Language Ak potrebujete pomoc, neváhajte nás kontaktovať
0
Získajte cenovú ponuku!
0
Získajte cenovú ponuku!
Procesný inžinier v závode na výrobu polymérov si všimne 8,4-percentný rozdiel v dennej materiálovej bilancii. Prívodné potrubie do reaktora uvádza 1 800 m³/h plynného propylénu pri 1,1 baru a 30 °C, ale hmotnostná bilancia pred prúdom hovorí, že skutočný prietok by mal byť bližšie k 2 050 kg/h. Keď inžinier prevedie objemovú hodnotu pomocou skutočnej hustoty propylénu za týchto podmienok, hmotnostný prietok sa ukáže byť len asi 1 870 kg/h. V mieste, kde každý kilogram monoméru mení ekonomiku výroby, tento 5,5-percentný rozdiel znamená, že sa každý rok stratia alebo nezapočítajú tisíce ton surovín.
Problémom nie je samotný prietokomer. Je to rozhodnutie považovať meranie založené na objeme za hodnotu založenú na hmotnosti. Hmotnostný prietok je premenná, ktorá patrí do reakčnej stechiometrie, energetických bilancií, dohôd o úschove a environmentálnych správ. Pri zmene tlaku alebo teploty sa nemení, pretože potrubím sa stále pohybuje ten istý fyzikálny materiál. Naproti tomu údaj o objemovom prietoku je snímkou priestoru, ktorý materiál zaberá, a tento priestor sa mení s každou zmenou podmienok procesu. Keď špecifikujete nástroj pre výrobnú linku, prvou otázkou nie je, ktorú značku alebo model kúpiť. Prvou otázkou je, či prístroj poskytne skutočný hmotnostný prietok alebo objemovú hodnotu, ktorú je ešte potrebné previesť.
Hmotnostný prietok je hmotnosť tekutiny, ktorá prejde danou rovinou za jednotku času. V sústave SI je jednotkou kilogram za sekundu (kg/s). V praktickom procesnom inžinierstve sa tiež vyjadruje ako kilogramy za hodinu (kg/h), tony za hodinu (t/h), libry za hodinu (lb/h) alebo v prípade plynov ako bežné metre kubické za hodinu (Nm³/h) a štandardné kubické stopy za minútu (SCFM). Tieto jednotky plynu sú už hodnoty založené na hmotnosti a vzťahujú sa na pevnú hustotu, takže ide o hmotnostné prietoky, nie skutočné objemové prietoky.
Formálna definícia je derivácia hmotnosti vzhľadom na čas, zapísaná ako dm/dt. Pre stabilný prietok potrubím je praktická forma:
Hmotnostný prietok = hustota tekutiny × objemový prietok = hustota tekutiny × plocha prierezu × priemerná rýchlosť.
Hustota je vyjadrená v kg/m³, objemový prietok v m³/s, plocha v m² a rýchlosť v m/s. Táto rovnica funguje pre kvapaliny, plyny a heterogénne zmesi, pokiaľ hodnoty hustoty a rýchlosti predstavujú skutočnú prúdiacu tekutinu. Hustota plynu závisí od tlaku, teploty a zloženia; pre kvapalinu závisí od teploty a zloženia; pre suspenziu závisí od koncentrácie pevných látok a distribúcie častíc.
Princíp zachovania hmotnosti hovorí, že za ustálených podmienok sa hmotnostný prietok vstupujúci do časti potrubia rovná hmotnostnému prietoku, ktorý z nej odchádza. Kvapalina môže zmeniť svoj objem pri zmene tlaku alebo teploty, ale nemôže zmeniť svoju hmotnosť bez úniku, akumulácie alebo chemickej reakcie. To je dôvod, prečo je hmotnostný prietok konzistentným referenčným rámcom pre procesných inžinierov. Ak objemový merač ukazuje 100 m³/h na vstupe kompresora a plyn je potom stlačený na vyšší tlak, výstupný objemový prietok môže byť len 25 m³/h, ale hmotnostný prietok je rovnaký. Inžinier, ktorý vidí len vstupný údaj a pokúša sa nastaviť výstupnú hmotnostnú bilanciu z objemu, bude uvedený do omylu.
Bežné prevody sú jednoduché, ale ľahko sa pomýlia. Jeden kg/s sa rovná 3 600 kg/h, 3,6 t/h a približne 7 936 lb/h. Prietok plynu meraný v Nm³/h sa prevedie na hmotnostný prietok vynásobením hustotou pri referenčných podmienkach, ktorá je často 1,293 kg/m³ pre vzduch pri 0 °C a 1,01325 bar absolútne. Ak je referenčná podmienka v špecifikácii projektu 20 °C a 1,01325 bar, referenčná hustota je iná a použitie nesprávnej predstavuje systematickú chybu, ktorá môže presiahnuť 4 percentá. Pred porovnaním hodnôt hmotnostného prietoku plynu overte referenčný stav v každom údajovom liste.
