Misura del flusso di gas naturale e di vapore nelle caldaie a vapore per il monitoraggio dell'efficienza della caldaia

Le caldaie a vapore industriali sono utilizzate in molti processi come il riscaldamento, l'essiccazione e la sterilizzazione. Le caldaie a vapore, che convertono l'energia di sostanze chimiche infiammabili trasferendola all'acqua, sono anche le radici della rivoluzione industriale.

I combustibili come il carbone, l'olio combustibile e la segatura utilizzati nelle caldaie a vapore vengono sostituiti dal gas naturale a causa delle normative ambientali. Pertanto, l'efficienza delle caldaie a vapore è importante non solo per i costi, ma anche per l'impatto ambientale.

Il metodo di base per il calcolo dell'efficienza delle caldaie a vapore è il rapporto tra l'energia del combustibile e l'entalpia del vapore prodotto. Moltiplicando la portata del gas naturale utilizzato come combustibile e la sua energia termica, la portata del vapore prodotto e la sua entalpia si ottiene l'equazione dell'energia in entrata e in uscita dalla caldaia a vapore.

Esempio di calcolo dell'efficienza di una caldaia a vapore:

Portata del gas naturale:330 Sm3/h
Potere calorifico del Gas:45.000 kJ/Sm3
Portata di vapore:5.000 kg/h
Pressione di vapore:6 bar(g)
Entalpia del vapore:2.763 kJ/kg
Potenza termica:330 x 45.000 = 14.850.000 kj/h
Produzione di vapore:2763 x 5000 = 12.433.500 kj/h
Efficienza:12.433.500 / 14.850.000 = 84%

Per il calcolo di cui sopra, è necessario misurare la portata di gas naturale all'ingresso della caldaia in Sm3 (standard metri cubi) e la portata di vapore all'uscita in kg/h.

I misuratori di portata massica termica VA570/520 di CS Instruments misurano la portata di gas naturale in Sm3. Possono quindi essere utilizzati come sottometri senza la necessità di un correttore aggiuntivo. Il flusso di vapore, la pressione e la temperatura all'uscita della caldaia possono essere misurati con il misuratore di portata vortex VX570. Questo fornisce i parametri di flusso necessari per il bilancio energetico in ingresso e in uscita.

La funzione di calcolo matematico del Registratore di dati DS500, che deve essere aggiunto al sistema, viene utilizzata per calcolare l'efficienza della caldaia e per registrare i valori istantanei. In questo modo è possibile monitorare facilmente le prestazioni della caldaia a diversi carichi e condizioni.