תובנות מובילות לבחירת מדי זרימת גז תעשייתיים אמינים

מדוע מדידת זרימת גז חשובה בכלכלה של ימינו

מדידת זרימת גז היא חלק חשוב כמעט בכל חלק של הכלכלה המודרנית. מדידה מדויקת של גזים חשובה מאוד ממספר סיבות, כולל שמירה על עלויות נמוכות בהפצת גז טבעי, וידוא כימיקלים בטוחים לטיפול, וידוא שהמוצרים באיכות גבוהה בייצור. אבל גזים שונים מנוזלים בכך שנפחם משתנה רבות עם שינויים בטמפרטורה ובלחץ. משמעות הדבר היא שבחירת מד זרימת הגז הנכון היא בחירה חשובה מאוד שתהיה לה השפעה גדולה על הבטיחות, היעילות והרווחים.

הצעד הראשון בדרך לשיפור ביצועי תהליך תעשייתי המשתמש בגז הוא ללמוד על מדי זרימת גז ומדוע הם חשובים . מדריך מלא זה יהיה המקור המוביל שלכם לכל מה שאתם צריכים לדעת על מדידת גז. הוא יכסה את העקרונות הבסיסיים, את הטכנולוגיות השונות הזמינות, כיצד לפתור בעיות יישום ספציפיות וכיצד לבחור את מכשיר זרימת הגז הטוב ביותר עבור הצרכים שלכם.

מדוע חשוב למדוד את זרימת הגז בצורה מדויקת?

משימות תעשייתיות רבות תלויות בנתוני זרימת גז מדויקים. היתרונות העיקריים של מדידת זרימה מדויקת הם:

• בקרת עלויות וניהול אנרגיה: גז הוא כלי יקר לדברים כמו מערכות אוויר דחוס או שימוש בגז טבעי. מדידה מדויקת מסייעת למצוא דליפות, להקצות עלויות בצורה נכונה ולנצל בצורה הטובה ביותר את האנרגיה כדי לצמצם בזבוז.
• יעילות תהליך ואיכות מוצר: תהליכים רבים, כגון בקרת בעירה, ערבוב גזים או תגובות כימיות, תלויים בקצב הזרימה המדויק של גזים ספציפיים כדי להבטיח ביצועים אופטימליים ואיכות מוצר סופי עקבית.
• בטיחות: חשוב לעקוב אחר זרימת גזים דליקים או רעילים כדי למנוע מצבים מסוכנים. זה כולל ניטור גזים, איזון ניקוי גזים ואיזון חנקן במגוון סביבות תעשייתיות .
• תאימות סביבתית: חוקים הנוגעים לפליטות גזי חממה קובעים כי יש למדוד ולדווח בצורה נכונה על גזי פליטה ופליטות אחרות מהאוויר .

עקרון הליבה: זרימה בפועל לעומת זרימה סטנדרטית (נפחית לעומת מסה)

המושג החשוב ביותר לגבי מהו מד זרימת גז וסוגי מדי זרימת גז הוא הבנת ההבדל בין מדידת נפח למדידת מסה. זהו אחד מארבעת הגורמים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת מד זרימת גז .

זרימה בפועל (נפחית)

מדי זרימה נפחית מודדים את כמות הגז שעוברת דרך המונה בטמפרטורה ובלחץ שבהם הוא פועל בפועל (לדוגמה, ב-ACFM או מ"ק/שעה). הבעיה היא שלא ניתן להשוות את הקריאה הזו. מטר מעוקב של גז בלחץ של 1 בר מכיל הרבה פחות מולקולות (פחות מסה) מאשר מטר מעוקב של גז בלחץ של 10 בר.

זרימה סטנדרטית (כגון Nm3/h, SCFM, SCCM)

מסיבה זו, זרימת הגז כמעט תמיד משתנה לטמפרטורה ולחץ סטנדרטיים (STP או NTP). קצב זרימה נפחי סטנדרטי זה (ב-SCFM, SCCM או Nm³/hr, לדוגמה) מראה כמה גז זורם במונחים של מסה. מדי מסה תרמיים, מד זרימת טורבינה עם פיצוי טמפרטורה ולחץ, או מד זרימת מערבולת עם פיצוי טמפרטורה ולחץ יכולים להיות בעלי פונקציה של מדידת זרימה סטנדרטית. הקריאות שלהם אינן מושפעות משינויים בתנאי התהליך. מדי נפח יכולים גם לתת קריאת זרימת מסה, אך הם זקוקים לחיישנים נוספים ללחץ וטמפרטורה, כמו גם למחשב זרימה כדי לבצע את החישוב.