Objemový prietok je objem tekutiny, ktorý prejde špecifickou rovinou za jednotku času. Vyjadruje sa v m³/h, L/min alebo ft³/s. Je to prietok, ktorý je najjednoduchšie vizualizovať, ale je to tiež ten, ktorý najviac závisí od tlaku a teploty procesu. Piestové čerpadlo pohybuje takmer konštantným objemom kvapaliny na zdvih, takže odčítanie objemu je užitočné na sledovanie výkonu čerpadla. Plynový horák však potrebuje špecifický hmotnostný tok paliva na vytvorenie špecifického uvoľňovania tepla. Objemový údaj plynu pri 10 baroch a 20 °C bude predstavovať približne desaťkrát väčšiu hmotnosť ako pri 1 bar a 20 °C, aj keď číslo objemového prietoku je identické.
Hustota je mostom medzi objemom a hmotnosťou. Pre ideálny plyn je hustota úmerná absolútnemu tlaku a nepriamo úmerná absolútnej teplote. Plyn pri absolútnom tlaku 2 bary a 300 K má približne dvojnásobnú hustotu toho istého plynu pri absolútnom tlaku 1 bar a 300 K. Zmena teploty z 20 °C na 50 °C znižuje hustotu plynu asi o 10 percent, čo vytvára 10-percentnú chybu v hmotnostnom prietoku, ak sa údaj z objemového merača použije bez korekcie. V prípade kvapalín sa hustota zvyšuje pri poklese teploty a môže sa zvyšovať s rozpustenými pevnými látkami alebo suspendovanými časticami. 5-percentná chyba hustoty sa stáva 5-percentnou chybou hmotnostného toku, čo často stačí na to, aby nesplnila toleranciu prenosu.
Reakcie sú riadené molárnymi množstvami a molárne množstvá sú úmerné hmotnosti, nie objemu. Výhrevnosť vykurovacieho plynu je úmerná hmotnosti pre pevné zloženie. Zaťaženie parou a výkon turbíny sú viazané na hmotnostný prietok. Dávkovanie čistenia odpadových vôd je založené na hmotnostnom zaťažení. V každom prípade je cieľom riadenia procesu hodnota hmotnosti, takže meraním by mala byť hodnota hmotnosti alebo objemová hodnota so spoľahlivou korekciou hustoty. V tabuľke nižšie sú uvedené praktické rozdiely.
| Funkcia | Hmotnostný prietok | Objemový prietok |
|---|---|---|
| Definícia | Hmotnosť tekutiny prechádzajúca bodom za jednotku času | Objem tekutiny, ktorý prejde bodom za jednotku času |
| Typické jednotky | kg/s, kg/h, t/h | m³/h, L/min, ft³/s |
| Citlivosť na tlak | Žiadne pre nameranú hmotnosť | Plyny sa tlakom rozpínajú alebo stláčajú |
| Citlivosť na teplotu | Žiadne pre nameranú hmotnosť | Objem sa mení s tepelnou rozťažnosťou |
| Najlepšie sa hodí pre | Materiálová bilancia, prenos do úschovy, kontrola spaľovania | Dimenzovanie čerpadiel, kontroly rýchlosti vedenia, hydraulické výpočty |
| Typická prepočítaná hodnota | Nm³/h, SCFM pre plyny pri referenčných podmienkach | Skutočné m³/h pri podmienkach prúdenia |
Ak nie je k dispozícii prístroj s priamym hmotnostným prietokom, hmotnostný prietok sa musí vypočítať z objemového merania a hustoty alebo z merania rozdielu tlaku. Každá metóda má svoj vlastný rozpočet na neistotu a každá vyžaduje starostlivú pozornosť prevádzkovému bodu.
Najjednoduchšia rovnica je hmotnostný prietok = objemový prietok × hustota. Pre kvapalinu sa hustota často získava z referenčnej tabuľky pri nameranej teplote. Pre plyn sa hustota musí vypočítať z tlaku, teploty a zloženia pomocou zákona ideálneho plynu s faktorom stlačiteľnosti Z. Vzorec pre hmotnostný prietok plynu vyjadrený v kg/h je:
Hmotnostný prietok = objemový prietok (skutočný m³/h) × absolútny tlak (Pa) / (Z × špecifická plynová konštanta × absolútna teplota v K).
