¿Cómo puede mejorar la eficiencia y prolongar la vida útil de su caldera industrial?

Cómo mejorar la eficiencia de su caldera industrial

Las calderas de vapor industriales son esenciales para el calentamiento de procesos y la generación de energía. Para reducir los costes energéticos, es necesario optimizar la eficiencia de estos sistemas.
Los fabricantes y los operadores de calefacción deben asegurar un funcionamiento continuo para garantizar la producción de la planta y satisfacer las necesidades de sus clientes sin interrupciones.
Para mejorar el rendimiento y prolongar la vida útil de una caldera industrial, es esencial un funcionamiento adecuado.

Veamos cómo puede mejorar la eficiencia de su caldera industrial y prolongar su vida útil.


Funcionamiento de una caldera de vapor industrial

Las calderas industriales con tanques de almacenamiento se utilizan para generar vapor a alta presión.

Suelen instalarse en fábricas para producir laenergía térmica necesaria para procesos industriales de calefacción, limpieza o hidratación, o para producir electricidad en centrales eléctricas.
Un termo es un depósito cilíndrico de agua o vapor en ebullición, generalmente tumbado de lado y situado cerca de la parte superior de una caldera. Se utiliza para alimentar el proceso industrial o para separar el vapor con el fin de hacer girar una turbina de vapor y generar electricidad.

Funcionamiento de una caldera de vapor industrial - Diagrama

Comprobar el nivel del acumulador optimizará el rendimiento de su caldera y prolongará su vida útil.

Comprobar el nivel de agua en el cilindro

Mantener el nivel correcto de agua en el depósito es esencial para el funcionamiento seguro y eficaz de la caldera.

Un nivel de agua demasiado alto provoca inundaciones e interfiere en el proceso de separación de la humedad del vapor en el tambor. Un nivel demasiado bajo provoca una escasa eficacia de la conversión agua/vapor e incluso puede destapar y dañar los tubos de la caldera. Estos requisitos suelen dar lugar a un estrecho margen dentro del cual debe mantenerse el nivel.

El caudal de vapor y el caudal de agua de alimentación son dos elementos que afectan al nivel del tanque de almacenamiento. Si se añaden al elemento de nivel del bidón, es posible controlar estrictamente el nivel de agua en el bidón, y esta estrategia de control se conoce como "control de tres elementos".

El control del nivel del depósito también se conoce como "control del nivel de agua de alimentación", porque su finalidad en una caldera de depósito es mantener un nivel constante de agua en el depósito.


La solución de Fuji Electric para mejorar la eficiencia y prolongar la vida útil de su caldera industrial

La solución de Fuji Electric: controladores de procesos multifunción

Controladores de proceso multifunción: una solución fiable y rentable para regular el nivel de las calderas de vapor industriales y lograr un control estable y preciso del nivel del depósito de almacenamiento.

El objetivo principal del control del nivel del tanque es manipular el flujo de agua de alimentación en respuesta a la retroalimentación del nivel de agua para mantener un nivel constante. El flujo de agua se manipula normalmente cambiando la velocidad de una bomba de agua de alimentación o abriendo/cerrando una válvula de control.

El control de realimentación explicado anteriormente es aceptable si la carga de la caldera (demanda de vapor) es estable. Sin embargo, un cambio repentino de la carga provoca una perturbación transitoria denominada "respuesta inversa del nivel del depósito" que perturba la estabilidad del depósito. Para garantizar un control preciso en condiciones estables y transitorias, el caudal de salida de vapor, la causa de la perturbación, se mide antes de cualquier cambio de nivel y se utiliza para manipular directamente el agua de alimentación. Esto se conoce como "control de dos elementos".

Además, el bucle de control del caudal de agua de alimentación conectado en cascada desde el bucle de control del nivel del tambor elimina los efectos de la variación de la presión del agua de alimentación y mejora la capacidad de control. La suma de estos tres elementos: (1) nivel del tambor, (2) caudal de vapor y (3) caudal de agua de alimentación, permite al controlador predecir la cantidad de agua añadida al tambor a pesar de las perturbaciones, para mantener el nivel del tambor.

La figura 1 muestra un ejemplo de las combinaciones de bloques de funciones del PSC210 para el control del depósito de la caldera de tres elementos. La salida (MV) del bloque de control PID del lazo de control del nivel de almacenamiento (LIC) se proporciona como consigna (SP) del segundo bloque de control PID para el lazo de control del caudal de agua de alimentación (FIC) en cascada. La salida (MV) del LIC se añade al caudal de vapor para compensar sus variaciones (control feedforward).

Ejemplo de configuración del bucle de control - Diagrama
Figura 1: Ejemplo de configuración de un bucle de control con tres elementos de control del nivel del tanque de almacenamiento.

Controlador de procesos multifunción modelo PSC210

EL controlador de procesos multifunción modelo PSC210

El modelo de controlador PSC210 es especialmente adecuado para su uso en lazos de control críticos, como calderas, gracias a sus funciones de reserva y carga manual.

También dispone de capacidad de comunicación Modbus/TCP para la supervisión/control remoto de calderas desde un sistema SCADA.

Los controladores de la serie PSC100/200 pueden proporcionar bloques de funciones de software ampliados de suma/resta y cálculo de offset/offset además del control PID para lograr un control sofisticado como el control de nivel de tambor de tres elementos.

Gracias al control de nivel de depósito de caldera de tres elementos disponible en los controladores PID multifunción de la serie PSC100/200, los fabricantes y responsables de planta disponen de una forma eficaz de optimizar la eficiencia de sus calderas de vapor y prolongar la vida útil de sus equipos. Los costes de explotación se reducen y su inversión queda protegida.

Mejora de la respuesta inversa del nivel del globo

Mejor respuesta inversa del nivel del depósito gracias al regulador

Cuando la presión en el tambor disminuye debido a un aumento repentino de la carga (tasa de salida de vapor), las burbujas de los tubos generadores se expanden y desplazan el agua del tubo hacia el tambor, creando una falsa representación del verdadero nivel de agua en el tambor. El efecto se invierte a medida que disminuye la carga. Del mismo modo, cuando se añade agua de alimentación, el nivel de agua disminuye temporalmente debido a la contracción de las burbujas enfriadas. Estos fenómenos se conocen como "respuesta inversa del nivel del depósito".

El regulador Fuji Electric aumenta temporalmente el agua de alimentación para compensar este efecto cuando aumenta la carga.


Sus ventajas

Sus ventajas con el controlador multifunción Fuji Electric
  • Mejorar la eficiencia de la caldera
  • Mayor vida útil del tubo
  • Seguridad garantizada del globo
  • Aumento de los beneficios


Controlador de combustión PID multifunción multilazo programable psc210

Controlador de combustión PID multifunción, multilazo y programable: modelo PSC210

  • Optimización de la combustión y ahorro de energía
    Controladores PID programables con funciones de cálculo avanzadas

 

  • Ideal para actualizar los instrumentos existentes
    Tamaño compacto, compatible con los sistemas existentes

 

  • Fácil de usar y manejar
    Gran pantalla gráfica en color y configuración por PC

 

  • Alta fiabilidad para aplicaciones exigentes
    Funciones independientes de control, visualización y E/S

 

  • Recopilar, analizar y optimizar
    Comunicación Modbus y almacenamiento de datos de medición


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