מוצרים קשורים

לתובנות נוספות על המרות יחידות זרימה כמו m³/h, Nm³/h ו-Sm³/h, קראו את המדריך האולטימטיבי שלנו ליחידות קצב זרימת גז.

מדריך מלא לטכנולוגיות מדי זרימת גז

בחירת הטכנולוגיה הנכונה היא המפתח. ישנם סוגים רבים של מדי זרימת גז וטכניקות למדידת זרימת גז , לכל אחד יתרונות וחסרונות משלו.

1. מדי זרימה למסה תרמית

הסטנדרט בתעשייה למדידת זרימת מסה ישירה של גזים מסוגים שונים הוא מדי זרימת מסה תרמיים.

• המונה פועל באמצעות שני חיישני טמפרטורה. אחד נשמר בהפרש טמפרטורה קבוע מעל השני. זרימת הגז מקררת את הדברים, וכמות האנרגיה הדרושה כדי לשמור על הפרש טמפרטורה זה קשורה ישירות לקצב זרימת המסה של הגז.
• יתרונות: מודד את זרימת המסה ישירות ללא צורך בפיצוי P&T, דיוק גבוה בקצבי זרימה נמוכים וירידת לחץ נמוכה, שיקול מרכזי שנבחן בהשוואה בין אובדן לחץ בטורבינות גז למד זרימת מסה תרמי .
• חסרונות: מתאים יותר לגזים נקיים ויבשים, מכיוון שלחות או לכלוך עלולים להשפיע על חיישן זרימת הגז.
• מתאים ביותר ל: טכנולוגיה זו אידיאלית למגוון רחב של יישומי מדי זרימת מסה תרמית, כולל מדידת משנה של גז טבעי , אוויר בצינורות , ניטור אוויר דחוס, מתאן ומדידת גזים ספציפיים כמו CO₂ , חנקן, ארגון וביוגז . ניתן גם להגדיר אותם כבקר זרימת מסה תרמית .

2. מדי זרימת מסה קוריולי לגז

• עיקרון: מודד את זרימת המסה ישירות על ידי חישת כוח הפיתול של הנוזל (אפקט קוריוליס) כשהוא נע דרך צינורות רוטטים.
• יתרונות: מדויק ביותר, מודד את זרימת המסה ישירות, לא מושפע מהרכב הגז, מתאים מאוד למדידת גז בלחץ גבוה.
• חסרונות: הם יקרים ביותר בהתחלה ויכולים להיות בעלי ירידת לחץ גדולה יותר מאשר מדי חום, וגם לא טובים למדידת גז בלחץ נמוך או בצפיפות נמוכה.
• מתאים ביותר ל: מד זרימת גז קוריוליס מושלם להעברת גזים כמו גז טבעי וגז טבעי דחוס דחוס (CNG) , ולמדידה בטוחה של גזים רעילים ומאתגרים כמו כלור . זוהי גם בחירה מובילה ביישומי מדידת זרימת חנקן והליום .

3. מדי זרימת וורטקס לגז

מדי זרימה מסוג Vortex הם חזקים ורב-תכליתיים ביותר, מה שהופך אותם לבחירה פופולרית למדידת גז וקיטור למטרות כלליות.

• עיקרון: גוף צוק בנתיב הזרימה יוצר מערבולות בקצב הקשור ישירות למהירות הגז.
• יתרונות: אין לו חלקים נעים, הוא עמיד מאוד, הוא יכול להתמודד היטב עם טמפרטורות ולחצים גבוהים, והוא יכול למדוד מגוון רחב של גזים. מד זרימת גז וורטקס הוא מועדף במפעל בגלל יתרונותיו הרבים .
• חסרונות: נדרשת מהירות זרימה מינימלית כדי לפעול וצינורות ארוכים וישרים, אינו מתאים למדידת גז בזרימה נמוכה.
• מתאים ביותר ל: שימושים שירותיים כמו מד זרימת אוויר מערבולת או מדידת קיטור וגזי תהליך אחרים שבהם דיוק אינו הדבר החשוב ביותר.