Ak objemový prietokomer meria v skutočných m³/h, pri výpočte hustoty by sa mal použiť skutočný tlak a teplota. Ak sa meria v Nm³/h, prevod na hmotnostný prietok vyžaduje iba referenčnú hustotu a nevyžaduje korekciu teploty a tlaku v reálnom čase.
Zariadenia s rozdielnym tlakom, ako sú clony, Venturiho trubice a priemerné Pitotovy trubice, odvodzujú prietok z poklesu tlaku cez obmedzenie. Všeobecná rovnica je:
Hmotnostný prietok = prietokový koeficient × expanzný faktor × plocha obmedzenia × druhá odmocnina z (2 × hustota × diferenčný tlak).
Koeficient vybíjania závisí od Reynoldsovho čísla a geometrie primárneho prvku. Normy ako ISO 5167 definujú geometriu, požiadavky na inštaláciu a výpočty neistoty. Častou chybou je použitie prietokového koeficientu pre hrdlo s ostrými hranami, keď inštalácia proti prúdu neumožňuje požadovanú priamu dĺžku potrubia. To môže spôsobiť chybu 1 až 3 percentá, aj keď je vysielač rozdielu tlaku presný.
Pre prístroje založené na rýchlosti, ako sú vkladacie prietokomery, je hmotnostný prietok súčinom hustoty, plochy prierezu a priemernej rýchlosti. Priemerná rýchlosť nie je rovnaká ako stredová rýchlosť. V plne rozvinutom profile turbulentného prúdenia je priemerná rýchlosť približne 0,81 až 0,83 násobok rýchlosti stredovej čiary, v závislosti od Reynoldsovho čísla. Priame použitie hodnoty stredovej čiary môže nadhodnotiť prietok až o 20 percent.
100 mm potrubie podľa plánu 40 vedie zemný plyn s tlakom 4,5 bar a 35 °C. Diferenčný tlak na kalibrovanej clone je 2 400 Pa. Zloženie plynu dáva za prevádzkových podmienok hustotu 5,3 kg/m³. Pri prietokovom koeficiente 0,61, vnútornom priemere otvoru 60 mm a expanznom faktore blízkom jednotke je hmotnostný prietok približne 0,48 kg/s. Ak sa použije rovnaký diferenčný tlak s hustotou 2,6 kg/m³, pretože tlak bol zadaný ako 2,5 bar namiesto 4,5 baru, vypočítaný hmotnostný prietok klesne na 0,34 kg/s, čo je 29-percentná chyba, ktorá by sa na meradle poľa nikdy nezistila, ale objavila by sa pri mesačnom odsúhlasovaní.
Každá vstupná premenná vo výpočte hmotnostného toku nesie neistotu. Objemový prietokomer s 1% neistotou v kombinácii s výpočtom hustoty pri 0,5% neistote poskytuje neistotu hmotnostného prietoku približne 1,1%, ak sú chyby nezávislé a kombinované v kvadratúre. Ak je neistota hustoty 2 percentá, pretože zloženie nie je presne známe, neistota hmotnostného toku bude 2,2 percenta. Táto sekundárna neistota je jedným z dôvodov, prečo sa uprednostňuje priame meranie hmotnostného prietoku v aplikáciách, kde je vstup hustoty neistý.
Priemyselné prietokomery využívajú na meranie hmotnostného prietoku rôzne fyzikálne princípy. Niektorí merajú hmotnosť priamo. Iné merajú rýchlosť alebo objem a potom sa spoliehajú na ďalšie vstupy na výpočet hodnoty hmotnosti. Výber správnej rodiny je najdôležitejším správnym rozhodnutím, ktoré urobíte.
Coriolisove prietokomery merajú hmotnostný prietok priamo sledovaním fázového posunu spôsobeného Coriolisovou silou vo vibračnej trubici. Kvapalina prechádza cez jednu alebo dve zakrivené trubice, ktoré sú excitované známou frekvenciou. Keď hmota prúdi trubicou, Coriolisova sila spôsobuje skrútenie vibrácií a fázový rozdiel medzi dvoma bodmi na trubici je úmerný hmotnostnému prietoku. Pretože meranie je priamo viazané na hmotnosť, nie je potrebná samostatná kompenzácia hustoty.
