Cuatro formas de medir el caudal de vapor

En los últimos años, el interés en la producción y el uso de energía ha aumentado. El aumento del precio del petróleo crudo ha afectado a todos los sectores de la economía y ha provocado un aumento en los precios de los combustibles y del combustible para calefacción. Para producir electricidad, utilizamos vapor como fuente de energía. Por lo tanto, las tecnologías de medición del flujo de vapor han cobrado importancia.

El calor que genera una central eléctrica proviene de diversas fuentes, como combustibles fósiles (carbón, gas natural o petróleo), combustible nuclear, combustibles residuales, energía solar y energía geotérmica. Estas fuentes liberan calor mediante combustión o un proceso similar, y lo transferimos al agua para producir vapor mediante calderas. Este vapor suele accionar un generador eléctrico.

Debido al aumento del coste de la energía, muchos fabricantes buscan maneras de mejorar la eficiencia de la generación de energía. Por lo tanto, se ha vuelto esencial medir el caudal de vapor.

En el mercado de medidores de caudal de 4.500 millones de dólares, el 6% de los ingresos se obtiene mediante las ventas de medidores de caudal utilizados para la medición del caudal de vapor.

Existen tipos de medidores de caudal para medir el caudal de vapor con diferentes principios de funcionamiento, pero la mayoría de los medidores de caudal utilizan tecnología de medidor de caudal de vórtice de vapor o DP.

Precio del medidor de caudal de vapor

• El precio del medidor de flujo de vapor está determinado por muchos factores, los principales son:
• a. Tipos de medidores de caudal de vapor, diferentes principios de funcionamiento y precios. Los principales son los medidores de caudal de vórtice, los medidores de caudal DP y los medidores de caudal VA, entre otros. Por ejemplo, un medidor de caudal de vórtice digital de una pulgada para vapor puede costar tan solo USD 300.
• b. Tamaño del sensor de flujo de vapor: normalmente, cuanto mayor sea el tamaño, mayor será el costo. Sin embargo, contamos con un medidor de flujo de vapor de inserción con tecnología Vortex para tuberías de vapor de gran tamaño. El precio puede rondar los $500 para tuberías de entre 10 y 12 pulgadas.
• c. Funciones del medidor de flujo de vapor, el medidor de flujo de vapor con protocolo HART, RS485 costará más.
• d. Los medidores de flujo de vapor fabricados en China o India tienen precios muy bajos y un costo competitivo. Sin embargo, la tecnología de medición de flujo de vapor es muy avanzada y ofrece una medición muy confiable. A pesar de su bajo precio, los medidores de flujo de vapor chinos mantienen un rendimiento confiable.

Selección del medidor de caudal de vapor

1. Caudalímetros de presión diferencial (DP) para medir el caudal de vapor

Desventajas

• Caída de presión
• Interferencia con la corriente de flujo
• Puede medir el flujo de vapor o vapor sobrecalentado a temperaturas muy altas .
• Desgaste con el tiempo
• Rango limitado
• Utilice el método de raíz cuadrada para calcular el flujo

Ventajas

• Relativamente más barato
• Fácil instalación
• La forma más estudiada y mejor comprendida de medir el flujo
• Los medidores de caudal DP multivariables pueden medir múltiples variables de proceso como presión diferencial, presión de proceso, temperatura y caudal másico.

Elementos primarios

La eficacia de un medidor de caudal DP depende de los elementos primarios.

• Boquillas de flujo
• Placas de orificio
• Tubos de Pitot
• Tubos Venturi
• Elementos de cuña
• Medidor de flujo V-Cone
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• De las anteriores, las boquillas de flujo son las mejores porque pueden soportar fácilmente altas temperaturas y presiones.

