בתעשיות הכימיות של אגמי מלח, מדידה מדויקת ואמינה של זרימת מי מלח היא קריטית לבקרת תהליכים ולניצול משאבים. ככל שהאוטומציה התעשייתית משתפרת, מדי זרימה, במיוחד מדי זרימה אלקטרומגנטיים (מגנטי זרימה), הפכו למכשיר חיוני למדידת זרימה במערכות עיבוד מי מלח. מי מלח מאגמי מלח בדרך כלל בעלי מוליכות גבוהה, כמו כן הם קורוזיביים מאוד ונוטים להתגבש, מה שמקשה מאוד על מדידת זרימה עבור טכנולוגיות מסוימות של מדי זרימה, כגון מד זרימה בטורבינה (TUF) או מד זרימה מברזל יצוק. מאמר זה דן כיצד לבחור מדי זרימה למי מלח. הוא מתמקד ביתרונות של מדי זרימה מגנטיים בתנאים קשים כמו טמפרטורות גבוהות או נמוכות מאוד, סביבות קורוזיביות וריכוזי מינרלים גבוהים.
מד זרימת מים מלוחים נדרש בתעשייה הכימית של אגמי סולט
סקירה כללית
תעשיית הכימיקלים של סולט לייק לוקחת מי מלח והופכת אותם למינרלים שימושיים כמו ליתיום, אשלגן, בורון ומגנזיום. מי מלח אלה בדרך כלל מלוחים מאוד, קורוזיביים מאוד, ובעלי מוליכות חשמלית גבוהה (לעתים קרובות יותר מ-100 מילישניות/ס"מ). הם גם נוטים להתגבש כשהם זורמים. בנוסף, מפעלי עיבוד מי מלח רבים פועלים במקומות חמים מאוד או קרים מאוד, עם טמפרטורות הנעות בין -30 מעלות צלזיוס ל-90 מעלות צלזיוס. הם גם משתמשים לעתים קרובות בחומצות חזקות ובבסיסים בקווי הייצור שלהם. בגלל תנאים קשים אלה, בחירת כלי מדידת הזרימה הנכונים חשובה מאוד כדי להבטיח שבקרת התהליך תישאר יציבה ותחזיק מעמד זמן רב.
מד זרימה אלקטרומגנטי הוא פתרון מושלם למדידת מי מלח
מדי זרימה אלקטרומגנטיים פופולריים ביישומים כימיים בסולט לייק מכיוון שהם יכולים למדוד במדויק נוזלים בעלי מוליכות גבוהה ושוחקים מבלי לאבד לחץ. הם גם מדי זרימה שאינם מחלידים. הם מצוינים למדידת מי מלח מכיוון שהם עשויים מחומרים שאינם מחלידים, אינם מפריעים, והם עובדים עם צינורות מפלסטיק או מרופדים. מאמר זה דן בגורמים המרכזיים שיש לקחת בחשבון בעת בחירת מד זרימה למי מלח, כולל תכונות נוזלים, תנאי התקנה ותרחישי יישום כגון מינון, מדידת נפח ומדידת מסחר.
גודל חיישן זרימת מי מלח עדיף להיות זהה לגודל הצינור
בחירת קוטר מד הזרימה האלקטרומגנטי לא בהכרח תהיה זהה לקוטר, ויש להתבסס על קצב הזרימה והמהירות. עם זאת, כחומר גלם ונוזל ביניים לתעשיית הכימיקלים של אגמי המלח, יש לו מאפיינים של צמיגות גבוהה וקצב זרימה נמוך (בדרך כלל 2.0-4.0 מטר/שנייה). ניתן להשתמש במדי זרימה אלקטרומגנטיים בצנרת כאלה עם קוטר חיישן זהה לקוטר הצינור. כאשר מהירות הזרימה נמוכה מ-1.0 מטר/שנייה, ניתן לבחור מד זרימה אלקטרומגנטי עם קוטר זרימה מתאים כדי להבטיח דיוק מדידה ולהפחית באופן יחסי את ההשקעה. להלן נפרט את טווח זרימת מי המלח וגודל חיישן מד הזרימה המגנטי.