Coriolisov hmotnostný prietokomer AC série na priame meranie hmotnostného prietoku Tento Coriolisov merač priamo meria hmotnostný prietok, hustotu a teplotu, čím eliminuje potrebu samostatnej kompenzácie hustoty. Vďaka stabilnému výkonu a vysokej presnosti je vhodný na prenos do úschovy a kontrolu kritických procesov. Zobraziť produkt → Coriolisove merače sú dostupné v širokej škále veľkostí potrubí a dokážu spracovať kvapaliny, plyny a kaly. Vysokovýkonné meranie kvapaliny môže dosiahnuť presnosť približne ±0,1 percenta odčítania s opakovateľnosťou ±0,05 percenta. Pre meranie plynu je typický rozsah presnosti ±0,25 až ±0,5 percent odčítanej hodnoty, v závislosti od prevádzkového tlaku a veľkosti meradla. Najcennejšou vlastnosťou je stabilita v čase. Pretože nedochádza k žiadnemu kalibračnému kolísaniu spôsobenému hustotou alebo predpokladmi tlaku, merací prístroj môže zostať v prevádzke roky bez potreby korekcie poľa za predpokladu, že trubice zostanú čisté a nulový bod je overený.
Mechanický princíp merania robí merač citlivým na vibrácie, dvojfázový prietok a vysokú viskozitu. Ak chcete podrobne pochopiť fyzikálny efekt, stojí za to presne vedieť, ako Coriolisove hmotnostné prietokomery fungujú, najmä rozdiel medzi fázovým posunom, frekvenciou a tlmením, pretože tieto znalosti vám pomôžu definovať správne podmienky inštalácie.
Tepelné hmotnostné prietokomery measure mass flow rate by sensing the heat transfer from a heated element to the flowing gas. For a clean, dry gas, the heat transfer is directly related to the mass flow rate. The measurement principle is particularly useful for low-pressure or low-velocity gas flows, and it does not require temperature or pressure compensation for mass flow because the thermal response is a function of mass and specific heat. Typical accuracy is ±1 percent of full scale, and repeatability can be very good. The main limitation is that the meter must be calibrated for the specific gas composition, because specific heat capacity changes with composition. Wet, dirty, or non-homogeneous gas streams can also affect the heat transfer behavior.
Vortexové prietokomery merajú frekvenciu vírov vypustených za blafovým telesom. Frekvencia je úmerná rýchlosti tekutiny, nie jej hmotnosti. Na získanie odčítania hmotnostného prietoku musí merač spojiť nameranú rýchlosť s hodnotou hustoty. Vírivé prietokomery využívajú podobný princíp, ale vytvárajú precesiu okolo osi merača. Obidve rodiny môžu byť vybavené integrovanými snímačmi tlaku a teploty, takže počítač prietoku môže hustotu kompenzovať údaje pre aktuálne prevádzkové podmienky.
Vírivý prietokomer série SA80T-TP s integrovanou kompenzáciou teploty a tlaku SA80T-TP integruje snímače teploty a tlaku na výpočet hustoty v reálnom čase, čím poskytuje hmotnostný prietok a štandardný objemový prietok. Je ideálny pre siete s parou a stlačeným vzduchom, kde sú nevyhnutné kompenzované hodnoty. Zobraziť produkt → Tento prístup je rozšírený v plynárenských a parných službách. Vírový alebo vírivý merač s kompenzáciou tlaku a teploty môže poskytnúť presnosť približne ±1,0 percenta až ±1,5 percenta odčítanej hodnoty pre hmotnostný prietok, čo je dostatočné pre mnohé aplikácie riadenia procesov, ale nie pre prenos do úschovy. Kľúčom je zabezpečiť, aby kompenzačné vstupy skutočne reprezentovali prúdiaci prúd. Ak je miesto odberu tlaku pred meradlom a potrubie má pokles tlaku, výpočet hustoty bude mierne nesprávny.
Turbínové prietokomery measure the rotational speed of a rotor, which is proportional to the fluid velocity. The meter itself is a volumetric device. To convert the reading to mass flow rate, the operator must provide the density at the operating condition. Turbine meters provide excellent repeatability and are common in metering applications for clean, low-viscosity liquids. The VNER LWQ gas turbine flowmeter and LWGY liquid turbine flowmeter are built around this principle. For gas service, different rotor designs are used, and the density at the operating point must be calculated from pressure and temperature.
Elektromagnetické prietokomery use Faraday's law to measure the velocity of a conductive liquid. The measurement is volumetric, not mass-based. To obtain mass flow, the density of the liquid must be entered into the converter or supplied by a separate density measurement. For liquids with a stable density, such as water or a dilute acid at a fixed composition, the volumetric reading can be converted to mass with acceptable accuracy. For varying density streams, such as slurries or mixtures with changing solids concentration, an electromagnetic flow meter alone is not sufficient for a reliable mass value, and a density source is needed.
