape

Introducción

Se deben tomar mediciones de presión y temperatura que estén fluyendo dentro de la maquinaria

Parámetros

Medir la concentración de gasesCH4, O2, N2, CO, NO, NO2, NO3, CO2, SO2, SO3, H2O

Asegurar el cumplimiento de los condicionantes

ambientales del motor, en base a normativas legales

que deba cumplir la planta industrial

Asegurar el buen funcionamiento de la

caldera, del motor o de la turbina.

Determinar calidad del combustible, el estado de

funcionamiento del motor térmico o de la caldera y el correcto

ajuste de determinados

Aplicación

Fallos en maquinas o motores térmicos

de combustión interna

Fallos en maquinas o motores

alternativos

Fallos en cámaras de combustión

Fallos en mezclas de combustible y

comburente

Aplicación

Gases en motores de combustion interna

Un correcto análisis de las proporciones de los gases puede dar lugar a diagnósticos muy importantes del funcionamiento del motor. El analizador de gases de escape analiza la química de estos gases y nos dice en que proporciones se encuentran los mismos.

Una combustión completa, donde el combustible y el oxígeno se queman por completo solo produce CO2 y H2O.

Este proceso de una combustión completa muy pocas veces se lleva a cabo y surge el CO y consiguientemente aparece O2 y HC, la aparición de los mismos es por no completarse la combustión.

CO:

Valores altos del CO, indican una combustión incompleta. Normalmente el valor correcto está comprendido entre 0,5 y 2 %, siendo la unidad de medida el porcentaje en volumen.

CO2:

El dióxido de Carbono es resultado del proceso de combustión, no es toxico a bajos niveles. El motor funciona correctamente cuando el CO2 está a un valor porcentual entre el 12 al 15 %, lecturas bajas son indicativas de un proceso de combustión malo que representa una mala mezcla

HC:

Este compuesto representa los hidrocarburos que salen del motor sin quemar. Se utiliza el ppm, porque la concentración de HC en el gas de escape es muy pequeña. Una indicación alta de HC indica:

◦ Mala combustión.◦ Escape o aceite contaminado.◦ El valor normal está comprendido entre 100 y 400 ppm.

O2:

Este compuesto es el oxígeno del aire que sobro del proceso de combustión. Un valor alto de Oxigeno puede deberse a mezcla pobre, combustiones que no se producen o un escape roto.

Análisis de gases en transformadores

Hidrógeno (H2). Este gas se genera en cualquier inicio de falla, tanto con descargas de baja o alta energía con electrólisis de agua. Normalmente se genera a partir de los 100ºC.

Metano (CH4). Este gas se produce debido a descargas parciales o descomposición térmica del aceite

Etano (C2H6). Este gas normalmente se genera por descomposición térmica del aceite.

Etileno (C2H4). Este gas normalmente se genera por descomposición térmica del aceite o el aislamiento.

Acetileno (C2H2). Es causado por descargas eléctricas.

CO. Este gas puede indicar envejecimiento térmico o descargas en partículas de la aislación de celulosa.

CO2: El dióxido de carbono se genera por envejecimiento térmico o descargas en partículas del material aislante. Si la relación de CO2/CO es mayor a 7, entonces existe algún sobrecalentamiento que está afectando el papel aislante (celulosa).

Métodos de análisisCromatografía gaseosa.

La cromatografía gaseosa es una herramienta muy valiosa en el mantenimiento predictivo, puesto que con una correcta evaluación de los gases presentes puede diagnosticarse con cierta precisión lo que puede estar pasando dentro de un equipo.

Analizadores de gases con sensores.

Consisten en una unidad en forma de caja y una sonda que se inserta en el horno, caldera u otra cámara de combustión que incluyen sensores que pueden rastrear múltiples tipos de gases, como el oxígeno y el dióxido de carbono.

Analizadores de gases de combustión infrarrojos

Los analizadores de gases de combustión infrarrojos utilizan tecnología infrarroja para rastrear las cantidades de ciertos tipos de gases en los gases de combustión de un sistema de combustión. Trabajan en la idea de que diferentes tipos de gases absorben diferentes longitudes de onda de la radiación infrarroja.

GARCIA-GARRIDO, S. (2010). Analisis de gases de escape en La contratación del mantenimiento Industrial. Ediciones Díaz de Santos: Madrid. Pg 97 – 98

Biddle Instruments, Manual on Electrical Insulation testing for the practical man, PA. 19422

Westinghouse Electric Co, Electrical Maintenance Hints, 1976

IEEE, Guide for the acceptance and maintenance of insulating oil in equipment, C57.106.1991

IEEE, Guide for the interpretation of gases generated in oil immersed transformers, C57.104.1991

www.fist.org, Transformer maintenance, Bureau of reclamation, United States Department of interior, Denver Colorado, October 2000

S.D Myers, J.J Kelly, R.H Parrish, A guide to transformer maintenance, Transformer maintenance institute, 1981

Bibliografía