ボイラー効率監視のための蒸気ボイラーにおける天然ガスと蒸気の流量測定

工業用蒸気ボイラーは、加熱、乾燥、殺菌など多くの工程で使用されている。可燃性化学物質のエネルギーを水に変換する蒸気ボイラーは、産業革命のルーツでもある。

蒸気ボイラーで使用される石炭、重油、おがくずなどの燃料は、環境規制により天然ガスに取って代わられつつある。そのため、蒸気ボイラーの効率はコストだけでなく環境負荷の面からも重要である。

蒸気ボイラーの効率を計算する基本的な方法は、燃料のエネルギーと発生する蒸気のエンタルピーの比である。燃料として使用される天然ガスの流量とその熱エネルギー、生成される蒸気の流量とそのエンタルピーを掛け合わせると、蒸気ボイラーに出入りするエネルギー方程式が得られます。

蒸気ボイラーの効率計算例

天然ガスの流量330 Sm3/h
ガスの発熱量45,000 kJ/Sm3
蒸気流量5,000 kg/h
蒸気圧6 bar(g)
蒸気エンタルピー2,763 kJ/kg
熱出力330 x 45,000 = 14,850,000 kj/h
蒸気出力2763 x 5000 = 12,433,500 kj/h
効率12.433.500 / 14.850.000 = 84%

上記の計算には、ボイラー入口の天然ガス流量をSm3（標準立方メートル）で、出口の蒸気流量をkg/hで測定する必要があります。

CS INSTRUMENTSのサーマルマスフローメータVA570/520は、天然ガス流量をSm3で測定します。従って、補正器を追加することなくサブメーターとして使用することができます。ボイラー出口での蒸気流量、圧力、温度は、渦流量計VX570で測定できます。これにより、入出力エネルギーバランスに必要な流量パラメータが得られます。

システムに追加されるDS500データロガーの数学的計算機能は、上記のボイラー効率の計算と瞬時値の記録に使用されます。このようにして、さまざまな負荷や条件におけるボイラの性能を簡単に監視することができます。