Správny prietokomer závisí od kvapaliny, podmienok procesu, požadovanej presnosti, obmedzení inštalácie a rozpočtu údržby. Neexistuje jediná univerzálne správna odpoveď. Nižšie uvedená tabuľka porovnáva hlavné technológie a poskytuje pohľad na prvý prechod.
| Technológia | Hmotnostné / objemové | Typická presnosť | Odporúčané tekutiny |
|---|---|---|---|
| Coriolis | Priama hmotnosť | ±0,1% až ±0,5% odčítania | Kvapaliny, plyny, kaly |
| Termálne | Priama hmotnosť (gas) | ± 1 % plného rozsahu | Vyčistite suché plyny |
| Vortex / vírenie | Objemová kompenzácia | ±1 % čítania | Kvapaliny, plyny, para |
| Turbína | Vstup objemovej hustoty | ±0,5 % čítania | Čistite nízkoviskózne kvapaliny, plyny |
| Magnetický | Vstup objemovej hustoty | ±0,2 % až ±0,5 % odčítania | Vodivé kvapaliny |
Čistá kvapalina s nízkou viskozitou pri stabilnej teplote sa dá dobre merať magnetickým meračom a vstupom hustoty. Kvapaline s meniacou sa hustotou, ako je kaša alebo pripravený roztok polyméru, lepšie poslúži Coriolisov meter. Čistý plyn so stabilným zložením je vhodný pre tepelný alebo kompenzovaný vírový merač. Plyn s unášanými kvapôčkami alebo časticami je problematický pre teplomery a môže byť lepšie obsluhovaný Coriolisovým meračom za predpokladu, že meradlo je zvolené s dostatočnou tlakovou stratou a geometriou trubice na manipuláciu so zmesou.
Spotrebný prenos a fiškálne meranie vyžadujú úrovne presnosti okolo ±0,1 až ±0,25 percenta, takže obvyklou voľbou je Coriolis alebo dobre kalibrovaný turbínový merač s kompenzáciou hustoty. Procesné riadiace slučky zvyčajne potrebujú ±1 percento alebo lepšie, čo umožňuje použitie kompenzovaných vírových alebo vírivých meračov. Materiálová bilancia a energetické účtovníctvo často vyžadujú dlhodobú opakovateľnosť lepšiu ako ±0,5 percenta. Je dôležité rozlišovať medzi presnosťou a opakovateľnosťou. Dva metre s rovnakou presnosťou sa môžu počas roka správať veľmi odlišne, takže opakovateľnosť je často rozhodujúcim kritériom pre dlhodobú materiálovú bilanciu.
Dôležité sú limity tlaku a teploty. Coriolisov merač je zariadenie na mierny pokles tlaku, takže nízkotlakové vedenie plynu nemusí mať dostatočný tlakový rozpočet. Teplomer má veľmi nízky pokles tlaku a uprednostňuje sa pre nízkotlakový plyn. Vortexový alebo vírivý merač potrebuje určitú minimálnu rýchlosť na vytvorenie signálu, takže ho nemožno použiť pri veľmi nízkych prietokoch. Požiadavky na priame vedenie potrubia sa tiež líšia. Coriolisove merače sú relatívne necitlivé na poruchy proti prúdu, zatiaľ čo vírové a vírivé merače často vyžadujú 10 až 25 priemerov potrubia priameho potrubia proti prúdu a magnetické merače potrebujú ešte viac.
Coriolisove merače nemajú v prúde žiadne pohyblivé časti, ale rúrky snímača môžu byť potiahnuté lepkavými procesnými tekutinami. Overenie zvyčajne pozostáva z kontroly nulového bodu a porovnania nameranej hustoty s laboratórnou vzorkou. Vírové a vírivé merače majú tú výhodu, že nemajú žiadne pohyblivé časti, ale ich snímače sa môžu poškodiť nadmernými vibráciami alebo nečistotami, ak nie sú nainštalované so sitkom. Teplomery potrebujú kalibráciu na špecifické zloženie plynu. Turbínové merače majú pohyblivé ložiská, ktoré sú najpravdepodobnejšou súčasťou zlyhania, najmä v špinavom plyne alebo abrazívnych kvapalinách.
Toto je jediná najdrahšia chyba v tomto odvetví. Merač, ktorý ukazuje 500 m³/h plynu pri 1 bar a 25 °C, nesie oveľa menší hmotnostný prietok ako ten istý merač, ktorý ukazuje 500 m³/h pri 8 baroch a 25 °C. Ak technický tím zapíše údajový list ako 500 Nm³/h, ale meradlo je kalibrované v skutočných m³/h, výsledný hmotnostný prietok bude ovplyvnený pomerom skutočnej hustoty k referenčnej hustote, čo môže byť faktor 7 alebo viac pre vysokotlakový plyn.
