Análisis de la Combustión del Gas Natural y la Gestión de Ventiladores en Hornos Túnel

I. Introducción
En la industria de fabricación de ladrillos cerámicos, el horno túnel juega un papel crucial en asegurar la calidad del producto, la eficiencia térmica y la sostenibilidad ambiental. El control preciso de la temperatura y de la atmósfera dentro del horno es la base del proceso. A medida que los métodos tradicionales, como la alimentación manual de carbón y la ventilación mecánica fija, han sido reemplazados por tecnologías de combustión interna y sistemas automatizados, la importancia de los quemadores de gas natural y los ventiladores de horno ha aumentado significativamente. Este artículo analiza la coordinación entre ambos sistemas y propone estrategias de optimización basadas en tecnologías modernas y experiencias prácticas de ingeniería.

II. Visión General del Sistema de Combustión de Gas Natural en Hornos Túnel
1. El Rol Central del Quemador
El quemador de gas natural es el "corazón" del sistema térmico del horno túnel. Su configuración, rango de modulación, geometría de la llama y nivel de automatización impactan directamente en la calidad de cocción, consumo de energía y emisiones de NOx.
Parámetros técnicos clave:
(1) Potencia térmica: debe cubrir o superar la carga térmica máxima del horno con un margen de seguridad del 10–20 %;
(2) Rango de modulación: ≥ 1:10, permitiendo una combustión estable incluso a baja carga;
(3) Geometría de la llama: debe coincidir con la sección transversal del horno (por ejemplo, ancho de 6,9 m o 9,2 m) para evitar zonas frías o sobrecalentadas;
(4) Tecnologías de baja emisión de NOx: recirculación de gases de combustión (FGR), combustión escalonada, boquillas especiales;
(5) Control integrado: con PLC enlazado a sensores de temperatura, oxígeno y CO, compatible con sistemas DCS;
(6) Seguridad: incluye detección UV de llama, válvulas de corte doble, estabilización de presión y reinicio automático.
2. Estrategias de Gestión de la Combustión
(1) Curvas inteligentes de calentamiento: perfiles automáticos de "calentamiento–mantenimiento–enfriamiento" según fase de cocción;
(2) Control zonal de temperatura: división del horno en subzonas con regulación precisa;
(3) Retroalimentación en tiempo real: mediante sensores para control PID estable y eficiente.

III. Optimización del Sistema de Ventilación
1. Función de los Ventiladores en la Operación del Horno
(1) Suministro de oxígeno: asegura combustión completa y atmósfera oxidante;
(2) Distribución del calor: promueve uniformidad térmica en la cámara de cocción;
(3) Extracción de gases y humedad: mantiene niveles adecuados de oxígeno y humedad.
2. Configuración y Parámetros Clave de Ventiladores

3. Ventajas del Control de Velocidad Variable (VFD)
(1) Ajuste fino del caudal de aire: según condiciones térmicas del horno;
(2) Integración con control por retroalimentación: basado en presión y temperatura;
(3) Modelo "aire–fuego–material": automatización del equilibrio térmico general;
(4) Evita zonas muertas o flujos cortocircuitados, mejorando la eficiencia energética.

IV. Coordinación entre Combustión y Ventilación bajo Normas Ambientales
1. Control del Oxígeno y Emisiones
(1) Objetivo de O₂: entre 16–18 % según normativa ambiental;
(2) Riesgos del exceso de aire: pérdida de calor y aumento de volumen de gases;
(3) Estrategia clave: minimizar "aire inútil" y aplicar ventilación precisa y dirigida.
2. Integración con Objetivos de Eficiencia y Reducción de Emisiones
(1) Evolución del tratamiento de gases: desde filtros simples a tratamiento de triple etapa (filtro de mangas + desulfuración + desnitrificación);
(2) Control inteligente del aire: reduce el volumen de emisiones y costes operativos;
(3) Optimización del aire: equilibra calidad del producto, capacidad y cumplimiento ambiental.
3. Recomendaciones Operativas
(1) Monitoreo zonal de presión de aire: con sensores dedicados;
(2) Sistema cerrado de retroalimentación "aire–fuego–material": ajuste dinámico del proceso;
(3) Capacitación técnica para operadores: enfocada en técnicas de cocción limpias y eficientes.

V. Recomendaciones Prácticas (Basado en Experiencia Brictec)
1. Ubicación de los quemadores: alternancia superior + contraflujo lateral para cocción uniforme;
2. Selección de ventiladores: preferentemente axiales con control VFD y sensores térmicos;
3. Lógica de control: reguladores PID segmentados con retroalimentación de O₂, presión y temperatura;
4. Seguridad integrada: detección de llama, bloqueo por sobrepresión, corte de emergencia;
5. Monitoreo continuo: registro de datos y trazabilidad para ajustes y diagnósticos.

VI. Conclusión
En los hornos túnel modernos, los quemadores de gas natural y el sistema de ventilación no deben considerarse sistemas independientes, sino una única unidad de control térmico inteligente. Para lograr cocción de alta calidad, eficiencia energética y cumplimiento ambiental, es esencial implementar un control preciso tanto en la combustión como en la ventilación. Superar la dependencia de la experiencia y avanzar hacia una regulación automática sistemática es el camino hacia una producción de ladrillos más sostenible y eficiente.

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