An Approach to Optimal Control of the Combustion System in a Reverberatory Furnace

En este trabajo se presenta una técnica de control óptima aplicada al control del exceso de aire en el proceso de combustión de un horno reverbero mediante el monitoreo del porcentaje de O2 en la chimenea, el controlador es diseñado basado en un modelo no-lineal estimado con redes neuronales y se emplea para el previo entrenamiento una base de datos conformada por dos conjuntos: uno para entrenamiento y otro para la validación.In this work an optimal control technique is applied to control the excess air in the combustion process of a reverberatory furnace by the monitoring of O2 percentage in the stack, the controller is designed based on a nonlinear model estimated by artificial neural networks and a data base is used for the previous training; the data base has two subsets one for training and other to validate the net

Combustión con exceso de entalpía

En este trabajo se realiza una revisión del tema relacionado con las características de la combustión utilizando aire normal altamente precalentado. La tecnología se ha utilizado en los últimos años para proporcionar un aumento en la eficiencia térmica y una disminución significativa en el consumo de combustible y emisiones contaminantes respecto a los sistemas de combustión convencionales. Se presenta el concepto de combustión con exceso de entalpía, las principales propiedades de combustión que se afectan por el precalentamiento de los reactivos, los sistemas más utilizados para precalentar el aire, las ventajas y desventajas de esta tecnología y se describen algunas técnicas computacionales empleadas para el estudio de este tipo de combustiónThis work is a review of the characteristics of the combustion using highly preheated normal air. The technology has been used in the last years to provide an increase in the thermal efficiency and a significant decrease in the consumption of fuel and polluting emissions regarding the conventional combustion systems. The combustion with enthalpy excess concept is presented, and also the main combustion properties that are affected by there active preheated, the systems more used to preheat the air, the advantages and disadvantages of this technology and some computational technical.

Desarrollo y evaluación de un sistema de combustión autoregenerativo y radiante para procesos de alta temperatura en pymes

La búsqueda de tecnologías de calentamiento que reduzcan el consumo de combustible, disminuyan las emisiones contaminantes y mejoren la productividad de los procesos y calidad de los productos en procesos de alta temperatura, ha motivado la investigación y desarrollo tecnológico de sistemas térmicos. En este contexto el artículo presenta los resultados del proyecto “Desarrollo y Evaluación de un Sistema de Combustión Autoregenerativo y Radiante para Procesos de Alta Temperatura en Pequeñas y Medianas Empresas PyMESâ€�, presentando la configuración, funcionamiento, caracterización, parámetros de operación y comportamiento de un prototipo desarrollado que opera con 28 kW de potencia térmica con base al poder calorífico inferior, factores de aireación de 1.05 y 1.20 y temperaturas de precalentamiento de aire hasta de 700ºC

Hacia la Mejora del Secado Mecánico del Café en Colombia

En este trabajo se presenta una revisión y análisis del estado del arte de las tecnologías de secado mecánico de café y potenciales acciones para incrementar la eficiencia. Además, se plantea la importancia de utilizar el alcohol carburante obtenido a partir de los subproductos del proceso del beneficio húmedo del grano, pulpa y mucílago, como una opción para la mejora en la emisión de partículas y dióxido de carbono a la atmosfera con respecto a los sistemas de secado mecánico convencionales en Colombia.This work is a review and analysis of the state of art of mechanical technologies for the coffee drying and potential actions to increase the efficiency. Also, it describes the importance to use alcohol as fuel, which could be obtained from subproducts of the humid benefit process of the grain, pulp and mucilage; this could be an option to improve carbon dioxide and particles emissions in comparison with conventional mechanics drying systems in Colombia

Tecnología de recuperación de calor

En los últimos años, se ha despertado en el mundo gran conciencia ambiental. El interés por el desarrollo de tecnologías de calentamiento que sean más eficientes, ha sido cada vez mayor, esto es, disminuir el consumo de combustible e incrementar la eficiencia térmica de los procesos en aplicaciones industriales. Lo anterior, ha sido motivado por varias razones, entre ellas, la incertidumbre en los precios de los combustibles fósiles, los pronósticos que hablan de limitadas reservas de petróleo en las décadas venideras, las políticas de producción más limpia con mínimos impactos ambientales y la necesidad de incrementar la competitividad para asegurar la permanencia en el mercado, sin olvidar la expectativas creadas por la minimización del impacto del cambio climático. Una de las alternativas más comunes para incrementar la eficiencia térmica en los procesos industriales consiste en la recuperación de los calores residuales generados en distintos equipos de calentamiento.Este trabajo constituye un acercamiento hacia la implementación de tecnologías de recuperación de calores residuales en los procesos industriales, para lo cual se dan a conocer los diferentes tipos de recuperadores de calor y sus metodologías de diseño y calculo, al igual que se presentan los análisis sobre diferentes sistemas térmicos, en especial aquellos empleados para la recuperación de calor en gases de combustión, incluyendo cuantificación de potenciales de ahorro, equipos para las distintas posibilidades de recuperación, economizadores, calentadores de aire comburente, bombas de calor y heat pipes, entre otros

Simulación numérica de una cámara de combustión de alta velocidad con dos configuraciones de inyección de combustible

