Μέτρηση κατανάλωσης ατμού: ροόμετρα και μέθοδοι μέσω συμπυκνωμάτων

Η πραγματική κατανάλωση ατμού μιας λειτουργούσας βιομηχανικής εγκατάστασης μπορεί να προσδιοριστεί με άμεση μέτρηση της παροχής ή, σε ορισμένες εφαρμογές, έμμεσα από την ποσότητα συμπυκνώματος που παράγεται.

Η μέτρηση επιτρέπει την αξιολόγηση της πραγματικής λειτουργίας, τη σύγκριση καταναλωτών, την παρακολούθηση ενεργειακών παρεμβάσεων και την κατανομή της κατανάλωσης σε επιμέρους στάδια παραγωγής.

Γιατί μετράμε την πραγματική κατανάλωση ατμού

• αξιολόγηση ενεργειακών παρεμβάσεων,
• σύγκριση διαφορετικών μηχανημάτων,
• κατανομή κατανάλωσης ανά στάδιο παραγωγής,
• κοστολόγηση ατμού ανά γραμμή ή προϊόν.

Άμεση μέτρηση με ροόμετρο ατμού

Η πιο άμεση μέθοδος είναι η εγκατάσταση κατάλληλου ροόμετρου στη γραμμή ατμού.

Μία τυπική διάταξη μπορεί να περιλαμβάνει:

• στοιχείο ή μετατροπέα παροχής,
• αισθητήρα θερμοκρασίας,
• μέτρηση διαφορικής πίεσης,
• μονάδα ένδειξης ή επεξεργασίας.

Η πραγματική πίεση λειτουργίας και τυχόν συντελεστές βαθμονόμησης ή διόρθωσης πρέπει να λαμβάνονται υπόψη.

Έμμεση εκτίμηση από αντλία συμπυκνωμάτων

Σε αντλία θετικής εκτόπισης μπορεί να χρησιμοποιηθεί καταμετρητής κύκλων. Αν είναι γνωστή η ποσότητα που μεταφέρεται ανά κύκλο:

Συνολικό συμπύκνωμα ≈ αριθμός κύκλων × ποσότητα ανά κύκλο

Η μέθοδος μπορεί να αξιοποιηθεί σε υπάρχουσα αντλία συμπυκνωμάτων, αλλά αποτελεί έμμεση εκτίμηση.

Ηλεκτρονική παρακολούθηση κύκλων

Η καταμέτρηση μπορεί να αυτοματοποιηθεί και τα δεδομένα να εμφανίζονται τοπικά ή να μεταδίδονται σε κεντρικό σύστημα παρακολούθησης.

Η επίδραση του flash steam

Σε εξαεριζόμενο δοχείο συλλογής μπορεί να υπάρξουν απώλειες flash steam. Ένα μέρος της αρχικής μάζας δεν καταγράφεται τότε ως υγρό συμπύκνωμα και απαιτείται σχετική διόρθωση.

Άμεση μέτρηση μέσω συλλογής συμπυκνώματος

Η κατανάλωση μπορεί να εκτιμηθεί από τη μάζα συμπυκνώματος που συλλέγεται σε γνωστό χρονικό διάστημα.

Η μέθοδος εφαρμόζεται σε batch και συνεχείς εφαρμογές όταν το συμπύκνωμα είναι διαθέσιμο για συλλογή.

Πού δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η συλλογή συμπυκνώματος

• άμεση έγχυση ατμού,
• ύγρανση,
• διεργασίες όπου δεν υπάρχει συλλέξιμο συμπύκνωμα.

Πρακτική δοκιμή με ζύγιση

1. Το δοχείο ζυγίζεται με επαρκή ποσότητα κρύου νερού.
2. Ο εξοπλισμός τροφοδοτείται με ατμό.
3. Το συμπύκνωμα οδηγείται κάτω από τη στάθμη νερού.
4. Η αύξηση μάζας καταγράφεται σε σχέση με τον χρόνο.
5. Υπολογίζεται η μέση κατανάλωση.

ṁ_s ≈ Δm / Δt

Καταγραφή στιγμιαίων φορτίων

Αν η μάζα σημειώνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα, μπορούν να υπολογιστούν διαδοχικοί ρυθμοί κατανάλωσης και να εντοπιστούν αιχμές που δεν φαίνονται στον συνολικό μέσο όρο.

