Cámaras termográficas para la supervisión de las llamas

En muchos sectores se utilizan antorchas para quemar subproductos con gases residuales no deseados o gases inflamables liberados por válvulas de control de la presión durante la liberación de la presión no planificada de los equipos de la planta.

Los usos abarcan operaciones de perforación de pozos de petróleo y gas, refinerías de petróleo, plantas de proceso químico, infraestructuras de distribución de gas y vertederos. En muchos casos, las normativas exigen la supervisión de la antorcha o la llama piloto que enciende los gases, a fin de evitar la liberación de hidrocarburos sin quemar a la atmósfera.

Las cámaras termográficas son una herramienta ideal de supervisión, ya que permiten una supervisión remota automatizada 24 horas al día, los 7 días de la semana, sean cuales sean las condiciones climatológicas. Además, evitan muchos de los problemas económicos y técnicos relacionados con otras tecnologías, como son los detectores de llama ultravioletas (UV), los espectrómetros de ionización de llama, los termopares y los pirómetros. 

Cámaras termográficas de FLIR

• Verifican la combustión y reducen al mínimo los contaminantes sin quemar.
• Notifican de manera instantánea la pérdida de combustión con alarmas visuales y acústicas.
• Permiten la supervisión visual remota con una pantalla de TV o PC.
• Proporcionan lecturas de temperatura cuantitativas.
• Permiten enviar notificaciones a la dirección de la planta mediante correo electrónico y conexiones a la intranet.
• Se pueden conectar a una sala de control central a través de Ethernet.
• Funcionan día y noche, los siete días de la semana, sean cuales sean las condiciones meteorológicas.

La combustión es un proceso complejo

Los sistemas de combustión son a menudo la última línea de defensa que impide que entren en la atmósfera hidrocarburos contaminantes peligrosos. Un ejemplo es el metano, que además d ser combustible es 23 veces más potente que el CO2 como gas de efecto invernadero.

Un jefe de planta debe saber inmediatamente si se detiene la combustión en antorcha y debe volver a encender la llama con rapidez para evitar una parada de la planta.

Se han probado con distinto grado de éxito varias tecnologías para supervisar la llama piloto que enciende el flujo de gas y detectar la llama de la antorcha. Muchas de estas tecnologías son poco útiles o pobres a la hora de minimizar el humo de la combustión en antorcha, lo cual es un indicador importante de la eficiencia del quemado. 

Uno de los problemas es que los flujos de combustión de gas pueden abarcar desde volúmenes bajos durante purgas de gas combustible en condiciones de funcionamiento normal hasta flujos de gran volumen durante la descarga de la válvula de alivio de emergencia o durante una operación de purga completa de la planta. El tamaño y el brillo de la llama de la antorcha y la cantidad de humo generado dependen de lo inflamable que sea el material que se libera. Se pueden inyectar asistentes de gas como aire o vapor al flujo de gas a fin de mejorar la combustión y reducir al mínimo el humo.

Cámaras termográficas de FLIR como solución

Las cámaras termográficas de FLIR distinguen la diferencia en la señal de calor de la llama de una antorcha y el fondo que la rodea (normalmente, el cielo o las nubes). Además de detectar la llama de la antorcha, estas cámaras se pueden colocar para supervisar la llama de encendido. Normalmente, las cámaras se instalan en un pedestal u otra estructura rígida en carcasas resistentes a la humedad para protegerlas de las condiciones meteorológicas adversas. 

La calibración y la respuesta espectral de la cámara permiten ver a través de la humedad del aire para obtener una imagen óptima y una lectura de temperatura relativa de la antorcha o la llama piloto. Las imágenes obtenidas con las cámaras termográficas de FLIR incluso permiten a un observador detectar la llama de una antorcha que podría no ser visible para el ojo humano debido a su composición o un volumen de flujo de gas bajo. 

De este modo se soluciona el problema de los detectores de llamas ultravioleta, que pueden quedar cegados por el humo. Las imágenes térmicas y visuales se pueden transmitir en tiempo real a una sala de control central como datos analógicos o digitalizados.

Control automatizado

Además de la supervisión visual del humo y la llama de las antorchas, se puede realizar un control automático de la relación entre el gas asistente y el gas residual. Cuando esta relación se ajusta adecuadamente, la combustión mejora y la cantidad de humo se reduce al mínimo. Las condiciones adversas requieren el ajuste inmediato del volumen de aire o vapor para mantener la combustión adecuada. Como valor añadido, el control automatizado de inyección de gas asistente puede contribuir a evitar el exceso de consumo de vapor y reducir los costes de manera significativa.