En este trabajo se simuló numéricamente el proceso de combustión en una cámara de alta velocidad que opera con aire precalentado y metano. Las simulaciones han sido realizadas utilizando el software comercial FLUENT y para generar el mallado se empleó el software GAMBIT. Estos programas se emplearon como herramientas de diseño para investigar sobre el funcionamiento del sistema de combustión al emplear dos quemadores, sin sistema de generación de “swirlâ€�: uno con inyección axial del combustible y el otro con inyección radial, antes de construir y probar el prototipo definitivo. Los modelos utilizados han sido k - Ã¥ para turbulencia, P1 para la radiación y PDF – Mixture Fraction para la combustión. Los resultados numéricos obtenidos muestran que el sistema de inyección radial de combustible puede traer ventajas respecto a la inyección axial desde el punto de vista de eficiencia de combustión, siendo más completa la combustión radial debido al mejor mezclado entre el gas y el aire

Numerical simulation of high speed combustion chamber using two fuel injection configurations

RESUMEN: En este trabajo se simuló numéricamente el proceso de combustión en una cámara de alta velocidad que opera con aire precalentado y metano. Las simulaciones han sido realizadas utilizando el software comercial FLUENT y para generar el mallado se empleó el software GAMBIT. Estos programas se emplearon como herramientas de diseño para investigar sobre el funcionamiento del sistema de combustión al emplear dos quemadores, sin sistema de generación de “swirl”: uno con inyección axial del combustible y el otro con inyección radial, antes de construir y probar el prototipo definitivo. Los modelos utilizados han sido k - ε para turbulencia, P1 para la radiación y PDF – Mixture Fraction para la combustión. Los resultados numéricos obtenidos muestran que el sistema de inyección radial de combustible puede traer ventajas respecto a la inyección axial desde el punto de vista de eficiencia de combustión, siendo más completa la combustión radial debido al mejor mezclado entre el gas y el aire.ABSTARCT: In this work, it was simulated the combustion process in a high velocity chamber, which uses highly preheated air and methane as fuel. The simulation was carried out with FLUENT and the grid was drawn with GAMBIT. These programs were used as designing tool to predict the performance of the combustion system when two different types of burners are tested, and there is not swirl generation. The first type of burner the fuel is injected axially. In the second one the fuel is injected radially. The models were: k - ε for turbulence, P1 for radiation and PDF-Mixture Fraction for combustion processes. The numerical results show that radial injection of fuel presents a better performance than axial injection with regard to combustion efficiency, also it is achieved a more complete combustion due to the better mix between air and fuel

An Approach to Optimal Control of the Combustion System in a Reverberatory Furnace

En este trabajo se presenta una técnica de control óptima aplicada al control del exceso de aire en el proceso de combustión de un horno reverbero mediante el monitoreo del porcentaje de O2 en la chimenea, el controlador es diseñado basado en un modelo no-lineal estimado con redes neuronales y se emplea para el previo entrenamiento una base de datos conformada por dos conjuntos: uno para entrenamiento y otro para la validación.In this work an optimal control technique is applied to control the excess air in the combustion process of a reverberatory furnace by the monitoring of O2 percentage in the stack, the controller is designed based on a nonlinear model estimated by artificial neural networks and a data base is used for the previous training; the data base has two subsets one for training and other to validate the net

Desarrollo y evaluación de un sistema de combustión autoregenerativo y radiante para procesos de alta temperatura en pymes

La búsqueda de tecnologías de calentamiento que reduzcan el consumo de combustible, disminuyan las emisiones contaminantes y mejoren la productividad de los procesos y calidad de los productos en procesos de alta temperatura, ha motivado la investigación y desarrollo tecnológico de sistemas térmicos. En este contexto el artículo presenta los resultados del proyecto “Desarrollo y Evaluación de un Sistema de Combustión Autoregenerativo y Radiante para Procesos de Alta Temperatura en Pequeñas y Medianas Empresas PyMESâ€�, presentando la configuración, funcionamiento, caracterización, parámetros de operación y comportamiento de un prototipo desarrollado que opera con 28 kW de potencia térmica con base al poder calorífico inferior, factores de aireación de 1.05 y 1.20 y temperaturas de precalentamiento de aire hasta de 700ºC

Desarrollo y evaluación de un sistema de combustión autoregenerativo y radiante para procesos de alta temperatura en PyMES

La búsqueda de tecnologías de calentamiento que reduzcan el consumo de combustible, disminuyan las emisiones contaminantes y mejoren la productividad de los procesos y calidad de los productos en procesos de alta temperatura, ha motivado la investigación y desarrollo tecnológico de sistemas térmicos. En este contexto el artículo presenta los resultados del proyecto ?Desarrollo y Evaluación de un Sistema de Combustión Autoregenerativo y Radiante para Procesos de Alta Temperatura en Pequeñas y Medianas Empresas PyMES?, presentando la configuración, funcionamiento, caracterización, parámetros de operación y comportamiento de un prototipo desarrollado que opera con 28 kW de potencia térmica con base al poder calorífico inferior, factores de aireación de 1.05 y 1.20 y temperaturas de precalentamiento de aire hasta de 700ºC