בחר טווח זרימת מי מלח מתאים
תעשיית הכימיקלים של סולט לייק משתמשת בעיקר בצינורות פלסטיק נגד קורוזיה, ובהתחשב בציפוי מדי הזרימה של מי מלח, קצב הזרימה נשלט בדרך כלל על 2 מטר/שנייה. עבור חומרים מסוימים הנוטים להתגבשות (כגון תמיסת נתרן פחמתי, תמיסת מרכיבים: ההתגבשות היא בעיקר מלח בורון מגנזיום קומפלקס), ננקטים צעדים כדי להגדיל את קצב הזרימה ל-3.0-4.0 מטר/שנייה. עלייה במהירות הזרימה תוביל לעלייה ברעש הזרימה, מה שיכול להשפיע על דיוק המדידה עקב רעידות הצינור. בתנאים להתקנת מדי זרימה מגנטיים, יש להתקין בולמי זעזועים לפני ואחרי. טווח הזרימה המלא של מד הזרימה המגנטי גדול מערך הזרימה המרבי הצפוי, בדרך כלל פי 1.2 מהזרימה המרבית הצפויה. קצב הזרימה הרגיל של המדידה גדול מ-50% מטווח הזרימה המלא של המכשיר כדי להבטיח דיוק מדידה מסוים.
|
Magnetic flow meter Size(DN) |
Min salt water flow range velocity(0-0.5)m/s |
Max salt water Flow range velocity(0-10)m/s |
|
10 |
(0-2.25)L/min |
(0-45)L/min |
|
15 |
(0-5)L/min |
(0-100)L/min |
|
20 |
(0-7.5)L/min |
(0-150)L/min |
|
25 |
(0-10L)/min |
(0-200)L/min |
|
32 |
(0-20L)/min |
(0-400)L/min |
|
40 |
(0-30L)/min |
(0-600)L/min |
|
50 |
(0-3)m³/h |
(0-60)m³/h |
|
65 |
(0-6)m³/h |
(0-120)m³/h |
|
80 |
(0-9)m³/h |
(0-180)m³/h |
|
100 |
(0-12)m³/h |
(0-240)m³/h |
|
125 |
(0-21)m³/h |
|
|
150 |
(0-30)m³/h |
|
|
200 |
(0-54)m³/h |
c(0-420)m³/h |
|
250 |
(0-90)m³/h |
(0-600)m³/h |
|
300 |
(0-120)m³/h |
(0-2400)m³/h |
|
350 |
(0-165)m³/h |
(0-3300)m³/h |
|
400 |
(0-225)m³/h |
(0-4500)m³/h |
|
500 |
(0-330)m³/h |
(0-6600)m³/h |
|
600 |
(0-480)m³/h |
(0-9600)m³/h |
|
700 |
(0-660)m³/h |
(0-13200)m³/h |
|
800 |
(0-900)m³/h |
(0-18000)m³/h |
|
900 |
(0-1200)m³/h |
(0-24000)m³/h |
|
1000 |
(0-1350)m³/h |
(0-27000)m³/h |
|
1200 |
(0-2100)m³/h |
(0-42000)m³/h |
|
1400 |
(0-2700)m³/h |
(0-54000)m³/h |
|
1600 |
(0-3600)m³/h |
(0-72000)m³/h |
|
1800 |
(0-4500)m³/h |
(0-90000)m³/h |
|
2000 |
(0-5700)m³/h |
(0-114000)m³/h |
בחירת קווים ואלקטרודות מתאימים עבור מד זרימת מים מגנטי מלוח
עבור חומרים שאינם מייצרים גבישים, גושים או משקעים שאינם מזהמים את האלקטרודה, יש להשתמש באלקטרודות סטנדרטיות; אחרת, יש להשתמש באלקטרודות גירוד. בתעשיית הכימיקלים של סולט לייק, למעט שימוש במדדי זרימה אלקטרומגנטיים של אלקטרודות גירוד עבור תמיסות אלקליות שמתגבשות בקלות, תמיסות מרכיבים (התגבשות של מלחי בורון-מגנזיום קומפלקס), תמיסות שטיפה וכו', משתמשים במדדי זרימה אלקטרומגנטיים של אלקטרודות סטנדרטיות עבור השאר. בשל העובדה שצינורות התהליך בסדנה עשויים בעיקר מחומר בידוד פלסטי, אם נבחר מד זרימה אלקטרומגנטי בעל שתי אלקטרודות, יש להתקין טבעת הארקה כדי להבטיח דיוק מדידה. עם זאת, טבעות הארקה רגילות נוטות לקורוזיה, ושימוש בטבעות הארקה מטיטניום או טנטלום עמידות בפני קורוזיה הוא יקר. לכן, נבחר מד זרימה אלקטרומגנטי בעל שלוש אלקטרודות כדי להבטיח דיוק מדידה, להפחית עלויות ולהקל על ההתקנה והתחזוקה.
