Non è possibile capire se una caldaia a vapore sia economica o meno solo guardando il consumo orario di carburante. Dovrebbero essere valutati insieme la pressione del vapore prodotto, la temperatura dell’acqua di alimentazione, l’efficienza della caldaia, la velocità di ritorno della condensa, l’entità dello scarico e il funzionamento del bruciatore sotto carico. Pertanto, “Quanti metri cubi di gas naturale sono necessari per 1 tonnellata di vapore?” Non esiste una risposta unica alla domanda valida per ogni struttura.
L’approccio corretto consiste nel trovare il calore netto necessario per convertire una tonnellata di acqua di alimentazione in vapore alla pressione desiderata e dividere questo valore per l’efficienza effettiva della caldaia. Dividendo il risultato per il potere calorifico inferiore del carburante, si ottiene il consumo approssimativo di carburante.
Variabili chiave che determinano il costo della produzione di vapore
Pressione di vapore
Quando la pressione del vapore aumenta, la temperatura del vapore saturo e il contenuto energetico cambiano. Nel calcolo, dovrebbe essere utilizzata non solo “l’ebollizione di una tonnellata d’acqua”, ma anche la differenza di entalpia necessaria per trasformare l’acqua di alimentazione dalla sua temperatura attuale in vapore alla pressione desiderata.
Temperatura dell’acqua di alimentazione
Fornire acqua a 20 °C alla caldaia non equivale a fornire acqua a una temperatura compresa tra 90 e 105 °C con condensa calda e supporto del disaeratore. La caldaia consuma meno energia per l’acqua di alimentazione più calda. Per questo motivo, il serbatoio della condensa e il serbatoio disaeratore non sono solo apparecchiature ausiliarie, ma parti del sistema che influiscono sui costi operativi.
Efficienza effettiva della caldaia
La resa del catalogo può indicare condizioni di test ideali o definite. L’efficienza operativa effettiva è influenzata dal rapporto di carico, dall’aria in eccesso, dalla temperatura dei fumi, dalla pulizia delle superfici di trasferimento del calore, dalla qualità del carburante e dal numero di arresti e avviamenti. La portata del carburante misurata e la produzione di vapore dovrebbero essere prese come base per un calcolo accurato dei costi.
Tasso di ritorno della condensa
La condensa calda di ritorno dal processo restituisce sia l’acqua che il calore in essa contenuto. Con l’aumento del ritorno della condensa, la necessità di acqua di reintegro, prodotti chimici per la preparazione dell’acqua e carburante può diminuire. Tuttavia, la condensa con rischio di contaminazione da olio o prodotti chimici di processo non deve essere inviata direttamente alla caldaia; Deve essere sottoposto a controllo di qualità.
Bluff e perdite di linea
Un tasso di scarico elevato significa perdita di acqua calda ed energia. Anche perdite di vapore, isolamento inadeguato, trappole difettose e vapore rilasciato nell’atmosfera causano la perdita di energia prodotta nella caldaia prima che raggiunga il processo.
Formula per il calcolo del consumo di carburante
È possibile effettuare un calcolo approssimativo con il seguente bilancio energetico:
Quantità di carburante richiesta = [Portata del vapore × (Entalpia del vapore − Entalpia dell’acqua di alimentazione)] / [Efficienza della caldaia × Potere calorifico inferiore del carburante]
Qui:
- Portata vapore kg/h,
- Valori di entalpia kJ/kg,
- Rendimento della caldaia come valore decimale,
- Il potere calorifico inferiore del carburante è considerato kJ/Nm³ o kJ/kg.
L’effettivo potere calorifico inferiore del carburante dovrebbe essere ottenuto dall’analisi del fornitore. L’utilizzo di un valore Internet fisso per il gas naturale fornisce solo una stima preliminare, poiché la composizione del gas e le condizioni di fatturazione possono cambiare.
Esempio: calcolo del gas naturale per 1 tonnellata di vapore all’ora
Ad esempio, supponiamo che il vapore saturo venga prodotto a circa 10 bar, che l’acqua di alimentazione sia a 80 °C e che l’efficienza della caldaia sia accettata pari al 90%. Gli esatti valori di entalpia da utilizzare dovrebbero essere presi dalla tabella vapore attuale. Circa:
- Viene determinata l’entalpia del vapore desiderato.
- Viene estratta l’entalpia dell’acqua di alimentazione a 80 °C.
- La differenza viene moltiplicata per la portata di vapore di 1.000 kg/h.
- Il risultato è diviso per il 90% di efficienza.
- L’energia del combustibile ottenuta viene divisa per il potere calorifico inferiore del gas naturale, che costituisce la base per la fatturazione.
