L’oli tèrmic és el fluid caloportador utilitzat en innombrables aplicacions per al desenvolupament dels processos industrials. Des del punt de vista del procés final o consumidor de calor, el fluid tèrmic és el fluid primari. Per contra, si el volum de control o anàlisi es limita a la caldera, el fluid tèrmic és el fluid secundari, ja que l’intercanvi de calor es realitza des del primari (que pot ser una flama, gasos de combustió o energia elèctrica transformada en calor) cap al fluid secundari (oli tèrmic). Atès que les temperatures del primari poden ser molt elevades, és fonamental assegurar un cabal d’oli suficient per evitar que aquest superi la seva temperatura màxima de treball o que s’originin punts de sobreescalfament en la caldera.
La potència nominal de la gamma estàndard de calderes de doble serpentí PIROBLOC per a combustibles fòssils (gas natural, gasoil, fuel) s’inicia en 100.000 kcal/h (116kW) fins als 5.000.000 kcal/h (5814kW). En totes elles, existeix un control de cabal per sota del qual s’atura l’aportació de calor per evitar sobreescalfaments que puguin craquitzar l’oli i/o danyar la caldera. Aquest control de cabal es realitza per mitjà de la pressió diferencial entre el col•lector d’oli d’entrada i el de sortida.
Els valors nominals de pressió diferencial per a la gamma de calderes esmentada oscil•len normalment entre 1,8bar i 2,8bar en funció de la caldera i del projecte.
Els valors típics de set point per a aquesta alarma oscil•len entre 1bar i 1,8bar depenent de cada cas, la qual cosa permet implementar una alarma de cabal al sistema per baixa pressió diferencial mitjançant un pressostat diferencial (DPSL) o mitjançant la diferència de les lectures de dos transmissors de pressió (PT), un en el col•lector d’entrada i un altre en el de sortida.
Les calderes elèctriques de fluid tèrmic, des del punt de vista hidràulic, s’assemblen raonablement a un bescanviador de feix tubular i carcassa, on el feix tubular és substituït pel conjunt de forquilles que s’alimenten elèctricament per escalfar l’oli que circula per la carcassa.
Escalfador d’immersió sense muntar
Vista superior d’un escalfador muntat en el cos de caldera
La potència nominal de la gamma estàndard de calderes elèctriques d’oli tèrmic PIROBLOC s’inicia en 24kW fins als 1000kW.
Els valors nominals de pressió diferencial per a la gamma de calderes esmentada oscil•la entre 0,1bar i 0,3bar. Aquesta baixa pressió diferencial és deguda al fet que el recorregut de l’oli en una caldera elèctrica és molt menor que en una de serpentí, i així mateix a menor velocitat. Això provocaria que el set point d’alarma de cabal per pressió diferencial estigués entre 0,05bar i 0,15bar, la qual cosa suposaria un problema per als sensors de pressió diferencial de gamma estàndard (tenint en compte que la pressió estàtica pot arribar a ser 15bar_g o superior).
La solució adoptada per PIROBLOC ha estat incloure a l’entrada de caldera una placa orifici (restriction orifice) calculada segons la norma ISO_5167-2 (Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices). Aquest càlcul es realitza individualment per a cada client i projecte segons les seves condicions de treball: característiques del fluid utilitzat (densitat, viscositat) i cabal nominal.
Amb aquest element s’aconsegueix que la pressió diferencial del conjunt caldera i placa estigui al voltant d’1,2bar, la qual cosa ens permet la utilització d’instruments estàndard per al mesurament de la pressió diferencial. A aquest avantatge s’afegeix que la caldera passa a tenir un comportament semblant a l’indicat en la norma ISO_5167-2 el que ens permet conèixer amb bona precisió el cabal circulant a cada momento.
Placa orifici per instal.lar entre brides
Esquema d’instrumentació de caldera eléctrica amb placa orifici