Aj keď sa objemový merač používa zámerne, do prietokového počítača sa často zadá jedna hodnota hustoty a nikdy sa neaktualizuje. V priebehu roka môže zariadenie na úpravu plynu fungovať pri rôznych požadovaných hodnotách tlaku a teploty a hustota na prietokomere sa môže zmeniť o 15 až 20 percent. Hodnota statickej hustoty spôsobuje systematickú chybu hmotnostného toku, ktorá sa nakoniec prejaví v celkovej materiálovej bilancii závodu.
Vortexové, vírivé a diferenčné prietokomery vyžadujú špecifické dĺžky priameho potrubia proti prúdu, aby sa vytvoril stabilný profil prietoku. Jediné 90-stupňové koleno tesne pred meracím prístrojom môže vytvoriť vír, ktorý zmení kalibráciu a spôsobí chyby niekoľkých percent. Zvyčajným riešením je inštalácia vodomeru s viac ako 20 priemermi potrubia proti prúdu alebo použitie kondicionéra prietoku. Ak to neurobíte, je to jedna z najčastejších príčin slabého výkonu novej inštalácie.
Prietokomer kalibrovaný vodou, ale používaný v prúde plynu, bude mať veľmi odlišný rozsah Reynoldsových čísel. To môže zmeniť koeficient vybíjania alebo K-faktor. V prípade objemových meračov sa kalibrácia často vykonáva vo výrobných podmienkach so špecifickou viskozitou a hustotou. Ak má procesná kvapalina veľmi rozdielnu viskozitu, kalibračná krivka by sa mala upraviť alebo merač by mal byť kalibrovaný kvapalinou, ktorá zodpovedá procesným vlastnostiam.
Pri špecifikácii vírového alebo vírivého merača pre plyn je kompenzácia povinná, ak sa očakáva, že meradlo bude mať na výstupe hmotnostný prietok. Niektorí kupujúci si objednajú štandardný vortex a očakávajú, že prietokový počítač bude používať pevnú hustotu. Ak sa tlak mení a kompenzácia nie je nainštalovaná, výstup je nesprávny. Dodávateľ by mal presne popísať, ako je nakonfigurovaná kompenzácia a kde sú umiestnené snímače tlaku a teploty.
Bežnou postupnosťou obstarávania projektu je skorý nákup objemových meračov a následné zistenie pri uvádzaní do prevádzky, že proces potrebuje hromadný tok. Výsledkom je čiastočný redizajn, zmena schvaľovacieho dokumentu a oneskorenie. Zapísanie účelu merania do údajového listu od začiatku je lacnejší prístup. Uveďte, či výstupom musí byť hmotnostný prietok, aké jednotky sú požadované a aká presnosť v ktorom pracovnom bode je povinná. Každý dodávateľ potom môže od začiatku citovať správnu technológiu.
Hmotnostný prietok sa prejavuje v každom spracovateľskom priemysle, ale tlak na jeho presné meranie je najvyšší tam, kde ide o materiálovú bilanciu, náklady na energiu a príjmy zo zmlúv.
Pri ťažbe ropy a plynu sa hmotnostný prietok používa na prideľovanie vrtov, monitorovanie výkonu separátora a meranie zemného plynu v prepravných bodoch. Stlačený zemný plyn (CNG) je jednou z najnáročnejších aplikácií, pretože plyn sa skladuje pri vysokom tlaku a dodáva sa s rýchlou sekvenciou plnenia, ktorá rýchlo mení tlak a teplotu. Objemový merač na výdajnom stojane CNG potrebuje úplnú korekciu tlaku a teploty, inak sa zobrazená dodaná hmotnosť bude pohybovať. Špecializovaný Coriolisov hmotnostný prietokomer je navrhnutý pre túto úlohu, pretože meria hmotnosť priamo a dokáže rýchlo reagovať na meniace sa podmienky prietoku.
Coriolisov hmotnostný prietokomer série AG pre výdaj CNG a LNG Tento Coriolisov merač, navrhnutý na tankovanie CNG a LNG, poskytuje priame meranie hmotnostného prietoku s certifikovanou presnosťou dávky ±0,50 %. Zvláda vysoký tlak a kryogénne teploty, čím zaisťuje spoľahlivý prenos do úschovy. Zobraziť produkt → VNER dodáva AG-CNG špecializovaný Coriolisov hmotnostný prietokomer špeciálne pre dávkovacie a kompresné slučky CNG. Tento merač je súčasťou širšieho portfólia spoločnosti pre sektor ropy a zemného plynu, kde presné meranie hmotnosti podporuje účtovanie, prevenciu krádeží a ochranu kompresora.
