En un horno de parrilla, la distribución adecuada del aire es fundamental para una combustión completa, bajas emisiones y una alta eficiencia térmica. El suministro de aire generalmente se divide en aire primario y aire secundario, y a veces se utiliza una pequeña cantidad como aire terciario o aire de sobrefuego.
El aire primario se introduce desde debajo de la parrilla y pasa a través del lecho de combustible. Sus funciones principales son secar el combustible, eliminar los volátiles y suministrar oxígeno para la combustión inicial del carbón. El aire primario suele representar entre el 60 y el 80 por ciento del aire de combustión total. Una proporción de aire primario más alta fortalece el fuego en la parrilla pero puede aumentar el arrastre de cenizas volantes y la formación de NOx. Una cantidad insuficiente de aire primario provoca una combustión incompleta y un alto contenido de carbono en las cenizas de fondo.
Se inyecta aire secundario por encima de la parrilla, en la región de francobordo. Sirve para quemar los gases volátiles liberados por el combustible, crear turbulencias y completar la combustión de los hidrocarburos y monóxido de carbono no quemados. El aire secundario suele constituir entre el 20 y el 40 por ciento del aire total. Un suministro de aire secundario bien ajustado reduce las emisiones de CO, dioxinas y hollín. También ayuda a controlar la temperatura del horno y minimizar los NOx al organizar la combustión.
El flujo de aire total generalmente se establece entre 1,4 y 1,8 veces el requerimiento de aire estequiométrico, lo que corresponde a una proporción de exceso de aire de 1,4 a 1,8. Un menor exceso de aire mejora la eficiencia pero corre el riesgo de una combustión incompleta; Un mayor exceso de aire reduce la temperatura de la llama y aumenta la pérdida de calor a través de los gases de combustión.
La relación óptima entre aire primario y secundario depende de las propiedades del combustible, el diseño de la parrilla y la carga. Para las plantas típicas de conversión de residuos en energía, un punto de partida común es 70 por ciento de aire primario y 30 por ciento de aire secundario. Durante las zonas de secado e ignición, se podrá reducir el aire primario para evitar el enfriamiento del fuego. En la zona de quemado, se puede reducir el aire primario mientras se aumenta el aire secundario para garantizar una combustión completa en fase gaseosa.
Los hornos de parrilla modernos utilizan monitoreo continuo de oxígeno y control de retroalimentación para ajustar la relación del flujo de aire en tiempo real, equilibrando la calidad de la combustión y el cumplimiento de las emisiones. Una puesta en escena adecuada del aire puede lograr una alta eficiencia de combustión con bajas emisiones de NOx y CO.
