Boletín De Soluciones Inteligentes

AVANCES EN COMBUSTIÓN & AIRE LIMPIO.

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Barilla Detectora de Flama en Piloto

Las barillas detectoras para flama se utilizan en los pilotos de los quemadores de proceso para confirmar que hay una flama presente. Las barillas detectores para flama funcionan debido al proceso de ionización / rectificación para completar un circuito. Cuando la barillas detectores para flama está energizada, la corriente produce una carga positiva que atrae los iones negativos de la flama. Los iones positivos normalmente serán atraídos al área de conexión a tierra de la boquilla del piloto. La teoría es recolectar más iones positivos, a través de la tierra física, que iones negativos, de la barillas detectoras para flama, para que el flujo de electrones se “rectifique” o fluya en una dirección. Esto produce la señal de corriente continua que se utiliza para indicar la presencia de flama.

Probando la Barillas Detectoras para Flama

¡Precaución!

Altos voltajes capaces de causar la muerte se pueden usar con este equipo. Tenga mucho cuidado al dar servicio a gabinetes de control y componentes accionados eléctricamente. Las pruebas deben ser realizadas únicamente por personal calificado. Use el EPP requerido, incluyendo gafas de seguridad y guantes de cuero.

Las pruebas se realizaron para establecer un procedimiento para solucionar problemas en pilotos con barillas detectoras para flama. El piloto de prueba fue un ST-1SE-FR que es uno de nuestros pilotos estándar para quemadores de proceso. El piloto fue probado con gas natural a diferentes presiones de combustible y ajustes de la compuerta para aire.

Piloto ST-1SE-FR

Utilizamos un “Circuito de prueba”, el ensamble consiste en una resistencia de 820,000 ohmios cableada en serie con un diodo 1N4004. El clip rojo o positivo es el extremo del diodo y el clip negro o negativo es el extremo de la resistencia del circuito de prueba. El medidor de prueba fue un “FLUKE 87 V True RMS MULTIMETER”.

Circuito de Prueba

Las barillas detectoras para flama trabajan en el proceso de ionización / rectificación para completar un circuito. Siempre hay voltaje en la barillas detectoras para flama cuando la alimentación está encendida. Nuestro panel de relés usó un transformador pequeño para aumentar el voltaje de 120 VCA a aproximadamente 300 VCA en la barillas detectoras para flama. Este voltaje está con el piloto apagado y sin presencia de llama. Este voltaje se midió tocando la punta roja (+), en el medidor FLUKE, la barra de extensión de la barillas detectoras para flama y la punta negra (-) al soporte del piloto para la conexión a tierra. Es importante tener en cuenta que esta tensión es el resultado de la corriente alterna (CA).

Panel de Relevadores

Voltaje Barilla Detectora (VAC) / Sin Flama / Energizado

Nota:

Nuestro sistema utilizó un “Amplificador para Rectificación – Tipo 72DRT1” de FIREYE. Diferentes tipos de amplificadores pueden dar como resultado voltajes y corrientes que son más altos o bajos de los que se indican en este procedimiento.

El circuito de prueba se conectó luego con el clip rojo en el cable de alta tensión a la barra de la flama y el clip negro a la placa de montaje del piloto. El circuito de prueba simula el circuito de rectificación de la flama para energizar la luz “Flama Encendida” en el panel de relevadores.

Cable Positivo / Circuito de Prueba

Cable Negativo / Circuito de Prueba

Panel Relevadores / “Flama ON” Luz Energizada

También conectamos el clip rojo a la varilla de la flama, cerca de la boquilla del piloto y el clip negro a la placa de montaje del piloto y se encendió la luz.

El siguiente paso fue encender el piloto a una presión de 5 psig con la compuerta de aire abierta al 50%. La luz se encendió y el voltaje medido fue de 193 voltios de corriente continua (VCD).

Conexión de sondas de prueba para voltaje de flama

Voltaje Varilla Detectora (VCD)

La corriente en este punto fue de 44 microamperios (µA). Para medir la corriente, el medidor FLUKE se debe conectar en serie con el cable rojo al cable de la varilla de flama y el cable negro a la barra de extensión.