Chemické závody sa spoliehajú na hmotnostný tok na riadenie prívodu do reaktora, vstrekovanie katalyzátora a dávkovanie aditív. Mierna chyba v hmotnostnom toku reaktantu mení stechiometrický pomer a môže viesť k vedľajším reakciám, neštandardným produktom alebo plytvaniu katalyzátorom. Na tento účel sa často používajú Coriolisove merače, pretože zvládajú široký rozsah hustôt a môžu byť inštalované priamo inline. Vírivé a vírové merače s kompenzáciou sú bežnou lacnejšou alternatívou, keď nie sú požiadavky na presnosť také prísne.
Pri výrobe polysilikónu sa plyny ako trichlórsilán a vodík musia dodávať vo veľmi presných množstvách. Reaktory pracujú pri vysokom tlaku a teplote a akékoľvek nesprávne uvedenie hmotnostného toku môže ovplyvniť rýchlosť depozície a kvalitu kryštálov. Coriolisove hmotnostné prietokomery sa v tomto odvetví používajú, pretože merajú skutočnú hmotnosť týchto plynov a pár bez potreby samostatnej analýzy zloženia. Spoľahlivosť merača počas dlhých prevádzkových cyklov je rovnako dôležitá ako presnosť, pretože odstávka reaktora je extrémne drahá.
Sila plants use mass flow rate to monitor boiler feedwater, fuel gas, and steam output. In steam measurement, a vortex or swirl meter with temperature and pressure compensation is common because it can survive high temperatures and delivers a usable mass flow value. In boilers, the mass flow of fuel is directly related to heat input, so an inaccurate mass flow reading causes inefficient combustion and higher CO₂ emissions. The economic impact is visible in the fuel bill.
Pri čistení vody a odpadových vôd sa hmotnostný prietok používa na dávkovanie chemikálií a výpočty zaťaženia tuhými látkami. Magnetické prietokomery sú základom pre meranie objemového prietoku vo vode, ale keď musí zariadenie kontrolovať množstvo chlóru alebo polyméru pridaného na jednotku prietoku, hustota musí byť známa. Magnetický merač kombinovaný s meraním hustoty poskytuje hmotnostný prietok. V odpadovej vode s rôznym obsahom pevných látok môže priame meranie hmotnosti, ako je Coriolisov meter, výrazne znížiť neistotu za predpokladu, že veľkosť potrubia a pokles tlaku sú kompatibilné.
Dodávatelia EPC nakupujú prietokomery vo veľkých množstvách pre procesné linky a výrobcovia OEM integrujú prietokomery do lyžín a balených zariadení. Obe skupiny potrebujú konzistentné, opakovateľné nástroje dodané včas s jasnou dokumentáciou. Technický prístup k dimenzovaniu, ktorý používajú dodávatelia, ako je VNER, je v tomto segmente kritický: dodávateľ vypočítava očakávaný rozsah prietoku, tlakovú stratu a presnosť na základe procesných údajov, namiesto toho, aby len citoval katalógový model. Inžinieri EPC tiež potrebujú vedieť, ktoré jednotky meradlo vydáva, ako komunikuje s riadiacim systémom a ako predajca podporuje uvedenie do prevádzky a kalibráciu.
Nikde to nie je tak viditeľné, ako keď sa musí rovnaký hmotnostný prietok merať vo viacerých spracovateľských odvetviach. The spracovateľský priemysel obsluhované týmto zariadením majú jednu spoločnú požiadavku: výstup prietoku musí byť vysledovateľný podľa hmotnosti, či už ide o plyn, kvapalinu alebo suspenziu.
Keď je špecifikovaný prietokomer, technický list musí obsahovať názov kvapaliny, zloženie, prevádzkový tlak a teplotu, hustotu, viskozitu, povolený pokles tlaku, veľkosť potrubia, rozsah prietoku, požadovanú presnosť a výstupné signály. Vágne vyjadrenia typu „vhodné na zemný plyn“ nestačia. Inžinier by mal uviesť minimálny aj maximálny prietok. Pre hmotnostný prietokomer maximálny prietok určuje požadovanú veľkosť snímača, zatiaľ čo minimálny prietok určuje, či prietokomer dokáže rozlíšiť prietok bez erózie signálu. Coriolisov merací prístroj môže mať vynikajúce tlmenie, ale pri veľmi nízkom prietoku sa hustota a nulová stabilita stávajú limitujúcimi faktormi.
