Măsurători esențiale la centralele termice

Măsurarea parametrilor de funcționare la centralele termice este o etapă esențială pentru asigurarea eficienței energetice, siguranței în exploatare și respectării normelor de mediu.
De la analiza gazelor de ardere până la verificarea tirajului și reglarea raportului gaz/aer, fiecare măsurare contribuie la funcționarea optimă și durabilă a instalației.

Compoziția gazelor de ardere

Gazele de ardere rezultate în urma procesului de combustie conțin o serie de componente chimice care oferă informații despre calitatea arderii și gradul de poluare. Cele mai importante dintre acestea sunt:

O₂ (Oxigen): indică aerul neutilizat în procesul de ardere. O valoare ridicată arată un exces de aer și pierderi de energie.
CO (Monoxid de carbon): gaz toxic, rezultat al arderii incomplete. O valoare mare semnalează o ardere ineficientă sau o reglare incorectă a arzătorului.
CO₂ (Dioxid de carbon): produsul principal al arderii complete; valori ridicate indică o ardere eficientă.
NOx (Oxizi de azot): incluși NO și NO₂, se formează la temperaturi înalte și contribuie la poluarea atmosferică.
SO₂, SO₃ (Oxizi de sulf): rezultați din arderea combustibililor care conțin sulf (motorină, păcură).
CH₄ (Metan nears) și H₂ (Hidrogen): indică pierderi de combustibil nears.
H₂O (vapori de apă): component natural, dar care influențează densitatea gazelor arse.

Analiza acestor componente permite optimizarea procesului de ardere pentru eficiență maximă și emisii reduse.

Unități de măsură uzuale

Pentru o interpretare corectă a valorilor măsurate, este esențială cunoașterea unităților de măsură utilizate în verificarea centralelor termice:

Parametru	Unitate uzuală	Observații
Presiune gaz / aer	mbar, Pa, bar	Măsurată la intrarea în arzător sau la regulator
Temperatură	°C, K	Pentru aerul de combustie, gazele arse, apă sau suprafețe
Concentrații gaze (CO, CO₂, NOx)	ppm, %, mg/m³	Determinate în gazele de ardere
Eficiență / Randament (η)	%	Raportul între energia utilă și cea totală consumată
Debit gaz / aer	l/min, m³/h	Fluxul de combustibil sau aer de combustie
Tiraj	Pa, mbar	Diferență de presiune între interiorul și exteriorul coșului

Măsurări uzuale la centralele termice

1. Verificarea presiunii gazului

Presiunea gazului influențează stabilitatea flăcării și debitul de combustibil.

O presiune prea mică duce la ardere incompletă și emisii ridicate de CO.
O presiune prea mare provoacă ardere instabilă, zgomote și consum crescut.

Măsurarea se face cu manometre digitale diferențiale sau cu analizoare echipate cu senzor de presiune, conectate la punctele de test ale arzătorului.

2. Reglarea raportului gaz/aer

Raportul gaz/aer determină calitatea arderii și influențează direct eficiența sistemului.
Pentru o ardere optimă, excesul de aer trebuie controlat: de regulă între 10–30% pentru gaz natural.

Analizoarele moderne afișează valorile de O₂, CO și CO₂, permițând reglarea precisă a arzătorului până la atingerea echilibrului ideal: ardere completă, fără emisii ridicate.

3. Măsurarea temperaturii aerului de combustie

Temperatura aerului introdus în arzător influențează stabilitatea flăcării și randamentul termic.

Aer rece → volum mai dens, ardere stabilă, dar randament mai scăzut.
Aer prea cald → scade densitatea aerului, modificând raportul de ardere.

Se măsoară cu sonde de temperatură tip Pt100 sau termocuple NiCr-Ni, valorile fiind folosite și pentru calculul randamentului.

4. Măsurarea concentrațiilor de gaze de ardere

Această etapă este esențială pentru diagnosticarea corectă a arderii.
Analizoarele de gaze determină simultan O₂, CO, CO₂, NOx, SO₂, iar datele sunt folosite pentru:

evaluarea calității arderii,
ajustarea arzătorului,
verificarea respectării limitelor legale de emisii,
calculul automat al eficienței.

Echipamentele moderne oferă și opțiuni de stocare a datelor, generare de rapoarte PDF și transmitere prin Bluetooth sau aplicații mobile.

5. Calcularea eficienței sau randamentului (η)

Randamentul arderii reflectă cât de eficient este folosit combustibilul.
Formula generală:
η = 100% – (pierderi prin gazele de ardere + pierderi prin radiație)

Analizoarele moderne calculează automat aceste pierderi pe baza:

temperaturii gazelor arse,
temperaturii aerului de combustie,
concentrației de O₂/CO₂,
tipului de combustibil utilizat.

Un randament de peste 90% indică o centrală în stare optimă de funcționare.

6. Măsurarea tirajului

Tirajul reprezintă forța de evacuare a gazelor arse prin coșul de fum.
Se măsoară în Pa sau mbar și este influențat de:

temperatura gazelor,
înălțimea coșului,
condițiile atmosferice.

Un tiraj insuficient poate provoca revenirea gazelor arse în cameră, iar un tiraj excesiv duce la pierderi de căldură.
Măsurarea se face cu manometre diferențiale de precizie.

7. Măsurarea CO și CO₂ ambiental

În camerele tehnice și spațiile închise se impune verificarea concentrațiilor de CO și CO₂ ambiental, pentru protecția personalului.

Analizoarele moderne includ senzori dedicați care monitorizează aerul din încăpere și avertizează în caz de depășire a limitelor admise.
Această măsurare este esențială pentru prevenirea intoxicațiilor și a acumulării gazelor arse.

Utilizarea analizoarelor de gaze de ardere

Analizoarele de gaze sunt instrumente indispensabile pentru service, instalare și inspecție periodică.
Acestea combină senzori multipli, software de calcul automat și interfețe intuitive pentru o diagnoză completă.

Avantajele utilizării analizoarelor moderne:

Măsurare simultană a O₂, CO, NOx, SO₂, temperatură și tiraj.
Calcul automat al randamentului și excesului de aer.
Posibilitate de stocare, imprimare și export al datelor.
Compatibilitate cu standardele ISCIR, EN 50379.

Mărci recunoscute precum KANE, Testo, Esders, Toni sau Eurotron oferă soluții adaptate pentru centrale murale, cazane industriale sau aplicații comerciale.

Concluzie

Măsurătorile la centralele termice nu sunt doar o formalitate tehnică, ci o etapă vitală pentru eficiență, siguranță și durabilitate.
Prin utilizarea echipamentelor moderne și interpretarea corectă a valorilor, tehnicienii pot:

optimiza procesul de ardere,
reduce consumul de combustibil,
prelungi durata de viață a echipamentului,
respecta cerințele de mediu și siguranță.

Analizoarele de gaze de ardere rămân astfel instrumentul principal pentru performanță, economie și protecția mediului.