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Aug 04, 2023

Utiliser des débitmètres pour améliorer l'efficacité des chaudières

Les débitmètres thermiques fonctionnent bien car le rapport combustible/air optimal pour une combustion efficace dans les chaudières est calculé sur une base massique et non volumétrique. Cette fonctionnalité est apparue initialement dans le mois de juin

Les débitmètres thermiques fonctionnent bien car le rapport combustible/air optimal pour une combustion efficace dans les chaudières est calculé sur une base massique et non volumétrique. Cette fonctionnalité est initialement apparue dans le numéro de juin 2022 du magazine InTech.

Connaissez vos options lors de la sélection de la technologie de débitmètre appropriée pour mesurer le gaz naturel, l'eau et la vapeur dans la production d'électricité. Dans de nombreuses usines chimiques, l'électricité utilisée par l'usine provient d'une centrale électrique au gaz naturel ou d'une usine de cogénération brûlant des flux de gaz résiduaires. Dans les grandes chaudières (Figure 1), les centrales électriques rassemblent de l'air et du combustible (gaz naturel, gaz résiduaires, fioul ou charbon) pour la combustion, ce qui crée de la chaleur. La chaleur fait bouillir l'eau, créant de la vapeur. La vapeur circule dans une turbine qui la fait tourner et génère ainsi de l'électricité.

La production d’électricité nécessite de l’air d’admission et du carburant pour la combustion. Les ingénieurs doivent mesurer avec précision le rapport air/gaz pour une combustion efficace dans les chaudières. Trop de gaz est un gaspillage, dangereux et coûteux ; trop peu crée une flamme insuffisante pour faire bouillir l’eau efficacement.Compteurs à orifice et à turbine : Traditionnellement, la surveillance du gaz combustible vers les chaudières s'effectue à l'aide d'un compteur à orifice ou à turbine. Cependant, ce ne sont pas les meilleurs appareils de mesure pour cette application car ils sont sujets à des pannes et nécessitent un entretien fréquent et qualifié pour fournir une mesure précise et fiable. Des conditions de tuyauterie contraintes peuvent également donner des maux de tête aux ingénieurs. Par exemple, un compteur à orifice nécessite 10 à 50 diamètres de tuyauterie en amont pour éliminer l'effet des perturbations du débit. Étant donné que les longs tronçons de canalisations droites sont difficiles à trouver, la plupart des systèmes de mesure de débit sont affectés par les profils d'écoulement variables à l'intérieur de la canalisation. La plus grande source de préoccupation est que les compteurs à orifice et à turbine mesurent le débit volumétrique. Des capteurs supplémentaires de pression, de température et de pression différentielle, ainsi qu'un calculateur de débit, sont nécessaires pour calculer ou déduire le débit massique (Figure 2). Non seulement cela dégrade la précision de la mesure du débit, mais les coûts d'installation et de maintenance de ce type de mesure compensée augmentent le coût de possession.

L’eau est également une énergie coûteuse et une ressource limitée. Dans les applications de chaudière, il est important de mesurer avec précision le débit d'eau d'alimentation à l'entrée de la chaudière, car les utilisateurs doivent mesurer l'efficacité avec laquelle la chaudière transforme cette eau d'alimentation en vapeur (Figure 1).Débitmètres à ultrasons à pince : Bien que les utilisateurs puissent mesurer l'eau d'entrée avec un débitmètre volumétrique à vortex, les débitmètres à ultrasons à pince sont idéaux pour les applications de débit d'eau en raison de leur facilité d'utilisation et de leur flexibilité d'application. Ils atteignent une grande précision à des débits faibles et élevés, permettent de gagner du temps sans couper de canalisation ni arrêt de processus et ne sont pas affectés par le bruit extérieur. Les progrès de la technologie ultrasonique intègrent désormais des logiciels et des applications qui facilitent l'installation du compteur, fournissant un signal visuel indiquant que l'opération a été effectuée correctement.

La vapeur de la chaudière doit être mesurée avec précision pour déterminer si la chaudière produit la quantité de vapeur attendue ou si elle doit être réglée pour une efficacité accrue (Figure 1). Traditionnellement, le débit de vapeur était mesuré à l'aide d'un appareil à pression différentielle, généralement une plaque à orifices. Cependant, de tels appareils sont par nature des mesures de débit volumétrique. Les changements de pression et de température modifieront le débit massique de la vapeur. Même un « petit » changement de 10 pour cent dans la pression de vapeur entraînera une erreur de 10 pour cent dans le débit massique non compensé. Cela signifie que, dans une installation typique de mesure de pression différentielle, le débit volumétrique doit être compensé en mesurant la température et la pression. Ces trois mesures (ΔP, T et P) sont intégrées à un calculateur de débit pour calculer le débit massique. Débitmètres vortex multivariables à insertion. Les débitmètres vortex multivariables à insertion mesurent plus précisément la production de vapeur des chaudières. Un débitmètre vortex à insertion avec un raccord process mesure simultanément le débit massique, la température, la pression, le débit volumétrique et la densité du fluide. La densité de la vapeur saturée varie en fonction de la température ou de la pression, tandis que la vapeur surchauffée varie en fonction de la température et de la pression. Les débitmètres à vortex multivariables garantissent donc que les calculs de densité du débitmètre sont corrects et que, par conséquent, les mesures du débit massique de vapeur sont correctes. Cette fonctionnalité est apparue à l'origine en juin 2022. numéro du magazine InTech.