Medição do fluxo de gás natural e vapor em caldeiras a vapor para monitorar a eficiência da caldeira

As caldeiras a vapor industriais são usadas em muitos processos, como aquecimento, secagem e esterilização. As caldeiras a vapor, que convertem a energia de produtos químicos inflamáveis transferindo-a para a água, também são as raízes da revolução industrial.

Combustíveis como carvão, óleo combustível e serragem usados em caldeiras a vapor estão sendo substituídos por Gás natural devido a regulamentações ambientais. Portanto, a eficiência das caldeiras a vapor é importante não apenas para o custo, mas também para o impacto ambiental.

O método básico para o cálculo da eficiência das caldeiras a vapor é a razão entre a energia do combustível e a entalpia do vapor produzido. Multiplicando a taxa de fluxo do Gás natural usado como combustível e sua energia térmica, a taxa de fluxo do Vapor produzido e sua entalpia, obtém-se a equação de energia que entra e sai da caldeira a vapor.

Exemplo de cálculo da eficiência de uma caldeira a vapor:

Taxa de fluxo do Gás natural:330 Sm3/h
Valor calorífico do Gases:45.000 kJ/Sm3
Taxa de fluxo de vapor:5.000 kg/h
Pressão de vapor:6 bar(g)
Entalpia de vapor:2.763 kJ/kg
Produção de calor:330 x 45.000 = 14.850.000 kj/h
Saída de vapor:2763 x 5000 = 12.433.500 kj/h
Eficiência:12.433.500 / 14.850.000 = 84%

Para o Cálculo acima, é necessário medir a taxa de fluxo de gás natural na entrada da caldeira em Sm3 (metros cúbicos padrão) e a taxa de fluxo de vapor na saída em kg/h.

Os medidores de fluxo de massa térmica VA570/520 da CS INSTRUMENTS medem o fluxo de gás natural em Sm3. Portanto, eles podem ser usados como submedidores sem a necessidade de um corretor adicional. O fluxo de vapor, a Pressão e a Temperatura na saída da caldeira podem ser medidos com o medidor de fluxo de vórtice VX570. Isso fornece os parâmetros de fluxo necessários para o balanço de energia de entrada e saída.

A função de cálculo matemático do Registrador de dados DS500, que será adicionado ao sistema, é usada para calcular a eficiência da caldeira acima e para registrar os valores instantâneos. Assim, o desempenho da caldeira em diferentes cargas e condições pode ser facilmente monitorado.