Bilancio termico e rendimento

Bilancio termico

Il bilancio termico è il conteggio di tutte le potenze (energie nell'unita' di tempo) entranti ed uscenti da un generatore di vapore a regime.

 

Le potenze entranti derivano da:

- Entalpia dell'acqua di alimento

- Energia del combustibile

 

Le potenze uscenti derivano da:

- Entalpia del vapore

- Energia contenuta nei fumi

- Energia dispersa per irraggiamento e perdite varie.

 

La somma di queste 5 voci risulta 0 (zero), il che significa che, a livello energetico, esce tanto quanto entra.

 

La determinazione del rendimento va fatta in condizioni di funzionamento a regime stabile (massimo o parziale),  vanno escluse le fasi transitorie di avviamento o variazione di carico.

 

Relativamente agli INCOMBUSTI, vedi nota 3 in fondo alla pagina.

 

 

Rendimento

Rendimento del generatore di vapore

Il rendimento è il rapporto tra l'utile e lo speso, ed in generale serve per dare una misura dell'efficienza dei processi.

 

                                                             UTILE

Rendimento = -----------

                                                            SPESO

 

Il rendimento è compreso tra zero ed uno e non ha unità di misura. A volte, ma non nelle formule (!), si esprime in forma percentuale, ed in tal caso è compreso tra zero e cento.

 

Il rendimento del generatore di vapore si può determinare in due modi:

 

- in forma diretta

- in forma indiretta.

 

Determinazione del rendimento del generatore in forma indiretta: questa è la modalità più semplice e pratica, e lo esprime in forma percentuale.

Noto il tipo di combustibile e misurati alcuni valori nei gas combusti (percentuale di anidride carbonica e temperatura dei fumi), con la formula di Hassenstein si determinano le perdite per calore sensibile nei fumi, sempre in forma percentuale.

 

            Tfumi - Taria

Ps = ks ------------------

             CO2%

(ks da tabella) Link tabella su google-libri

Nota: OKKIO che la tabella di cui al link contiene un errore: metano con CO2 = 6% il valore è 0,437 e non 0,537 come erroneamente indicato in tabella!!!

Fatta cento l'energia entrante con il combustibile, sottratto il valore delle perdite nei fumi e sottratto indicativamente un tre per cento per le perdite per irraggiamento e varie (spurghi, prelievi...), la differenza è il rendimento del generatore.

 

Rendimento = 100 - Ps - 3

  

Si tenga presente che in un moderno generatore di vapore ottimamente isolato, le perdite per irraggiamento si quantificano in uno 0,3% (informazione ricevuta da da Bosch-Industrialkessel nel nov. 2012).

 

Note:

1) Le perdite per calore sensibile nei fumi si possono contenere con una accurata regolazione del bruciatore da parte del bruciatorista, finalizzata all'ottimizzazione dei parametri della combustione. La frequente osservazione del mantenimento di questi parametri è uno dei compiti del conduttore.

2) Le perdite per irraggiamento, espresse anch'esse in forma percentuale sono influenzate dal carico del generatore rispetto alla sua potenzialità massima, ma se considerate in valore assoluto, va detto chiaramente che dipendono esclusivamente dalla qualità dell'isolamento termico applicato in fase di costruzione del generatore stesso, ed il conduttore nulla può a riduzione di queste perdite.  

3) La differenza 100 - Ps esprime il rendimento di combustione.

4) INCOMBUSTI: le perdite per calore latente nei fumi si possono solitamente trascurare, in quanto, lo stato dell'arte nella moderna tecnica della combustione, vede i valori degli incombusti (leggi "CO") ridotti a poche decine, massimo ad alcune centinaia di parti per milione, quindi percentualmente non rilevanti. Limite normativo metano e, con la nuova norma anche per gasolio, 1000 ppm.