|
Liquid |
Concentration (%) |
temp. ( ℃) |
Electrode |
Lining |
conductivity |
||||||
|
Name |
SS |
HC |
Ti |
Ta |
Pt |
PTFE |
PFA |
rubber |
ms/cm |
||
|
Salt lake sun drying brine |
R |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
B |
150 |
|
|
Desalination solution |
27 |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
B |
136 |
|
|
concentrated solution |
30 |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
B |
145 |
|
|
Rich lithium brine |
R |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
B |
121 |
|
|
Boron removal solution |
40 |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
B |
120 |
|
|
Conversion solution |
90 |
N |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
N |
260 |
|
|
Wash solution |
85 |
N |
A |
A |
A |
A |
A |
A |
N |
180 |
|
|
nitric acid |
98 |
R |
N |
N |
B |
A |
A |
A |
A |
N |
50 |
|
hydrochloric acid |
31 |
R |
B |
B |
N |
A |
A |
A |
A |
B |
52 |
|
sulfuric acid |
96 |
R |
A |
A |
N |
A |
A |
A |
A |
N |
0.85 |
|
barium chloride |
30 |
50 |
N |
B |
B |
A |
A |
A |
A |
A |
16 |
א: ישים; ב: זמין, אורך חיים קצר; נ: לא ניתן לשימוש; ר: טמפרטורת החדר; ס: נקודת רתיחה; רוויה: רוויה;
בחירת מד זרימה מגנטי לסוגי מי מלח
מד זרימה מגנטי עם תצוגה מרחוק למי מלח
סוגי מדי הזרימה האלקטרומגנטיים מחולקים לסוגים משולבים וסוגים בעלי תצוגה מרחוק. הטמפרטורה הקרה ביותר בחורף יכולה להגיע ל-30- מעלות צלזיוס, ומדי זרימה אלקטרומגנטיים רבים משמשים בחוץ. לחות הסביבה עבור הפרדת מגנזיום ליתיום, סינון בלחץ ותהליכי שטיפה בייצור מערכות ליתיום ובורון היא גבוהה יחסית. הטמפרטורה עבור תהליכים כגון זיקוק, אידוי והמרה יכולה להגיע עד 90 מעלות צלזיוס. לכן, עבור תנאי עבודה כגון לחות גבוהה, טמפרטורה נמוכה, נוזלים בטמפרטורה גבוהה ומקורות רטט, נבחר מד זרימה מסוג תצוגה מרחוק כדי למנוע ביעילות את ההשפעה על רכיבי המדידה, להבטיח דיוק מדידה ולהבטיח את חיי השירות של מד הזרימה האלקטרומגנטי. עם זאת, יש לציין שכבל האות בין חיישן מד הזרימה האלקטרומגנטי למשדר לא צריך להיות ארוך מדי, ויש להשתמש בכבל ייעודי של היצרן, אחרת...
זה ישפיע על דיוק המדידה. עבור תנאי ההפעלה הנותרים, תכנון משולב אידיאלי יותר.
לחץ העבודה בפועל של מי המלח בצנרת צריך להיות נמוך מלחץ העבודה המדורג של מד זרימת מי המלח. יש לשים לב האם קיים לחץ שלילי בצנרת, כגון בתהליך האידוי, שבו הלחץ השלילי יכול להגיע ל-60 קילו-פסקל-. יש לדווח על תנאי עבודה כאלה לצוות הטכני של יצרן מד זרימת מי המלח בעת ההזמנה, ויש לקבוע דרישות מחמירות לחומר הציפוי. הטמפרטורה בפועל צריכה לעמוד בדרישות הטמפרטורה שצוינו על ידי מד הזרימה.
יש לקבוע ספק כוח 220V או 24V DC בעת בחירת מד זרימת מלח
בחירת ספק הכוח למד זרימה אלקטרומגנטית צריכה להתבסס על מד הזרימה עצמו ועל הסביבה באתר. אם הדבר מותר באתר, יש לפעול לפי עקרונות אספקת החשמל הנוחה, הבטיחות והתחזוקה הקלה. כמפעל כימי בסולט לייק, למעלה מ-90% מחומרי הגלם ושלבי התהליך נמצאים בשלב נוזלי. במהלך הפעולה, הלחות בתוך הסדנה גבוהה יחסית, ולא נוצר גז דליק במהלך כל הפעולה. לכן, שימוש בספק כוח DC24V הוא בטוח יותר. בסביבה יבשה חיצונית, בחרו בספק כוח AC220V, קל להובלה, קל לתחזוקה ומפחית עלויות. במצבים מסוימים עמידים בפני פיצוץ, כגון מדי זרימה המשמשים בחדרי דוודים המופעלים על גז, בחירת מדי זרימה אלקטרומגנטיים המופעלים על ידי סוללה היא אידיאלית.
