Μέτρηση της ροής φυσικού αερίου και ατμού σε ατμολέβητες για την παρακολούθηση της απόδοσης του λέβητα

Οι βιομηχανικοί ατμολέβητες χρησιμοποιούνται σε πολλές διεργασίες όπως η θέρμανση, η ξήρανση και η αποστείρωση. Οι ατμολέβητες, οι οποίοι μετατρέπουν την ενέργεια των εύφλεκτων χημικών ουσιών μεταφέροντάς την στο νερό, είναι επίσης οι ρίζες της βιομηχανικής επανάστασης.

Καύσιμα όπως ο άνθρακας, το μαζούτ και το πριονίδι που χρησιμοποιούνται στους ατμολέβητες αντικαθίστανται από το φυσικό αέριο λόγω των περιβαλλοντικών κανονισμών. Ως εκ τούτου, η απόδοση των ατμολεβήτων είναι σημαντική όχι μόνο για το κόστος αλλά και για τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Η βασική μέθοδος για τον υπολογισμό της απόδοσης των ατμολεβήτων είναι ο λόγος μεταξύ της ενέργειας του καυσίμου και της ενθαλπίας του παραγόμενου ατμού. Ο πολλαπλασιασμός του ρυθμού ροής του φυσικού αερίου που χρησιμοποιείται ως καύσιμο και της θερμικής του ενέργειας, του ρυθμού ροής του παραγόμενου ατμού και της ενθαλπίας του δίνει την εξίσωση ενέργειας που εισέρχεται και εξέρχεται από τον ατμολέβητα.

Παράδειγμα υπολογισμού του βαθμού απόδοσης ενός ατμολέβητα:

Ρυθμός ροής του φυσικού αερίου:330 Sm3/h
Θερμογόνος δύναμη του φυσικού αερίου:45.000 kJ/Sm3
Ρυθμός ροής ατμού:5.000 kg/h
Πίεση ατμών:6 bar(g)
Ενθαλπία ατμών:2,763 kJ/kg
Παραγωγή θερμότητας:= 14.850.000 kj/h
Παραγωγή ατμών:2763 x 5000 = 12.433.500 kj/h
Απόδοση:12.433.500 / 14.850.000 = 84%

Για τον παραπάνω υπολογισμό, είναι απαραίτητο να μετρηθεί η παροχή φυσικού αερίου στην είσοδο του λέβητα σε Sm3 (τυποποιημένα κυβικά μέτρα) και η παροχή ατμού στην έξοδο σε kg/h.

Οι θερμικοί μετρητές ροής μάζας VA570/520 της CS INSTRUMENTS μετρούν τη ροή φυσικού αερίου σε Sm3. Μπορούν επομένως να χρησιμοποιηθούν ως υπομετρητές χωρίς να απαιτείται πρόσθετος διορθωτής. Η ροή ατμού, η πίεση και η θερμοκρασία στην έξοδο του λέβητα μπορούν να μετρηθούν με τον μετρητή ροής στροβίλου VX570. Αυτό παρέχει τις απαραίτητες παραμέτρους ροής για το ενεργειακό ισοζύγιο εισόδου και εξόδου.

Η μαθηματική λειτουργία υπολογισμού του καταγραφέα δεδομένων DS500, ο οποίος πρόκειται να προστεθεί στο σύστημα, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της παραπάνω απόδοσης του λέβητα και την καταγραφή των στιγμιαίων τιμών. Η απόδοση του λέβητα σε διαφορετικά φορτία και συνθήκες μπορεί έτσι να παρακολουθείται εύκολα.