Questo metodo mostra chiaramente i presupposti e non solo i consumi teorici del corpo caldaia. Nella struttura reale, al costo del vapore in tonnellate dovrebbero essere aggiunti anche i costi relativi a ventilatori, pompe, preparazione dell’acqua, consumo di prodotti chimici, elettricità, personale, manutenzione e tempi di inattività non pianificati.
Come trovare il costo effettivo di una tonnellata di vapore?
Il metodo più affidabile è utilizzare i dati misurati in un periodo specifico:
| Valore da misurare | Perché è necessario? |
|---|---|
| Produzione totale di vapore | Denominatore del costo unitario del prodotto |
| Consumo di carburante e prezzo unitario | Mostra il costo variabile più grande |
| Ritorno dell’acqua di reintegro e della condensa | Indica perdite di acqua, sostanze chimiche e calore |
| Quantità di scarico | Indica la perdita di acqua calda ed energia |
| Consumo di elettricità | Include ventilatori, pompe e sistemi ausiliari |
| Spese di manutenzione e prodotti chimici | Completano il costo totale di proprietà |
| Ore di funzionamento e tasso di carico | Rivela le perdite di carico parziali |
Tonnellata di costo del vapore = Spesa totale del sistema vapore per il periodo / Tonnellata netta di vapore prodotta nel periodo
È importante che i contatori vengano letti nello stesso intervallo di tempo. Se il carburante viene misurato mensilmente e il vapore quotidianamente, il confronto può essere fuorviante.
Da dove dovremmo iniziare per ridurre il consumo di carburante?
Il primo passo non è acquistare una nuova caldaia, ma misurare la localizzazione della perdita. Una temperatura elevata dei gas di scarico indica superfici di trasferimento del calore sporche o possibilità di recupero del calore; Un valore elevato di ossigeno significa più aria; Un basso ritorno di condensa può indicare perdite sul lato del processo.
Le principali aree di miglioramento sono:
- Regolazione aria-combustibile del bruciatore e modulazione del carico,
- Pulizia regolare delle superfici di trasferimento del calore,
- Valutazione del calore dei fumi con economizzatore,
- Recupero condensa e vapori vapori,
- Corretto isolamento delle linee del vapore e della condensa,
- Rimozione di trappole e perdite difettose,
- Prevenire la produzione ad alta pressione non necessaria,
- Gestione controllata della qualità dell’acqua e del tasso di scarico.
Quali informazioni sui consumi dovrebbero essere richieste quando si confrontano le offerte?
Due caldaie non dovrebbero essere confrontate esclusivamente in base alla percentuale di efficienza nominale. Nelle offerte dovrebbe essere chiesto chiaramente a quali condizioni vengono forniti la capacità di vapore, la pressione di esercizio, la temperatura dell’acqua di alimentazione, il potere calorifico inferiore del combustibile, lo standard di prova, il carico minimo, l’intervallo di modulazione del bruciatore e il consumo di elettricità ausiliaria.
I modelli di caldaie a vapore di Hisarmak vengono valutati in base alla capacità, alla pressione e alla struttura del combustibile dell’impianto. I dati di processo possono essere condivisi nel modulo di richiesta della caldaia a vapore per la preselezione.
Domande frequenti
Esiste una quantità esatta di gas naturale per 1 tonnellata di vapore?
No. Pressione, temperatura dell’acqua di alimentazione, efficienza della caldaia, potere calorifico inferiore del gas, scarico e perdite di sistema modificano il risultato.
L’efficienza del catalogo è sufficiente per il calcolo dei costi?
Può essere utilizzato per il calcolo preliminare; I valori di carburante, vapore e gas di scarico misurati sul campo sono più affidabili per le decisioni su budget e risparmi.
Perché il ritorno della condensa è così importante?
La condensa è acqua calda e purificata. Riciclarlo con una qualità adeguata può ridurre i costi del carburante, nonché dell’acqua, dei prodotti chimici e delle acque reflue.
L’economizzatore garantisce gli stessi risparmi in ogni struttura?
No. Il rapporto esatto non deve essere fornito senza esaminare la temperatura dei gas di scarico, le ore di funzionamento, il profilo di carico, la temperatura dell’acqua di alimentazione e i limiti di corrosione da condensa.
Risorse tecniche
- T.R. Ministero dell’Energia e delle Risorse Naturali, Ottimizzazione dei sistemi industriali – Sistemi a vapore.
- T.R. Ministero dell’Energia e delle Risorse Naturali, Tecnologie per l’efficienza energetica nell’industria.