תעשיית האחסון הקריוגני ועיבוד הפחמימנים מייצגת אחת הסביבות המאתגרות ביותר עבור טכנולוגיית מדידת זרימה. מתקנים הפועלים בטמפרטורות קיצוניות הנעות בין -116°C לתנאי סביבה, ודורשים מכשור מדויק המסוגל לשמור על דיוק בתנאי תהליך תובעניים. מפעלי עיבוד גז מודרניים וטרמינלים לאחסון קריוגני מסתמכים במידה רבה על פתרונות מתקדמים למדידת זרימה כדי להבטיח הפעלה בטוחה, העברת משמורת מדויקת ובקרת תהליכים אופטימלית.
אתאן מציב אתגרי מדידה ייחודיים ביישומים קריוגניים. אתאן, הפועל בטמפרטורות נמוכות עד -116°C במצב נוזלי, מציג שינויים במשקל סגולי בין 552-568 ק"ג/מ"ק עם צמיגות הנעה בין 0.18 ל-0.22 cP. הנוזל עובר בין פאזות נוזליות לאדים בהתאם לתנאי ההפעלה, מה שמצריך מדי זרימה המסוגלים להתמודד עם לחצים מ-3.57 עד 29.1 ק"ג/ס"מ²G. מדידת זרימת אתאן היא קריטית במתקנים פטרוכימיים שבהם פחמימן זה משמש כחומר גלם לייצור אתילן.
מדידת זרימת פרופאן ביישומי אחסון קריוגניים כרוכה בניטור פרופאן נוזלי בטמפרטורות הפעלה שבין -50°C ל-+40°C. עם מאפייני צפיפות של 581-585 ק"ג/מ"ק בשלב נוזלי וצמיגות של 0.19-0.21 cP, פרופאן דורש מכשור חזק המסוגל להתמודד עם לחצי תכנון של עד 35.7 ק"ג/סמ"ר. מדי זרימת פרופאן חייבים להתאים לקצבי זרימה משתנים, מעומסים מינימליים ועד תפוקה מקסימלית של 30,800 ק"ג/שעה ביישומים מסוימים, מה שהופך את יחס ההפחתה לקריטריון בחירה קריטי.
מדידת זרימת גז פחמימני במערכות התלקחות וקווי תהליך דורשת טכנולוגיית מדי זרימת מסה תרמית המסוגלת לטפל בגדלי צינורות גדולים של עד 36 אינץ'. עם משקלים מולקולריים הנעים בין 21.48 ל-21.58 וגורמי דחיסות סביב 0.9887, זרמי גז אלה דורשים מכשירים שיכולים לשמור על דיוק בקצבי זרימה ממינימום 0.1 MMSCFD ועד מקסימום 330 MMSCFD. טווח לחצי ההפעלה של 87-116 PSIG וטמפרטורות בין 86°F ל-104°F מגדירים את הגבולות לבחירת מכשירים.
מדי זרימה של קוריוליס מייצגים את הבחירה המובחרת למדידת אתאן ופרופאן נוזלי במתקני אחסון קריוגניים. מדי זרימת מסה אלה מודדים ישירות את קצב זרימת המסה מבלי לדרוש פיצוי צפיפות, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור יישומי העברת משמורת שבהם דיוק של ±0.05% ומעלה הוא חובה. מד זרימת המסה של קוריוליס מצטיין בתרחישי מדידת זרימה דו כיווניים, קריטיים בפעולות טעינה ופריקה במסופי אחסון.
יישומים הנעים בין גדלי קו בגודל 4 אינץ' ל-20 אינץ' משתמשים בטכנולוגיית קוריוליס להתקנות מדי זרימה של אתאן ומד זרימה של פרופאן, ומספקים מדידה אמינה עבור קצבי זרימה רגילים מ-800 מ"ק/שעה עד 2,000 מ"ק/שעה בשירות נוזלי ועד 65,000 ק"ג/שעה ביישומי אדים.
טכנולוגיית מדי זרימת מסה תרמית שולטת במדידת גז פחמימני במערכות התלקחות ובקווי תהליך בקוטר גדול. מדי זרימת מסה תרמית מסוג החדרה מציעים פתרונות חסכוניים להתקנות צינורות בגודל 18 אינץ' עד 36 אינץ', שבהם שמירה על ירידת לחץ מינימלית חיונית. מכשירים אלה מודדים את קצב זרימת מסת הגז על ידי גילוי פיזור חום מחיישנים מחוממים, ומספקים מדידת מסה ישירה ללא פיצוי לחץ וטמפרטורה.
עבור יישומי תוף התלקחות המטפלים באדי אתאן ופרופאן כאחד, מדי זרימת מסה תרמית מספקים מדידה אמינה בלחצים קרובים לאטמוספירה (0.1 ק"ג/ס"מ²G) בטווחי טמפרטורות החל מטמפרטורת הסביבה.
