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Optimización del control de nivel de caldera y tambor de vapor

condensación a vapor

En el corazón de cualquier sistema de generación de vapor se encuentra la caldera / tambor de vapor. Aunque viene en muchos tamaños, sus funciones primarias y periféricas son las siguientes: proporcionar una amplia área de superficie para la separación eficiente de agua y vapor; proporcionar capacidad de almacenamiento para satisfacer los requisitos inmediatos de agua de alimentación de la caldera; y facilitar la introducción de productos químicos para fines de tratamiento, así como la eliminación (purga) de impurezas. Por lo tanto, medir el nivel de la caldera / tambor de vapor es crucial para el éxito del ciclo de generación de vapor.

Magnetrol® ha lanzado recientemente un nuevo documento actualizado sobre instrumentación de nivel para la generación de vapor y el ciclo de recuperación de condensado. Esta publicación de blog, parte de una serie basada en este documento técnico, explora uno de los componentes más esenciales del ciclo de generación de vapor y explica cómo la instrumentación de nivel puede aumentar la eficiencia de este proceso.

Desafíos y consideraciones de medición de nivel

Una caldera presenta un entorno extremadamente dinámico con respecto al control de nivel, independientemente de la estrategia de control: uno, dos o tres elementos. El denominador común en cada una de estas estrategias es la medición de nivel en sí.

La aplicación de una tecnología que mejore esta variable en la ecuación sin duda ayudará a controlar el nivel normal de agua (NWL) en la caldera / tambor de vapor, permitiéndole cumplir mejor su función principal de separación de agua y vapor para mejorar la calidad del vapor.

Esto se vuelve más importante cuando las fluctuaciones en la demanda pueden tener efectos dramáticos en el rendimiento de un instrumento durante las condiciones de "contracción" y "hinchamiento" que resultan de los cambios de presión en la caldera / tambor de vapor.

En la producción de vapor a gran escala, como la requerida para la generación de energía comercial (calderas de tubos de agua), las interrupciones en el control del nivel de caldera / tambor de vapor pueden tener efectos adversos en la circulación natural del proceso y la capacidad de la planta para responder a la demanda del mercado. .

Aunque se pueden aplicar correcciones para mitigar los efectos, las variables que deben tenerse en cuenta en esas correcciones generalmente aumentan la instalación, el hardware y la complejidad de la calibración del control de nivel, lo que tiene la consecuencia no deseada de introducir nuevas vías de error. Eliminar las fuentes potenciales de error (incluido el error humano) en relación con la tecnología fundamental de un instrumento es el primer paso para optimizar el control de nivel de la caldera / tambor de vapor.

Las tecnologías de nivel históricamente utilizadas en calderas se basan en la inferencia o la flotabilidad para determinar el nivel. Esto, en sí mismo, los deja vulnerables a la dinámica del proceso (gravedad específica, presión, temperatura, etc.) y puede limitar su capacidad para administrar con precisión el nivel para mejorar la economía de combustible.

Instrumentación de nivel para baterías de vapor y calderas.

Un vistazo rápido a varias tecnologías revela sus fallas individuales relacionadas con el control de nivel de caldera / tambor de vapor:

  • Presión diferencial - un sistema complejo de tubería, recipiente de condensado y transmisor (es) basado en la inferencia que requiere hasta los parámetros del proceso 12 para calibrar correctamente. Se aplican entradas y correcciones externas para garantizar la precisión.
  • Flotabilidad (desplazador) - la precisión desde el inicio hasta las temperaturas operativas no se puede lograr debido a que el desplazador está diseñado para la gravedad específica en condiciones operativas. La calibración y el desgaste mecánico de las piezas móviles pueden introducir errores a lo largo del tiempo.
  • Flotabilidad (interruptor mecánico para control on / off) - Una solución de bajo costo para calderas más pequeñas; sin embargo, la introducción de grandes volúmenes de líquido subenfriado podría afectar el rendimiento y aumentar el consumo de combustible en comparación con una medición de tipo continuo.
  • Capacitancia RF - Basado en la constante dieléctrica del medio de proceso. La constante dieléctrica del agua / condensado cambia en función de la temperatura, introduciendo errores innecesarios. Requiere calibración in situ.
  • Conductividad - altos costos iniciales y de mantenimiento de la sonda en comparación con otras tecnologías. No es una medida continua. La resolución depende de la proximidad de las sondas de conductividad adyacentes en el intervalo de medición. Hilo abrasivo problemático durante la reparación.

Beneficios del radar de onda guiada

El radar de onda guiada (GWR), por otro lado, es una tecnología de medición continua que tiene la clara ventaja de no ser vulnerable a los cambios en las condiciones del proceso que afectan las técnicas de medición mencionadas anteriormente. Dado que su rendimiento y precisión no dependen de la gravedad y / o la inferencia específicas, sobresale en la medición del nivel real de líquido en todas las condiciones encontradas en la caldera / tambor de vapor.

Además, GWR no requiere entradas externas o calibración para lograr un rendimiento específico: la precisión es inherente a la tecnología. Esto elimina de manera efectiva la introducción de errores durante el proceso de calibración o de fuentes externas, es decir, presión y temperatura.

Una reducción en el número de variables que afectan la medición de GWR proporciona un alto grado de certeza de datos, lo que permite a los operadores mantener mejor el nivel normal de agua (NWL) en la caldera / tambor de vapor para una separación óptima de agua / vapor y calidad de vapor a través de una variedad de procesos condiciones

Otros beneficios de GWR incluyen menores costos de mantenimiento; un sello de aislamiento de proceso específico para vapor para aplicaciones corrosivas de alta temperatura / alta presión; capacidad de respuesta a los cambios en la demanda; sondas con tecnología de control de condensación y compensación automática de vapor; y la indicación de nivel continuo frente a discreto. El resultado es una mejor calidad del vapor y una reducción del desperdicio de energía.

Más información

Para obtener más información sobre el control de nivel para calderas / tambores de vapor y otras aplicaciones de generación de vapor, descargar el documento de generación de vapor.

Magnetrol Internacional del Reino Unido

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