Dodávateľ by mal preukázať skúsenosti s rovnakou skupinou tekutín a rovnakým servisom zariadenia. Referenčné inštalácie, kalibračné zariadenia a dlhodobá podpora sú viac ako veľký katalóg. Skontrolujte, či dodávateľ vykonáva internú kalibráciu a ako je táto kalibrácia sledovateľná. Pre Coriolisove merače sú užitočné akceptačné testy overenie nulového bodu a kontrola hustoty v prevádzkových podmienkach. Pre kompenzované vírové alebo vírivé merače by mal predajca zverejniť kompenzačnú rovnicu a neistotu pri skutočných výkyvoch prevádzkového tlaku.
Hmotnostné prietokomery zvyčajne poskytujú signál 4-20 mA, HART, Modbus alebo Fieldbus. Riadiaci technik potrebuje vedieť, či je signál prietoku hmotnostný alebo objemový, pretože od toho závisí mierka v DCS. V prípade meracieho prístroja s kompenzáciou tlaku a teploty je prietokový počítač vo vnútri prevodníka ten, ktorý vykonáva korekciu hustoty a DCS prijíma hmotnostný prietok priamo. Ak meradlo poskytuje len objem a DCS robí prepočet, DCS musí mať vstupy živého tlaku a teploty a výpočet musí byť overený oproti vlastnému výpočtu meradla pri uvedení do prevádzky.
Pri uvádzaní do prevádzky sa uistite, že merač ukazuje nulu bez prietoku a že hodnota úpravy je v rámci tolerancie výrobcu. Ak je to možné, vykonajte mokrý test s vodou alebo porovnajte merač s existujúcim kalibrovaným prietokomerom na rovnakom vedení. Pre plyny použite kalibrované testovacie zariadenie s nízkym alebo vysokým prietokom, ak je k dispozícii. Skontrolujte, či sú snímače tlaku a teploty použité na kompenzáciu správne umiestnené, majú vhodné rozpätia a či hodnoty zobrazené prietokovým počítačom zodpovedajú ručnému výpočtu hustoty.
Nákupná cena je len jednou časťou životného cyklu. Glukomer so zlou opakovateľnosťou môže prinútiť operátora procesu nadmerne alebo nedostatočne podávať chemikálie a prevádzkové náklady môžu presiahnuť cenu merača za jeden mesiac. Merač s vysokou tlakovou stratou môže vyžadovať väčšie čerpadlo, čím sa zvyšuje spotreba energie. Meradlo, ktoré možno rýchlo overiť a nemá žiadne pohyblivé časti v kontakte s kvapalinou, bude mať zvyčajne nižšie celkové náklady počas desiatich rokov ako lacnejšie meradlo, ktoré vyžaduje častú údržbu.
Hmotnostný prietok je množstvo, na ktorom skutočne záleží pri riadení procesu, účtovaní energie a kvalite produktu. Objemové odčítanie je užitočné pre hydraulické dimenzovanie a výber čerpadla, ale nemôže nahradiť hodnotu hmotnosti, pokiaľ hustota nie je známa a stabilná. V zariadeniach, kde sa mení tlak, teplota alebo zloženie, je jedinou spoľahlivou cestou meranie hmotnosti priamo Coriolisovým meračom alebo pridanie kompenzácie tlaku a teploty k meraču založenému na rýchlosti.
Pre inžinierov závodu je najdôležitejším zvykom overiť si účel merania pred výberom technológie. Pre tímy EPC a OEM je kľúčové poskytnúť dodávateľovi dostatok procesných údajov na správnu veľkosť merača a potvrdenie výstupných jednotiek. Pre operátorov je ponaučenie, že údaj o hromadnom toku nie je číslo na obrazovke; je základom materiálovej bilancie a zaslúži si rovnakú pozornosť ako laboratórna analýza. Keď sa spoločnosť zameria na celú cestu od snímacieho prvku cez prietokový počítač až po riadiaci systém, hmotnostný prietok sa stáva spoľahlivým rozhodovacím nástrojom a nie zdrojom denných nezrovnalostí.
Všetky naše produkty a služby ponúkame podľa medzinárodných štandardov.
+86-18652789521
+86-18052582295
+86-0514-83633600 / 83633900
+86-0514-83633600 / 83633900
shawn@vnerflow.com
info@vnerflow.com
č. 11 Xingye Road, Chenji Town Industrial Park, Yizheng, Yangzhou, Čína
