Biomasa Gráfica 4: Temperatura media del cajón del quemador según exceso de oxígeno. mente. Conforme la capa de residuos va creciendo, a su vez actúa como aislante térmico y dificulta la transferencia de calor desde los nuevos pellets que se van depositando. Ello favorece la combustión completa y las sucesivas capas incorporan tonos grisáceos, hasta alcanzar un espesor a partir del cual todos los residuos son prácticamente ceniza. La capa más superficial es representativa del estado en el momento del apagado y por ello se aprecian inquemados. Este proceso transitorio de acumulación de residuos va a tener influencia en la combustión, en especial mientras se forman las primeras capas con mayor presencia de inquemados. Este hecho se manifiesta durante la operación en una variación del exceso de oxígeno en humos, alcanzándose los mayores valores tras el arranque con la instalación limpia. Conforme se reduce la presencia de inquemados (que a efectos del balance estequiométrico es similar a ceniza) se consume más oxígeno y se reduce su contenido en los humos. Temperaturas en el quemador Como punto final y no por eso menos importante, al menos para el diseño del quemador, se realiza un exhaustivo estudio de la evolución de las temperaturas en el interior del quemador y en la caldera. De este estudio se han determinado cómo son los transitorios en el calentamiento de la caldera y se han obtenido referencias sobre las exigencias térmicas que deben soportar los materiales del quemador en diversas condiciones de operación. La cámara donde se produce la combustión de los pellets y el tubo de llama, es la zona del quemador que soporta una mayor temperatura y desgaste a la erosión. Las temperaturas en la cámara de combustión no son homogéneas y difieren bastante de la zona inferior (parrilla de combustión) a la bóveda de la cámara o a las que tenemos en las paredes laterales ó trasera y delantera. Las temperaturas pueden oscilar en general, entre los 800 °C y los 1.200 °C, según la zona, potencia y exceso de aire aportado a la combustión. Es por eso que estas zonas deben realizarse en unos materiales que sean capaces de reac- cionar correctamente a las rápidas variaciones de temperaturas que se producen y a la oxidación producida por la llama de la combustión. 22 De hecho en los quemadores de cierto tamaño se han obser- vado picos en la combustión hasta casi 1.300 °C, lo que hace necesario la utilización de materiales especiales, como se ha mencionado, que aguanten esta temperatura. Conclusiones finales Tras los estudios y pruebas realizadas para el estudio de quema- dores de pellets en calderas de un tamaño mediano (calderas desde 300 hasta 1500 kW) se han obtenido las siguientes conclusiones: • Se pueden conseguir en este tipo de calderas rendimientos y emisiones similares a los de los combustibles tradiciona- les, pero para ello es necesario que la llama tenga formas similares a las de los quemadores de gas o gasóleo para que la relación de transmisión de calor por radiación y convención sea similar a la obtenida por los combustibles tradicionales. Para que este hecho se produzca es necesario aprovechar toda la superficie de transmisión de calor de la caldera, y por tanto que la cámara de combustión de la biomasa no esté ocupando parte del hogar de la caldera. También es necesario que el exceso de aire en la combus- tión se mueva en el entorno de un 20% (valores de O2 en el entorno del 3%). Con excesos de aire de un 70-80% (valores de O2 en el entorno del 10%), el rendimiento de la caldera disminuye en un 8-10%. • Los rendimientos de los equipos van a estar siempre con- dicionados por la limpieza de los equipos. A pesar de que se pueden instalar sistemas de limpieza automática que alarguen los periodos de limpieza, siempre va a ser necesario antes o después la limpieza manual de la caldera o generador. • A partir de potencias térmicas de unos 300-400 kW es ne- cesaria la utilización de materiales especiales para soportar las altas temperaturas que se generan en la combustión de la biomasa. Los aceros refractarios tradicionales no garantizan una vida media apropiada de los equipos. •