Corriente de microamperios (µA) Varilla Detectora

La presión del piloto se incrementó a 10 psig y el voltaje aumentó de 170 VDC a 240 VDC. El aumento en la presión a 14.5 psig aumentó el voltaje a 250 VCC.

En este punto, ajustamos la presión del combustible a 5 psig y luego cerramos la puerta de aire de la mezcladora a aproximadamente el 25% (0.07 “-0.09”). El voltaje bajó de una constante de 200 VDC a fluctuar entre 90 y 150 VDC.

Al abrir la puerta de aire del mezclador al 100%, el voltaje aumentó a 240 VCD.

Recomendaciones y Conclusiones

La presión del combustible del piloto no tuvo un impacto significativo en el voltaje generado en el circuito. Funcionando con gas natural, la presión recomendada sería de 7 a 15 psig. La luz en el panel de relévadores se mantuvo hasta 1.5 psig.

La posición de la compuerta para aire del mezclador reduce el voltaje de la flama significativamente. La compuerta de aire debe ajustarse entre 50% y 100% abierto para la mejor señal.

Durante el funcionamiento normal, la varilla detectora para flama debe generar un voltaje de 220 a 250 VCD. El voltaje mínimo, para una señal confiable, debe ser de 90 VCD. La corriente debe ser de 20 a 45 microamperios (µA). Los niveles de corriente inferiores a 5 microamperios (µA) pueden causar disparos por “Pérdida de Flama”.

Procedimiento de Prueba en Campo.

Para probar que el cableado del sistema es funcional, cierre la válvula de combustible al piloto. Luego conecte el clip rojo, en el circuito de prueba, al cable de alta tensión en el piloto y el clip negro a la placa de montaje. Tenga mucho cuidado ya que el sistema estará encendido. La luz “Flama Encendida” en el relé o el panel debe encenderse.

Para probar que la varilla detectora de Flama está funcionando, será necesario retirar el piloto del quemador. Cierre la válvula de combustible a piloto y retire el piloto. Asegúrese de que el piloto esté conectado a tierra. Conecte el clip rojo, del circuito de prueba, a la varilla detectora de flama y el clip negro a la placa de montaje. La luz “Flame On” debería encenderse. Si la luz no se enciende, entonces el problema está en la varilla detectora de flama, en los aislantes o las extensiones de la varilla. Tenga mucho cuidado de no tocar el piloto ni la varilla detectora de flama cuando la alimentación está encendida.

Inspeccione la varilla detectora de flama para detectar cualquier tipo de corrosión o acumulación que pueda interferir con el proceso de ionización. La acumulación de humedad en los aislantes y las bielas es un problema frecuente. Apague la alimentación antes de limpiar o reemplazar las piezas piloto o piloto.

Diagnóstico y solución de problemas con quemadores en calentadores.

Con frecuencia, el operador del calentador debe estar capacitado para utilizar su conocimiento del equipo y la unidad de proceso para realizar ajustes que hacen que las operaciones vuelvan a la capacidad requerida deseada por la gerencia de la planta.

Es esencial que la solución de problemas se realice de manera sistemática y bien organizada. La solución de problemas efectiva y segura implica cuatro pasos básicos:

  1. Reconocer el problema.
  2. Observar las indicaciones del problema.
  3. Identificar soluciones para el problema.
  4. Tomar acciones correctivas.

Cuando se observa un problema, es necesario evaluar su posible efecto en el proceso o producto que se produce. Algunas soluciones pueden requerir que el calentador se apague para resolver el problema.

Una vez que se ha determinado la causa, se deben seguir los procedimientos estándar para resolver el problema. Todo el personal involucrado debe conocer el problema, las acciones correctivas planificadas, las formas en que se aborda la seguridad, los resultados esperados y la acción adecuada que debe tomarse en caso de que el problema empeore o no se resuelva.