2. Caudalímetros Vortex para medir vapor

Estos caudalímetros son mejores que otros caudalímetros de última tecnología:

• Medidores Coriolis: se han comenzado a utilizar recientemente para medir el flujo de gas y el flujo de vapor.
• Medidores ultrasónicos: se utilizaron para medir el flujo de gas durante muchos años, pero ahora se utilizan para medir el flujo de vapor.
• Caudalímetros magnéticos: no pueden medir el caudal de gas ni el caudal de vapor.
• Caudalímetros DP multivariables: miden líquidos, gases y vapor. Presentan una caída de presión más significativa debido a los elementos primarios en comparación con los caudalímetros de vórtice.

Medir fluidos como el vapor es un desafío debido a la alta presión y temperatura. Además, el parámetro de medición varía según el tipo de vapor (húmedo, saturado o sobrecalentado). Normalmente medimos el vapor que sale de una caldera en centrales eléctricas y plantas de proceso.

Los medidores de flujo de desprendimiento de vórtices toleran altas presiones y temperaturas de vapor. Además, ofrecen una amplia rangeabilidad, lo que significa que podemos medir el flujo de vapor a velocidades variables.

El medidor de flujo de vapor de la serie STLU-VFN es de una fábrica de medidores de flujo de vapor de China a bajo precio, puede tener compensación de temperatura y presión incorporada, el medidor de flujo de vapor tiene pantalla LCD para mostrar la presión del vapor, la temperatura, el flujo volumétrico y el flujo másico de vapor.

Se puede utilizar como un totalizador de caudal de vapor muy económico. Las unidades de medida del caudal de vapor pueden ser t/h y kg/h.

3. Rotámetros o caudalímetros de área variable

Su uso para la medición del caudal de vapor es limitado, ya que carecen de señal de salida y requieren lectura manual. Esto hace que los rotámetros sean inútiles para las centrales eléctricas automatizadas. Sin embargo, algunas empresas han desarrollado rotámetros con señales de salida o transmisores.

En segundo lugar, los rotámetros son menos precisos, con una tolerancia del 5% al 10%, lo cual no es aceptable en plantas de proceso y de energía. Incluso si un usuario desea usar un medidor económico, preferirá un caudalímetro DP. Dado su bajo costo, los rotámetros son adecuados para aplicaciones no críticas donde no se requiere alta precisión.

4. Caudalímetros objetivo

Podemos usar medidores de objetivo para medir el caudal de líquido, gas o vapor. Aun así, generalmente se utilizan para medir el caudal de vapor (tanto sobrecalentado como saturado). Podemos recalibrarlos para compensar el desgaste. No tienen partes móviles y soportan presiones de hasta 15 000 PSI y temperaturas de hasta 260 °C. Estos medidores se adaptan a tuberías de más de 9,5 mm (3/8 de pulgada).

Se fabrican mecánicamente desde 1950, por lo que se conocen como caudalímetros convencionales. Son similares a los medidores de vórtice en muchos aspectos. Por ello, muchas empresas ya no los suministran. Los medidores de vórtice utilizan cuerpos romos y cuentan vórtices para medir el caudal de vapor. Los medidores de objetivo se basan en un cuerpo insertado en la corriente de flujo y miden la fuerza aplicada sobre el objetivo por el fluido o el vapor.

El medidor de flujo Vortex ofrece una red de seguridad

Algunos proveedores han incorporado el vórtice a su gama de caudalímetros, como los de turbina, Coriolis y ultrasónicos. Esto ofrece a sus usuarios una alternativa si tienen dificultades para medir el vapor con cualquiera de estas tecnologías. Los caudalímetros de vapor de vórtice se están popularizando como medida de seguridad, ya que algunas tecnologías pueden resultar difíciles de aplicar para las empresas. Es posible que deseen probar nuevas tecnologías para medir el caudal de vapor.

Los medidores de flujo vortex son bastante confiables porque soportan altas presiones y temperaturas, y la caída de presión es mínima. Se animará a los proveedores a desarrollar y promover tecnologías alternativas. Después de todo, pueden confiar en los transmisores de flujo vortex como respaldo o red de seguridad.