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Um dos objetivos primários em operar
uma planta de caldeira é de certificar que a pressão
do vapor em uso (ou temperatura em sistemas de água
quente) é sustentável para qualquer demanda de carga
colocada sobre a planta. Ao mesmo tempo, estes
requisitos devem ir de encontro com a eficiência e
com custos mais eficazes.
Em plantas com várias caldeiras, isso
pode ser obtido através da implementação de
gerenciamento de demanda de carga, o propósito é
distribuir a demanda de vapor de uma maneira
otimizada e ajustar a saída da caldeira da planta
para funcionar de acordo com as exigências. Isto
garante que caldeiras sejam acesas somente quando
necessário, reduzindo custos. Como alternativa, o
gerenciamento de demanda de carga pode permitir que
cada caldeira tenha mesmo número de horas de
funcionamento.
O módulo de aplicação da Eurotherm
para gerenciamento de demanda de carga oferece um
conjunto de funções compreensivas. Algumas serão
descritas abaixo.
Distribuição de carga pelo
operador
A organização da divisão de demanda
permite que cada caldeira seja operada em carga-base
ou serviço de modulação, encontrando a melhor
distribuição de carga entre as caldeiras que
resultará em custo total mais baixo.
A operação de carga-base deixa sua
implementação para o operador. Nesse modo, a demanda
total é dividida entre a carga-base das caldeiras em
proporção ao conjunto de valores de carga-base
estipuladas pelo operador. O modo de modulação da
operação, ao contrário, força a demanda de carga
automaticamente sem necessidade de intervenção do
operador. A demanda total, a menos que seja
satisfeita pela carga-base das caldeiras, é dividida
entre caldeiras em modulação em proporção a suas
capacidades. A flexibilidade do módulo de controle é
tal que uma combinação de modos de caldeira pode ser
aplicada dinamicamente à planta de caldeira.
Divisão de demanda
Em plantas de caldeira, a divisão de
carga mais efetiva não é baseada em uma simples
decisão de operação, mas sim em cálculos em tempo
real levando em conta os seguintes fatores
Uma outra decisão importante envolve
a metodologia da divisão da demanda, a qual pode ser
paralela ou em série, dependendo dos requisitos da
planta.
O módulo de controle da Eurotherm
proporciona as duas configurações.
Em paralelo, as caldeiras disponíveis
dividem a demanda total simultaneamente através de
uma taxa equivalente de queima para a carga.
Caso haja aumento de carga a taxa de
queima de todas as caldeiras será aumentada
igualmente até que a carga necessite de uma caldeira
extra. Nesse ponto todas as velocidades de queima
das caldeiras ativas diminuirão para compensar a
taxa de queima da nova caldeira acesa. A figura 1
explica o processo no caso de aumento de carga.
Modulação paralela é geralmente
implementada em caldeiras a vapor. Oferece um
controle mais efetivo quando cargas de um processo
relativamente estável estão disponíveis. À medida
que o sistema modula a planta de caldeira para
ajustar a pressão do tubo de comunicação comum para
o setpoint necessário, uma resposta mais
suave de mudança de carga é feita pelo controlador.
Divisão de demanda em série divide
cargas normalmente forçando uma caldeira por vez a
modular-se para satisfazer a demanda e é mais
efetiva quando usado com o módulo de controle
programado para demanda da Automação de Processos da
Eurotherm. Caso haja aumento de carga, a taxa de
queima da caldeira em modulação aumentará até que
seja necessário uma nova caldeira. Nesse momento, a
nova caldeira que é acesa torna-se a caldeira em
modulação. As outras caldeiras ativas são ‘rampadas’
para suas velocidades de queima otimizadas. A Figura
2 explica o processo para um aumento de carga.
Modulação em série é geralmente
implementada em sistemas de caldeira de água quente
ou sistemas de cargas flutuante com vapor. Este modo
proporciona resposta mais rápida de cada caldeira
individualmente às condições da planta, à medida que
a pressão é ajustada para o setpoint
solicitado.
As caldeiras são escolhidas para
funcionar sempre são chamadas de caldeiras da
‘dianteira’. Todas as outras caldeiras são chamadas
de caldeiras de ‘atraso’ mas são priorizadas, de
modo que a caldeira com um nível mais alto de
prioridade será acesa primeiro, depois a seguinte e
assim por diante. A caldeira mais efetiva é sempre
acesa primeiro e a menos efetiva é sempre a que é
apagada primeiro.
Banco de Caldeiras
Esta função é obtida através do
mantimento das caldeiras disponíveis em modo
suspenso quente, até que seja requisitado deu
acendimento. Isso é alcançado através do acendimento
intermitente das caldeiras que não estão sendo
usadas, mantendo assim a pressão necessária pelo uso
de limites de banco maior e menor ou pela
recirculação de água pelas caldeiras para mantê-las
quentes. A principal vantagem do banco de caldeiras
é que atua com uma função de partida quente
aumentando a resposta da planta em caso de mudanças
repentinas.
Timer de 8 dias
Uma outra melhoria na interface
homem-máquina é atingida através da facilidade do
timer de 8 dias ilustrada na Tabela 1. O bando de
caldeira é tabulado de acordo com as pressões de
alta e baixa tabuladas diariamente com uma
programação do dia a ser carregada definida pelo
usuário, se e quando necessário. Até quatro
configurações de sessão opcionais podem ser
pré-configuradas e armazenadas no computador
supervisório.
Seleção de multi-seqüência de
programa
Para atingir as demandas da planta
com economia de consumo de combustível, a
comunicação da caldeira pode ser automatizada
através de uma seleção de programa de
multi-seqüência. Os serviços da caldeira podem ser
programados de acordo com sessões diárias
configuráveis ou seqüências de eventos. Os efeitos
desta função são:
Gerenciamento de demanda de carga é
uma função otimizadora, mas não substitui o sistema
de controle de combustão. |