Αντίθλιψη και διαφορική πίεση

Η δοκιμή συλλογής γίνεται συνήθως προς ατμοσφαιρικό δοχείο. Αν η πραγματική εγκατάσταση λειτουργεί με αντίθλιψη στη γραμμή επιστροφής, η ατμοπαγίδα πρέπει να ελέγχεται για την πραγματική διαθέσιμη διαφορική πίεση.

Προετοιμασία πριν τη δοκιμή

Πρέπει να μετράται μόνο το συμπύκνωμα που παράγεται κατά τη διάρκεια της δοκιμής. Ο εξοπλισμός αποστραγγίζεται πριν από την έναρξη και το υπόλοιπο συμπύκνωμα συλλέγεται ξανά στο τέλος.

Διάρκεια και επαναληψιμότητα

Η δοκιμή πρέπει να διαρκεί όσο το δυνατόν περισσότερο ώστε να μειώνεται η επίδραση μικρών σφαλμάτων μέτρησης.

Συνιστάται η εκτέλεση τριών δοκιμών υπό παρόμοιες συνθήκες και ο υπολογισμός του μέσου όρου.

Μέτρηση από δεξαμενή συλλογής

Σε σύστημα με δοχείο συλλογής και αντλία μπορεί, όπου είναι πρακτικά δυνατό, να σταματήσει προσωρινά η αντλία και να μετρηθεί η μεταβολή στάθμης πριν και μετά τη δοκιμή.

Σύγκριση των βασικών μεθόδων

Πρακτικός έλεγχος πριν από τη μέτρηση

• πίεση ατμού,
• βαθμονόμηση και διορθωτικοί συντελεστές,
• flash steam,
• αντίθλιψη επιστροφής,
• διαφορική πίεση ατμοπαγίδας,
• προϋπάρχον συμπύκνωμα,
• διάρκεια δοκιμής,
• επαναληψιμότητα.

Συμπέρασμα

Η κατανάλωση ατμού μπορεί να μετρηθεί άμεσα με ροόμετρο ή να εκτιμηθεί από τα συμπυκνώματα. Το ροόμετρο είναι κατάλληλο για συνεχή παρακολούθηση, ενώ η καταμέτρηση κύκλων και η συλλογή συμπυκνώματος προσφέρουν πρακτικές εναλλακτικές όταν οι συνθήκες το επιτρέπουν.

Πίεση λειτουργίας, flash steam, αντίθλιψη και επαναληψιμότητα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη πριν τα αποτελέσματα χρησιμοποιηθούν για τεχνικές αποφάσεις.

Συχνές Ερωτήσεις

Ποια είναι η πιο άμεση μέθοδος μέτρησης;

Η χρήση κατάλληλου ροόμετρου στη γραμμή ατμού.

Μπορεί η κατανάλωση να υπολογιστεί από τα συμπυκνώματα;

Ναι, όταν το συμπύκνωμα μπορεί να συλλεχθεί και οι απώλειες flash steam είναι περιορισμένες ή γνωστές.

Τι κάνει ένας cycle counter;

Καταγράφει τους κύκλους μιας αντλίας συμπυκνωμάτων ώστε να εκτιμηθεί η συνολική ποσότητα που μεταφέρθηκε.

Γιατί επηρεάζει το flash steam;

Επειδή μέρος της μάζας μπορεί να χαθεί ως ατμός και να μην καταγραφεί ως υγρό συμπύκνωμα.

Γιατί το συμπύκνωμα εκκενώνεται κάτω από νερό στη δοκιμή;

Για να συμπυκνωθεί τυχόν flash steam και να περιοριστούν οι απώλειες μάζας.

Γιατί εξετάζεται η αντίθλιψη;

Επειδή επηρεάζει τη διαφορική πίεση και την πραγματική παροχετευτικότητα της ατμοπαγίδας.

Γιατί η δοκιμή πρέπει να διαρκεί αρκετά;

Για να μειώνεται η σχετική επίδραση των σφαλμάτων μέτρησης.

Γιατί γίνονται επαναλαμβανόμενες δοκιμές;

Για να ελεγχθεί η επαναληψιμότητα και να προκύψει πιο αξιόπιστος μέσος όρος.