4. מדי זרימה לטורבינות גז

מדי טורבינה הם הבחירה המסורתית להעברת משמורת של גז טבעי בדיוק גבוה. לסקירה כללית, כדאי לדעת משהו על מדי זרימה של טורבינות גז .

• עיקרון: זרימת הגז מסובבת רוטור רב-להבי (טורבינה). מהירות הסיבוב פרופורציונלית למהירות הגז.
• יתרונות: דיוק וחזרתיות גבוהים, טכנולוגיה מובנת היטב, הנדרשת לעתים קרובות על פי סטנדרטים חוזיים לחיוב גז.
• חסרונות: חלקים נעים דורשים תחזוקה, עלולים להינזק מגז מלוכלך או רטוב, והביצועים מושפעים משינויי לחץ/טמפרטורה אם לא מקבלים פיצוי.
• הטוב ביותר עבור: העברת גז טבעי נקי ויבש למשמורת. לדגמים ספציפיים, עיינו במד זרימת טורבינות הגז מסדרת SGW-D שלנו עם תיקון טמפרטורה ולחץ .

5. מדי זרימה ללחץ דיפרנציאלי (DP)

מדי DP הם שיטה מוכחת שעובדת היטב בתנאים קשים מאוד.

• עיקרון: סתימה, כמו פתח או אנובר, גורמת לירידה בלחץ. משדר מודד את הירידה הזו ומשווה אותה לקצב זרימה.
• יתרונות: הוא יכול להתמודד עם טמפרטורות ולחצים גבוהים מאוד, עובד עם כל גז, וטוב לצינורות גדולים מאוד.
• חסרונות: פחות מדויק, יחס סיבוב מוגבל, וגורם לירידה קבועה בלחץ בצינור.
• הכי טוב בשביל: מדידת זרמי גז מלוכלכים או שקשה להגיע אליהם, כמו ביוגז רטוב או גז פליטה גולמי, לרוב בתעלות גדולות.

6. רוטמטר צינורות מתכת לגז (שטח משתנה)

אם אתם זקוקים רק לאינדיקציה מקומית פשוטה של קצב זרימת הגז ואינכם זקוקים לאות אלקטרוני (כגון 4-20mA ), רוטמטר הוא בחירה טובה. עם זאת, silverinstruments.com מפתחת גם רוטמטר עם משדרים.

הרעיון הוא שגז הנע מעלה דרך צינור מחודד מרים מצוף. גובה המצוף זהה לקצב הזרימה.

• יתרונות: קל לשימוש, אינו זקוק לחשמל חיצוני, ועשוי כולו מתכת, כך שהוא חזק.
• חסרונות: פחות מדויק ומציג רק מידע על קצב זרימה מקומי (אלא אם כן נוסף משדר), דורש ערך קבוע של טמפרטורה ולחץ גז כדי לייצר.
• הטוב ביותר עבור: ניקוי יישומי גז, ניטור החלקות ציוד מקומיות והצגת זרימת גז כללית באמצעות רוטמטר זרימת גז.

7. מדי זרימת גז אולטרסאונד

מדי זרימת גז אולטרסאונד הם דרך היי-טק למדוד דברים, במיוחד בצינורות גדולים.

• איך זה עובד: הוא מודד כמה זמן לוקח לפולס אולטרסאונד לנוע עם ונגד זרימת הגז. ניתן לחשב את מהירות הגז על ידי התבוננות בהפרש הזמן.
• יתרונות: אין סתימה או ירידת לחץ, יכול להיות מדויק מאוד, ועובד בצורה הטובה ביותר עם צינורות גדולים.
• חסרונות: זה עולה הרבה ורגיש ללכלוך ולחות בגז.
• הכי טוב בשביל: העברת משמורת של צינורות גז טבעי בקוטר גדול.

מציאת פתרונות לבעיות ספציפיות במדידת גז

מדידת זרימת גז קורוזיבי

כדי למדוד גזים קורוזיביים כמו כלור רטוב, מימן גופרתי (H₂S) או אוזון , עליכם לבחור את החומרים הנכונים בקפידה רבה. מד זרימת מסה תרמית עם חיישן נירוסטה 316L או Hastelloy הוא בחירה נפוצה. לחלופין, מדי זרימה מסוג Coriolis זמינים בחומרים רטובים כמו נירוסטה 316L, טנטלום, טיטניום והסטלוי, מה שהופך אותם למתאימים למדידת גזים קורוזיביים. עם זאת, עלותם גבוהה יחסית.