רמת הגנה IP67 או IP65 הנדרשת עבור מד זרימת מים מלוחים
יש לבחור את רמת ההגנה של מד הזרימה האלקטרומגנטי בהתאם למצב בפועל. יש להתקין את החיישן מתחת לפני הקרקע, ובמקרים של טבילה תכופה במים, יש לבחור בתקן IP68. עבור חיישנים המותקנים מעל פני הקרקע, יש לבחור בתקן IP65 ו-IP67. בכל מקרה, חלק התצוגה של מד הזרימה האלקטרומגנטי אינו יכול להשתמש במים או לחדור למים, דבר שעלול לגרום נזק למד הזרימה האלקטרומגנטי. כמפעל כימי בסולט לייק, הלחות בסדנה גבוהה במהלך הייצור, אך IP65 (IP65 הוא מסוג נגד ריסוס, בית חיישן מד הזרימה האלקטרומגנטי מאפשר לברז לרסס מים מכל כיוון של חיישן מד הזרימה האלקטרומגנטי, עם לחץ ריסוס של 30 קילו-פסקל, תפוקת מים של 12.5 ליטר/שנייה ומרחק של 3 מטרים). מד הזרימה האלקטרומגנטי בעל רמת ההגנה עומד במלואו בדרישות למדידה באתר.
חיבור תהליך אוגן עדיף בעת מדידת מי מלח
למדי זרימה אלקטרומגנטיים יש חיבורי הברגה, חיבורי אוגן, סוגי מהדקים וכו'. מדי זרימה אלקטרומגנטיים המחוברים לאוגן משמשים בדרך כלל בתעשייה הכימית של סולט לייק. בעת הבחירה, יש צורך להתאים את לחץ הנדסת האוגן והסטנדרטים לתהליך.
מדי זרימה מגנטיים משמשים בדרך כלל למי ים/מי מלח בקטרים הנעים בין DN10 ל-DN300. המחיר עבור DN50-150 הוא כ-400-1000 דולר.
חומרי ציפוי כגון PTFE/PFA /F46 בעלי עמידות מעולה למלחים, בעוד שחומרי אלקטרודה כגון טיטניום מומלצים למניעת קורוזיה. בית המגמטר יכול להיות עשוי מפלדת פחמן, נירוסטה 304 או 316, כאשר 316 עמיד יותר בפני קורוזיה של יוני כלוריד אך מעט יקר יותר.
מבחינת פונקציית התקשורת, הדגם הבסיסי תומך ב-4-20mA/RS485/פולסים; שדרוג הדגם לתמיכה בפרוטוקולי HART ו-Profibus DP/PA יעלה את המחיר בכ-20-40%.
דירוג הלחץ ישים בדרך כלל לרשתות צנרת תעשייתיות בטווח של 1.0 עד 2.5 מגה פסקל (PN10 עד PN25) או אף גבוה יותר, כגון PN40 או PN64. אם נדרשת סביבה בלחץ גבוה (PN40 או PN64), גם העלות תגדל.
בסך הכל, הצעת המחיר עבור מד זרימה מי מלח רגיל DN50, בטנת PTFE, אלקטרודת SS316, מעטפת 304, עם פרוטוקול 4-20mA+HART, בדרגת PN16, היא כ-800-900 דולר; אם משדרגים למעטפת 316, פרוטוקול Profibus או רמת לחץ גבוהה יותר, המחיר יכול להגיע ל-1000-1200 דולר ומעלה.
עם בגרותה של תעשיית מכשירי מדידת הזרימה הביתית, מפעלי כימיקלים של סולט לייק, כגון ליתיום פחמתי, חומצה בורית ודשן אשלגן, ישתלבו גם הם בשוק המקומי. מדי זרימה אלקטרומגנטיים, ככלי מדידת זרימה תעשייתי חשוב, חשובים במיוחד למלא את תפקידם בבקרת DCS. בחירה סבירה ונכונה חשובה במיוחד על מנת לספק נתוני מדידה מדויקים למפעלים, להפחית את עלויות העבודה ולשפר את יעילות הייצור.
Email
WA
Inquiry
