Aardgas- en stoomstromingsmeting in stoomketels voor het bewaken van ketelrendement

Industriële stoomketels worden gebruikt in veel processen zoals verwarmen, drogen en steriliseren. Stoomketels, die de energie van brandbare chemicaliën omzetten door deze over te dragen aan water, zijn ook de wortels van de industriële revolutie.

Brandstoffen zoals kolen, stookolie en zaagsel die in stoomketels worden gebruikt, worden als gevolg van milieuregelgeving vervangen door Aardgas. Daarom is het rendement van stoomketels niet alleen belangrijk voor de kosten, maar ook voor de invloed op het milieu.

De basismethode voor het Berekenen van het rendement van stoomketels is de verhouding tussen de energie van de brandstof en de enthalpie van de geproduceerde stoom. Vermenigvuldiging van het debiet van het Aardgas dat als brandstof wordt gebruikt en de thermische energie ervan, het debiet van de geproduceerde stoom en de enthalpie ervan geeft de energievergelijking die de stoomketel binnenkomt en verlaat.

Voorbeeld van Berekening van het rendement van een stoomketel:

Debiet van het Aardgas:330 Sm3/h
Calorische waarde van het gas:45.000 kJ/Sm3
Stoomstroomsnelheid:5.000 kg/h
Dampdruk:6 bar(g)
Stoom enthalpie:2.763 kJ/kg
Warmteafgifte:330 x 45.000 = 14.850.000 kj/h
Dampvermogen:2763 x 5000 = 12.433.500 kj/h
Rendement:12.433.500 / 14.850.000 = 84%

Voor de bovenstaande Berekening is het nodig om het aardgasdebiet aan de inlaat van de ketel te meten in Sm3 (standaard kubieke meter) en het stoomdebiet aan de uitlaat in kg/u.

De thermische massastroommeters VA570/520 van CS INSTRUMENTS meten het aardgasdebiet in Sm3. Ze kunnen daarom worden gebruikt als submeters zonder dat er een extra corrector nodig is. Stoomdebiet, Druk en Temperatuur aan de keteluitlaat kunnen worden gemeten met de VX570 vortex debietmeter. Dit levert de benodigde stromingsparameters voor de energiebalans aan de ingang en uitgang.

De wiskundige berekeningsfunctie van de DS500 Datalogger, die aan het systeem wordt toegevoegd, wordt gebruikt om het bovenstaande ketelrendement te Berekenen en om de momentane waarden te registreren. De prestaties van de ketel bij verschillende belastingen en omstandigheden kunnen zo eenvoudig worden gecontroleerd.