Medidores de vazão térmicos e de vórtice usados no gerenciamento de energia

O vapor desempenha um papel importante na vida das pessoas. É importante na preparação de alimentos, para refrigeração e aquecimento de edifícios, na indústria de papel e celulose e como fonte de energia para navios. Provavelmente, seu uso mais importante é na produção de eletricidade.

As usinas a vapor obtêm sua energia de várias fontes. Essas plantas precisam de uma fonte de combustível para aquecer a água e gerar vapor. Muitos usam combustíveis fósseis como carvão, petróleo ou gás natural para energia, enquanto outros usam energia nuclear. As fontes renováveis de energia para usinas a vapor incluem resíduos sólidos, eólicos, geotérmicos e biomassa.
Todas essas fontes de energia produzem calor, que aquece a água para gerar vapor. Em uma usina, o vapor gira uma turbina que é construída como um moinho de vento e gira em uma roda feita de lâminas de metal bem compactadas. A turbina é conectada por um eixo a um gerador, que gira com as pás da turbina. À medida que o gerador gira, ele usa a energia cinética da turbina para gerar eletricidade.

Medição de fluxo de gás e ar

Muitas usinas de energia usam gás natural como combustível queimado para gerar vapor. Esse gás natural deve ser medido com precisão e gerenciado com eficiência para garantir a operação segura e confiável da fonte de calor da usina. Gerenciar e controlar a relação combustível / ar ideal requer um cálculo de fluxo de massa - e pode colher grandes dividendos se for feito corretamente. Esse tipo de gerenciamento preciso e eficiente garante menores custos gerais de combustível. Algumas instalações podem exigir que a distribuição e o faturamento de gás sejam rastreados.
Outro fator importante nesse contexto é a medição do ar comprimido . O gás natural deve ser medido e gerenciado com precisão, para que o gerenciamento eficaz do ar comprimido em uma usina possa colher grandes dividendos. Assim como em prédios de apartamentos onde o fluxo de água atinge seu pico de manhã e à noite, mas é mínimo no final da noite, os requisitos de energia em uma instalação de energia podem variar bastante com a hora do dia. Isso oferece aos medidores de vazão térmicos uma vantagem nesses tipos de aplicações, porque eles normalmente têm uma abertura de 100 para 1 e podem medir fluxos baixos tão eficientemente quanto fluxos altos. Eles também não estão sujeitos a entupimentos, ao contrário dos medidores de turbina e tubo de Pitot.

Como o vapor é medido?

Como parte do processo de produção de eletricidade, o vapor deve ser medido para maximizar a eficiência da caldeira. Os medidores de vazão de pressão diferencial (DP) dominam a medição do fluxo de vapor. Os medidores de vazão DP dependem de uma constrição colocada na linha de fluxo que cria pressão reduzida na linha após a constrição. Um medidor de vazão DP requer um meio para detectar a diferença na pressão a montante e a jusante na linha de fluxo. Embora isso possa ser feito com um manômetro, os medidores de vazão DP usam transmissores DP que detectam a diferença de pressão e, em seguida, usam esse valor para calcular a vazão.

Vantagens do medidor de vazão vórtice

Apesar da predominância dos medidores de vazão DP, alguns usuários finais estão recorrendo a medidores de vazão multivariáveis de vórtice para medir o fluxo de vapor. Os medidores de vazão de vórtice têm algumas vantagens sobre outros tipos de medidores de vazão de nova tecnologia quando se trata de medir o fluxo de gás e vapor. A medição do fluxo de gás ainda é uma aplicação relativamente nova para os medidores Coriolis, e o uso dos medidores Coriolis para medir o fluxo de vapor está apenas começando a ocorrer. Embora os medidores ultrassônicos sejam utilizados há vários anos para medir o fluxo de gás e o fluxo de água de alimentação da caldeira, o fluxo de vapor é uma nova aplicação para eles.
Os medidores de vazão magnéticos não podem ser usados para medir o fluxo de gás, fluxo de vapor ou líquidos não condutores, como hidrocarbonetos. Os medidores de vazão DP multivariáveis podem ser usados para medir líquido, gás e vapor. No entanto, a maioria dos medidores de vazão DP multivariáveis apresenta queda de pressão substancialmente maior do que os medidores de vórtice, devido à presença de um elemento primário.
Uma razão pela qual os medidores de vazão de vórtice funcionam bem com o vapor é que eles podem lidar com as altas temperaturas e pressões associadas à medição do fluxo de vapor. Para medidores de vórtice, apenas o corpo do blefe e os sensores que detectam os vórtices estão em contato com o fluxo. O transmissor geralmente é montado em algum lugar longe do tubo.
Os medidores de vazão de vórtice são adequados para medir o fluxo de vapor e são amplamente utilizados para essa finalidade. O vapor é o fluido mais difícil de medir. Isso ocorre devido à alta pressão e alta temperatura do vapor e porque os parâmetros de medição variam com o tipo de vapor. Os principais tipos de vapor incluem vapor úmido, vapor saturado e vapor superaquecido. O vapor é frequentemente medido em plantas de processo e para geração de energia. Além de sua capacidade de tolerar altas temperaturas e pressões do processo, os medidores de vórtice possuem ampla variabilidade. Isso lhes permite medir o fluxo de vapor em velocidades variáveis. Nas usinas de processo e de energia, o vapor é frequentemente medido proveniente de uma caldeira.
Os medidores de vazão multivariáveis de vórtice medem várias variáveis em um instrumento. Em particular, eles medem vazão volumétrica, pressão, temperatura, vazão mássica e densidade. A densidade do vapor saturado muda com a temperatura ou a pressão, enquanto a densidade do vapor superaquecido depende da temperatura e da pressão. Como os medidores de vazão multivariáveis medem a densidade com precisão, eles fornecem uma medição precisa do fluxo de massa. Com uma precisão de 1,5% da leitura do fluxo de vapor, eles fornecem os dados necessários para um gerenciamento confiável e eficiente do fluxo de vapor.