לחץ גבוה ונמוך

יישומים סטנדרטיים הם לרוב בלחץ נמוך, אך תהליכים מסוימים כמו מתן גז טבעי דחוס (CNG) או הובלת מימן כרוכים בלחצים גבוהים מאוד. במקרים אלה, המבנה המכני ודירוג הלחץ של המד הם קריטיים. למדידת זרימת גז בלחץ גבוה, אנו בוחרים לרוב מדי זרימה קוריוליס, מדי זרימה מערבולת או מדי רוטמטרים בצינור מתכת.

תעלות גדולות וקצבי זרימה נמוכים בגז

למדידת זרימת גז בצינורות או תעלות גדולים , מד זרימת גז חדיר הוא לרוב הפתרון המעשי והחסכוני ביותר. לעומת זאת, עבור מד זרימת גז מעבדתי המשמש במחקר ופיתוח, נדרש מד זרימת גז ייעודי לזרימה נמוכה כדי למדוד במדויק כמויות זעירות, כגון יחידות זרימה של מ"ל/דקה .

התקנה: קומפקטית לעומת שלט רחוק

רוב הטכנולוגיות זמינות כיחידה קומפקטית, הכל באחד. עם זאת, עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה או במקומות שקשה להגיע אליהם, מד גז לקריאה מרחוק עם חיישן ומשדר נפרדים הוא התצורה האידיאלית.

יישומי מדי זרימת גז בתעשיות שונות

כמעט כל עסק יכול לתקן בעיות בעזרת מד זרימת גז אלקטרוני מתאים.

גז טבעי וגזי דלק

זהו היישום הנרחב ביותר, מראש הבאר ועד למשתמש הקצה. סוגים ספציפיים של מדי זרימת גז טבעי כמו מדי טורבינה ומדי קוריואה משמשים להעברת משמורת, בעוד שמדי מסה תרמית אידיאליים לתת-מדידה. מדי קוריואה הם הבחירה המובילה למדידת גז דחוס דחוס (CNG) וגז גז נוזלי (LPG) . אנו מספקים גדלים שונים, מד גז טבעי בגודל 2 אינץ' , טורבינת גז בגודל 6 אינץ', מד זרימה של טורבינת גז בגודל 8 אינץ' , מד זרימה של 12 אינץ' וכן הלאה.

גזים לתעשייה ולמטרות מיוחדות

תהליכי ייצור מסתמכים על מדידה מדויקת של גזים תעשייתיים כמו חנקן, ארגון ופחמן דו-חמצני. זהו תחום נפוץ עבור יישומי מדי זרימה תרמיים במדידת זרימת גז , כגון ניטור זרימת גז ארגון .

ניטור אוויר דחוס

שימוש באוויר דחוס עולה הרבה כסף. מדי זרימת מסה תרמית הם הדרך הטובה ביותר לעקוב אחר כמות האנרגיה הנצרכת, למצוא דליפות ולחלק עלויות בבניין.

ביוגז וסביבה

יש צורך למדוד גז התלקחות וגזי פליטה על מנת לעמוד בכללי הסביבה. מדי מסה תרמית מתאימים היטב לכך. הם גם הסטנדרט למדידת תפוקת מעכלים ביישומי מדי זרימת ביוגז .

בקשת הצעות מחיר עבור מדי זרימת גז

1️⃣ אילו סוגי מדי זרימת גז זמינים?
תשובה: סוגים נפוצים כוללים מדי זרימת מסה תרמית, מדי זרימת מסה קוריוליס, מדי זרימת מערבולת, מדי שטח משתנה (רוטמטר) ומדי זרימת לחץ דיפרנציאלי. הבחירה תלויה בסוג הגז, טווח הזרימה, הלחץ, הטמפרטורה והדיוק הנדרש.

