Układy kogeneracyjne (CHP) stosowane w elektrociepłowniach mogą być bardzo różne. Klasyfikuje się je w oparciu o moc wyjściową (energii cieplnej/elektrycznej) i źródło zasilania. W każdym przypadku należy zadbać o regularne pomiary, ocenę i kontrolę wielu fizycznych parametrów, aby zapewnić jak najdłuższy okres eksploatacji. W niniejszym artykule omówiono jakie przyrządy należy stosować, aby osiągnąć ten cel i jak to robić.
Elektrociepłownie – źródło energii przyjazne środowisku
W przeciwieństwie do tradycyjnego kotła grzewczego lub kondensacyjnego, instalacja CHP wytwarza zarówno ciepło jak i prąd. Z perspektywy ochrony środowiska jest to znacząca zaleta.
Szeroki zakres zastosowań
Układy kogeneracyjne są bardzo wszechstronne – nadają się do gospodarstw domowych, do zastosowań przemysłowych, do przestrzeni publicznej, do instalacji komunalnych lub miejskich ciepłej wody użytkowej, oraz instalacji na biopaliwo – i każde z tych zastosowań wymaga innego zestawu przyrządów pomiarowych. Należy wziąć pod uwagę przede wszystkim funkcjonalność, jakość, długość eksploatacji, szybką dostępność i usługi. W każdym systemie szczególną rolę odgrywa proporcja ceny do wydajności – może być większa lub mniejsza.
Fizyczne wartości mierzone
Instalacje nano od 1 kWel, instalacje mikro i mini od 2,5 do 15-50 kWel, a także potężne instalacje do 4 500 kWel wymagają właściwych przyrządów pomiarowych, aby wytwarzać energię efektywnie i w sposób przyjazny środowisku. Główne wartości mierzone to ciśnienie, temperatura i poziom. Wybierając przyrządy pomiarowe należy wziąć pod uwagę źródło energii. Na załączonym rysunku zaznaczono punkty pomiarowe w układzie kogeneracyjnym: jak widać, optymalizacja okresu eksploatacyjnego wymaga kontroli wielu czynników.
Schematyczna ilustracja elektrociepłowni z zaznaczeniem punktów pomiarowych
Monitorowanie i sterowanie
Przyrządy pomiarowe z funkcją monitoringu i sterowania zasilane są zazwyczaj energią elektryczną. W ich przypadku możliwy jest też monitoring zdalny.
Do pomiaru temperatury stosuje się sondy wkręcane, zanurzane i kontaktowe, w zależności od projektu i dostępnego miejsca. Do wymienników ciepła, obwodów grzewczych i chłodniczych, a także do pomiaru temperatury oleju silnikowego stosuje się elementy pomiarowe Pt100, Pt1000, KTY oraz NTC. W przypadku większych instalacji, rura wydechowa i głowica cylindra monitorowane są przy pomocy termopar. W takim układzie można ocenić wydajność silnika.
Ciśnienie oleju i ciśnienie w układzie chłodniczym pozostają pod kontrolą dzięki wyłącznikom bezpieczeństwa i czujnikom ciśnienia. To rozwiązanie pełni funkcję ochronną. Jeśli zaistnieje różnica pomiędzy wartością ZADANĄ a RZECZYWISTĄ, w zależności od układu, pojawi się sygnał alarmowy lub silnik zostanie wyłączony.
W zależności od rozmiaru instalacji stosuje się od jednego do trzech przełączników pływakowych do pomiaru poziomu oleju. Pomiary, zwłaszcza w pobliżu większych silników, są utrudnione ze względu na wibracje. Doskonałym rozwiązaniem tego problemu jest przełącznik optoelektroniczny – odporny na wysokie temperatury i silne wstrząsy. Przełącznik poziomu mierzy poziom oleju w zbiorniku i sygnalizuje jego spadek.
Wniosek
Biorąc pod uwagę znaczną ilość punktów pomiarowych i różnorodność zadań pomiarowych do spełnienia w instalacji CHP, istotna jest ścisła współpraca pomiędzy producentem instalacji CHP a producentem narzędzi pomiarowych. Warto zaopatrywać się we wszystkie niezbędne przyrządy u jednego producenta, zarówno ze względów technicznych, jak i ekonomicznych.
Uwaga
Firma WIKA oferuje szeroki wybór przyrządów do pomiaru ciśnienia, temperatury i poziomu. Wybrane produkty można znaleźć na naszej stronie internetowej w sekcji Wytwarzanie ciepła i energii elektrycznej. Z chęcią pomożemy skompletować Państwu zestaw przyrządów pomiarowych dostosowany do danej instalacji. Odpowiednie osoby kontaktowe pozostają do Państwa dyspozycji.