Como melhorar a eficiência e prolongar a vida útil da sua caldeira industrial?

Como melhorar a eficiência da sua caldeira industrial

As caldeiras de vapor industriais são essenciais para o aquecimento dos processos e para a produção de eletricidade. Para reduzir os custos energéticos, a eficiência destes sistemas deve ser optimizada.
Os fabricantes e os operadores de aquecimento devem assegurar um funcionamento contínuo para garantir a produção das instalações e satisfazer os requisitos dos seus clientes sem interrupções.
Para melhorar o desempenho e prolongar a vida útil de uma caldeira industrial, é essencial um funcionamento correto.

Vejamos como pode melhorar a eficiência da sua caldeira industrial e prolongar a sua vida útil.


Funcionamento de uma caldeira de vapor industrial

As caldeiras industriais com tanques de armazenamento são utilizadas para gerar vapor a alta pressão.

São geralmente instalados em fábricas para produzir aenergia térmica necessária para processos de aquecimento industrial, processos de limpeza ou hidratação, ou para produzir eletricidade em centrais eléctricas.
Um balão é um tanque cilíndrico de água ou vapor em ebulição, geralmente deitado de lado e localizado perto do topo de uma caldeira. É utilizado para alimentar o processo industrial ou para separar o vapor a fim de fazer girar uma turbina a vapor e produzir eletricidade.

Funcionamento de uma caldeira de vapor industrial - Diagrama

A verificação do nível do depósito de armazenamento optimizará a eficiência da sua caldeira e prolongará a sua vida útil.

Verificar o nível de água no cilindro

A manutenção do nível de água correto no depósito é essencial para o funcionamento seguro e eficiente da caldeira.

Um nível de água demasiado elevado provoca inundações e interfere com o processo de separação da humidade do vapor no tambor. Um nível demasiado baixo resulta numa baixa eficiência de conversão de água/vapor e pode até descobrir e danificar os tubos da caldeira. Estes requisitos resultam geralmente num intervalo estreito dentro do qual o nível deve ser mantido.

O fluxo de vapor e o fluxo de água de alimentação são dois elementos que afectam o nível do tanque de armazenamento. Adicioná-los ao elemento de nível do tambor permite que o nível de água no tambor seja rigorosamente controlado, e esta estratégia de controlo é conhecida como "controlo de três elementos".

O controlo do nível do depósito é também conhecido como "controlo do nível da água de alimentação", porque o seu objetivo numa caldeira de depósito é manter um nível constante de água no depósito.


A solução da Fuji Electric para melhorar a eficiência e prolongar a vida útil da sua caldeira industrial

A solução Fuji Electric: Controladores de processo multifunções

Controladores de processo multifunções: uma solução fiável e económica para regular o nível das caldeiras de vapor industriais e para obter um controlo estável e preciso do nível do depósito de armazenamento.

O principal objetivo do controlo do nível do reservatório é manipular o caudal de água de alimentação em resposta ao feedback do nível da água, de modo a manter um nível constante. O caudal de água é normalmente manipulado alterando a velocidade de uma bomba de água de alimentação ou abrindo/fechando uma válvula de controlo.

O controlo de retorno explicado acima é aceitável se a carga da caldeira (procura de vapor) for estável. No entanto, uma alteração súbita da carga provoca uma perturbação transitória denominada "resposta inversa do nível da cuba", que perturba a estabilidade da cuba. Para assegurar um controlo rigoroso em condições estáveis e transitórias, o caudal de saída do vapor, a causa da perturbação, é medido antes de qualquer alteração do nível e é utilizado para manipular diretamente a água de alimentação. Isto é conhecido como "controlo de dois elementos".

Além disso, o circuito de controlo do caudal da água de alimentação, em cascata a partir do circuito de controlo do nível do tambor, elimina os efeitos da variação da pressão da água de alimentação e melhora a controlabilidade. A adição destes três elementos: (1) nível do tambor, (2) caudal de vapor e (3) caudal de água de alimentação, permite ao controlador prever a quantidade de água adicionada ao tambor apesar das perturbações, para manter o nível do tambor.

A Figura 1 mostra um exemplo das combinações de blocos de funções do PSC210 para o controlo do depósito da caldeira de três elementos. A saída (MV) do bloco de controlo PID do circuito de controlo do nível de armazenamento (LIC) é fornecida como ponto de regulação (SP) do segundo bloco de controlo PID para o circuito de controlo do caudal de água de alimentação em cascata (FIC). A saída (MV) do LIC é adicionada ao caudal de vapor para compensar as suas variações (controlo de avanço).

Exemplo de configuração do circuito de controlo - Diagrama
Figura 1: Exemplo de uma configuração de malha de controlo com controlo do nível de um depósito de armazenamento de três elementos.

Controlador de processo multifuncional modelo PSC210

O controlador de processo multifunções modelo PSC210

O modelo de controlador PSC210 é particularmente adequado para utilização em circuitos de controlo críticos, tais como caldeiras, graças às suas funções de back-up e carregamento manual.

Também tem capacidade de comunicação Modbus/TCP para monitorização/controlo remoto de caldeiras a partir de um sistema SCADA.

Os controladores da série PSC100/200 podem fornecer blocos de funções de software alargados de adição/subtração e cálculo de desvio/desvio, para além do controlo PID, para obter um controlo sofisticado, como o controlo do nível do tambor de três elementos.

Graças ao controlo do nível do depósito da caldeira de três elementos disponível nos controladores PID multifunções da série PSC100/200, os fabricantes e gestores de instalações têm uma forma eficaz de otimizar a eficiência das suas caldeiras a vapor e prolongar a vida útil do seu equipamento. Os custos de funcionamento são reduzidos e o seu investimento é protegido.

Resposta melhorada do nível inverso do balão

Resposta melhorada do nível inverso do depósito graças ao regulador

Quando a pressão no tambor diminui devido a um aumento súbito da carga (taxa de saída de vapor), as bolhas nos tubos geradores expandem-se e deslocam a água no tubo em direção ao tambor, criando uma falsa representação do verdadeiro nível de água no tambor. O efeito é invertido à medida que a carga diminui. Da mesma forma, quando é adicionada água de alimentação, o nível de água diminui temporariamente devido à contração das bolhas arrefecidas. Estes fenómenos são conhecidos como "resposta inversa do nível do depósito".

O regulador da Fuji Electric aumenta temporariamente a água de alimentação para compensar este efeito quando a carga aumenta.


As suas vantagens

As suas vantagens com o controlador multifunções Fuji Electric
  • Melhorar a eficiência da caldeira
  • Aumento da vida útil do tubo
  • Segurança garantida do balão
  • Aumento dos lucros


Controlador de combustão PID programável multi-loop multifunções psc210

Controlador de combustão PID multifunções, multi-loop, programável: modelo PSC210

  • Otimização da combustão e poupança de energia
    Controladores PID programáveis com funções de cálculo avançadas

 

  • Ideal para atualizar instrumentos existentes
    Tamanho compacto, compatível com os sistemas existentes

 

  • Fácil de utilizar e manusear
    Grande ecrã gráfico a cores e configuração por PC

 

  • Elevada fiabilidade para aplicações exigentes
    Funções independentes de controlo, visualização e E/S

 

  • Recolher, analisar e otimizar
    Comunicação Modbus e armazenamento de dados de medição


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