2️⃣ כיצד אוכל לבחור את מד זרימת הגז המתאים ליישום שלי?
תשובה: עליך לקחת בחשבון פרמטרים כגון הרכב הגז, טווח קצב הזרימה, לחץ, טמפרטורה, גודל הצינור ומיקום ההתקנה, בנוסף לתקציב שלך. אם הגז נקי ויבש, מד זרימה תרמי מתאים. עבור גזים בלחץ גבוה או מעורבים, מדי זרימה מסוג קוריוליס או מערבולת הם בחירות טובות יותר.

3️⃣ האם מד זרימת גז יכול למדוד גזים שונים?
תשובה: כמה מדי זרימה כמו מדי קוריוליס או מדי זרימת מסה תרמית יכולים למדוד גזים מרובים, אך נדרשת הגדרה מסוימת במשדרי הגז בעת שינוי סוג הגז עבור מד זרימת מסה תרמית.

4️⃣ מה ההבדל בין מד זרימת מסת גז למד זרימת נפח?
תשובה: מד זרימת מסה מודד ישירות את קצב זרימת המסה (למשל, ק"ג/שעה, ניוטון מטר/שעה), ללא תלות בטמפרטורה ובלחץ. מד זרימה נפחית מודד נפח בפועל (למשל, מטר/שעה), המשתנה עם הלחץ והטמפרטורה. פרטים נוספים ניתן לעיין למעלה: עקרון הליבה: זרימה בפועל לעומת זרימה סטנדרטית (נפחית לעומת מסה).

5️⃣ האם ניתן להשתמש במד זרימת גז עבור גזים קורוזיביים?
תשובה: כן, אם החומרים הרטובים תואמים. מדי זרימה קוריוליס יכולים להיות עשויים מפלדת אל-חלד 316L, Hastelloy, טיטניום או טנטלום, המתאימים לגזים קורוזיביים. או מד זרימה מצינור מתכת עם צינור PTFE יכול גם למדוד גז קורוזיבי.

6️⃣ מהו אורך הצינור הישר הנדרש להתקנת מד זרימת גז?
תשובה: זה תלוי בסוג. לדוגמה, מדי זרימה מסוג וורטקס ולחץ דיפרנציאלי זקוקים למסלולים ישרים של 10D במעלה הזרם ו-5D במורד הזרם. מדי קוריוליס דורשים בדרך כלל אורכים ישרים מינימליים.

7️⃣ כמה מדויק מד זרימת גז?
תְשׁוּבָה:
הדיוק משתנה לפי סוג:
קוריוליס: ±0.5%
מסה תרמית: ±1–2% מהקריאה
מערבולת: ±1%
שטח משתנה: ±2–5%

8️⃣ כיצד ניתן להמיר יחידות זרימת גז בין מ"ק/שעה לניוטון מ"ק/שעה?
תשובה: השתמשו בנוסחה:

זה מפצה על הפרשי טמפרטורה ולחץ.

האם מד זרימת גז יכול להתמודד עם קצבי זרימה נמוכים מאוד?
תשובה: כן. מדי זרימת מסה תרמית ומדי זרימת קוריוליס אידיאליים לקצבי זרימה קטנים או מיקרו, כגון ביישומי מעבדה או מינון גז.

סיכום: בחירת השותף שלך למדידת גז

בחירת מד זרימת הגז הדיגיטלי המתאים מבין הסוגים הרבים הזמינים היא החלטה הנדסית קריטית שתלויה בניתוח מעמיק של היישום והתקציב שלכם. בעוד שמד טורבינה עשוי להיות מושלם להעברת גז טבעי במשמורת, מד מסה תרמית הוא הבחירה העדיפה לניטור אוויר דחוס. לקבלת הדיוק הגבוה ביותר במגוון הרחב ביותר של גזים, מד קוריוליס הוא ללא תחרות. אתם יכולים ללמוד עוד על ידי קריאה על 5 הדברים שכדאי לקחת בחשבון לפני בחירת מד זרימת גז .
ב-Silver Automation Instruments, אנו מתמחים במתן פתרונות מלאים למדידת זרימת גז. המהנדסים המנוסים שלנו יכולים לנתח את התהליך שלכם ולהמליץ על מכשיר חזק, אמין ומדויק המותאם לאתגרים הייחודיים של היישום שלכם. לקבלת סקירה כללית של מחירי מדי זרימת גז או ייעוץ מפורט, צרו קשר עם הצוות שלנו עוד היום.