בחירת מכשור זרימה מתאים דורשת הערכה מדוקדקת של תנאי התכנון לעומת פרמטרי ההפעלה. יישומי מדי זרימה של אתאן עשויים לפעול בטמפרטורה של -116°C אך חייבים לעמוד בטמפרטורות תכנון של -118°C עד +65°C עם לחצים תכנון המגיעים ל-43.5 ק"ג/סמ"ר גרם בשירות אדים. באופן דומה, מדי זרימה של פרופאן עומדים בתנאי תכנון של -52°C עד +115°C עם לחצים של עד 35.7 ק"ג/סמ"ר גרם, מה שמצריך חומרי בנייה המתאימים לשירות קריוגני.
התקנות מדי זרימה במתקני עיבוד פחמימנים חייבות לעמוד בסיווגי אזורים מסוכנים מסוג Zone 1, Gas Group IIA, T3. מכשירים בעלי דירוג חסינות פיצוץ Ex 'd' מבטיחים פעולה בטוחה באטמוספרות שעלולות להיות נפיצות. דירוג הגנה מפני חדירה IP 67 מספק הגנה חיונית מפני תנאי סביבה תוך שמירה על שלמות המכשיר.
מערכות מדידת זרימה מודרניות משתלבות בצורה חלקה עם מערכות בקרה מבוזרות (DCS) באמצעות פרוטוקול תקשורת HART. משדרים חכמים מספקים פלט אנלוגי של 4-20mA עם שכבת HART דיגיטלית, המאפשרת הגדרה, אבחון וניטור מרחוק. מכשירים מתקדמים מציעים יכולות שידור מרובות משתנים, ומדווחים בו זמנית על ערכי זרימת מסה, צפיפות, טמפרטורה וסיכום כדי לייעל את אסטרטגיות בקרת התהליך.
קביעת גודל מד הזרימה חייבת להתאים לטווח הפעולה המלא תוך שמירה על דיוק בתנאי זרימה רגילים. מדי זרימת מסה קוריוליס פועלים בדרך כלל בצורה אופטימלית בין 20% ל-100% מהקיבולת המדורגת, בעוד שמדי זרימת מסה תרמית מצטיינים ביחסי זרימה מופחתים רחבים יותר. הערכת קצבי זרימה מינימליים, רגילים ומקסימליים מבטיחה שהמכשירים הנבחרים ישמרו על דיוק המפרט לאורך כל מעטפת הפעולה. אנו מצרפים כאן דף מידות טיפוסי של מד זרימה קוריוליס למדידת זרימת אתאן .
שיקולי ירידת לחץ מותרת משפיעים באופן משמעותי על בחירת מדי הזרימה, במיוחד במערכות הזנה כבידה וביישומים בלחץ נמוך. מדי זרימה קוריוליס בדרך כלל מטילים ירידת לחץ מקסימלית של 0.3 ק"ג/סמ"ר, בעוד שמדי זרימה מסה תרמית כמעט ואינם מציעים הגבלת זרימה. הבנת ההידראוליקה של המערכת מונעת קוויטציה בשירות נוזלי ומבטיחה לחץ במורד הזרם המתאים לדרישות התהליך.
שמירה על דיוק המדידה דורשת כיול תקופתי באמצעות תקני ייחוס מוסמכים. מדי זרימת מסה של קוריוליס נהנים מכיול מפעל עם מים או פחמימנים קלים, עם מפרטי דיוק הכוללים ליניאריות, היסטרזיס ואפקטים של חזרתיות. תעודות כיול המתעדות תנאי בדיקה, רישומי לחץ ואימות טווח מספקות יכולת מעקב עבור יישומי העברת משמורת.
בחירת טכנולוגיית מדידת הזרימה המתאימה עבור יישומי אתאן, פרופאן וגז פחמימני דורשת הבנה מקיפה של תנאי התהליך, תכונות הנוזלים ודרישות התפעול. מדי זרימת מסה קוריוליס מספקים דיוק שאין שני לו להעברת נוזלים, בעוד שמדי זרימת מסה תרמיים מספקים פתרונות חסכוניים לניטור גז בצינורות בקוטר גדול ובמערכות התלקחות.
הצלחה באחסון קריוגני ועיבוד פחמימנים תלויה במכשירי זרימה אמינים אשר שומרים על ביצועים בטמפרטורות קיצוניות, טווחי לחצים רחבים ותנאי זרימה משתנים. על ידי התאמת טכנולוגיית מדי הזרימה לדרישות יישום ספציפיות, מפעילים משיגים דיוק מדידה אופטימלי, תאימות לתקנות ויעילות תפעולית בסביבות תעשייתיות תובעניות אלה.
Email
WA
Inquiry
