כיצד לבחור מד זרימת גליקול

גליקול, כחומר גלם כימי חשוב, ממס וחומר נגד קיפאון, נמצא בשימוש נרחב בתעשיות מסוימות כמו פטרוכימיה, רכב וטקסטיל. מדידה מדויקת של קצב הזרימה של גליקול חשובה מאוד לבקרת תהליכים, חשבונאות עלויות, העברת משמורת ואבטחת איכות המוצר. מאמר זה ינתח לעומק את מאפייני יישום מדידת זרימת הגליקול של מד זרימה קוריוליס , מד זרימה בעל גלגלי שיניים אובליים , מד זרימה בעל שטח משתנה ומד זרימה בטורבינת נוזלים (TUF flowmeter) במדידת קצב זרימת גליקול, ויספק מקורות לבחירה עבור הנדסה ומשתמשי קצה.

גליקול בשימוש נרחב זקוק למדידת זרימה

מאפיינים פיזיים של מדיום גליקול

המוליכות של גליקול יחסית נמוכה, עם מוליכות של כ-1.07 × 10⁻⁶ S/cm, דבר המגביל את היישום של מדי זרימה אלקטרומגנטיים בתווך זה.

האם מד זרימה מגנטי יכול למדוד זרימת גליקול?

מדי גליקול טהור אינו מתאים למדי זרימה אלקטרומגנטיים בשל המוליכות הנמוכה שלו, אך אם מדובר בממס של גליקול + מים, במיוחד כאשר שיעור המים גדול במיוחד, מדי זרימה אלקטרומגנטיים יכולים למדוד אותו. אם מדידת המדיום של גליקול + מים נמדדת באמצעות מד זרימה אלקטרומגנטי, ישנם יתרונות רבים, כגון היעדר רכיבי חיישן ניידים, מדידה דו-כיוונית וחיישן זרימה בעלות נמוכה.

מד זרימה מגנטי יכול למדוד ממס של גליקול + מים

מד זרימת טורבינה (TUF) למדידת זרימת גליקול

ניתוח יישומים של מד זרימה של טורבינת נוזלים

מד הזרימה של טורבינת הנוזל מודד על סמך העיקרון שתדירות הסיבוב של להבי הטורבינה תחת הנעה על ידי גליקול נוזלי היא פרופורציונלית לקצב הזרימה. של גליקול, מדי זרימה של טורבינת נוזל הם פתרון חסכוני למדידת זרימת גליקול.

האם מד זרימת טורבינה יכול להתמודד עם צמיגות גליקול?

למרות שצמיגותו של אתילן גליקול גבוהה מעט, שיכולה להגיע ל-16.1cP, מד זרימה TUF יכול להתמודד עם מקסימום של כ-45cp נוזל נקי, כך שמד זרימה של טורבינה מבית silverinstruments.com יכול להתמודד עם העבודה הקשה הזו.

מפרט טכני של מד זרימת טורבינה

טווח זרימה של TUF עבור גדלי חיישן שונים ואובדן לחץ

דיוק המדידה של מדי זרימה של טורבינות נוזלים הוא בדרך כלל ± 0.5% עד ± 1.0%.

למד זרימה מסוג זה יתרונות של מהירות תגובה מהירה ויחס טווח גדול (בסביבות 10:1), והוא מתאים למערכות הולכת אתילן גליקול עם שינויים גדולים בקצב הזרימה.

מד זרימת גליקול דיגיטלי: בעל דופק, פלט 4-20mA, אופציה עם MODBUS RTU, תקשורת HART, עם משדר זרימה להצגת קצב זרימת גליקול וזרימה כוללת.

מד זרימה דיגיטלי לטורבינה עם תצוגה דיגיטלית להצגת קצב זרימת גליקול וזרימה כוללת

בצינור ההולכה של אתילן גליקול, התקנת מדי זרימה של טורבינת נוזל דורשת תשומת לב מיוחדת לדרישות של מקטעי הצינור הישרים הקדמיים והאחוריים. בדרך כלל יש צורך להבטיח את אורך מקטע הצינור הישר מהצד הקדמי 10D ועד האחורי 5D כדי להבטיח את יציבות שדה הזרימה. בינתיים, בשל ביצועי הסיכה של אתילן גליקול, חיי השירות של מיסבי הטורבינה ארוכים יחסית.

מספיק צינורות ישרים לפני ואחרי מד זרימת הטורבינה

מהו מד זרימת גליקול הדיוק הטוב ביותר?

מד זרימת קוריוליס הוא מד זרימת גליקול בעל הדיוק הטוב ביותר.

מד זרימת גליקול בעל הדיוק הטוב ביותר - סוג קוריוליס

מד הזרימה קוריוליס מבוסס על עקרון כוח קוריוליס וקובע את קצב זרימת המסה על ידי מדידת הפרש הפאזה שנוצר על ידי הצינור הרוטט במהלך זרימת גליקול נוזלי. במדידת זרימת גליקול, מד הזרימה קוריוליס מציג יתרונות משמעותיים.

דיוק המדידה של מד זרימת מסה מסוג זה הוא גבוה ביותר, בדרך כלל מגיע לדיוק קריאה של ± 0.1% ~ 0.2%, ואינו מושפע משינויים בצפיפות הנוזל, צמיגות, טמפרטורה ולחץ. עבור מדי מדיה כגון גליקול אלקטרוני, מדי זרימה קוריוליס יכולים לספק תוצאות מדידת זרימת מסה יציבות ואמינות. במקביל, מד הזרימה יכול גם למדוד את זרימת המסה הכוללת, צפיפות הגליקול והטמפרטורה בו זמנית, ובכך לספק מדידה באמצעות פרמטרים מרובים לבקרת תהליך.

ניתן למדוד פרמטרים מרובים באמצעות קוריוליס

למבני הצינור הישר והצינור המכופף של מד הזרימה של קוריוליס מאפיינים משלהם ביישום של אתילן גליקול. אובדן הלחץ של מד הזרימה הישר קטן, אך הוא רגיש לרעידות; למד הזרימה של הצינור המכופף יש דיוק מדידה גבוה, אך אובדן הלחץ גדול יחסית. במערכת שינוע של אתילן גליקול, בשל הצמיגות הגבוהה של המדיום, מומלץ לבחור במד זרימה של קוריוליס בקוטר גדול יותר של צינור מכופף כדי לאזן בין דיוק המדידה לאובדן הלחץ.

חסרונות השימוש במד קוריוליס למדידת גליקול

העלות הראשונית היא הגבוהה ביותר, נכון לעכשיו מד זרימה קוריוליס הוא מד הזרימה היקר ביותר מבין כל מדי הזרימה.

הגודל והמשקל גדולים יחסית.

רגיש לרעידות במהלך התקנת הצינור (דורש תמיכה טובה), אך אינו זקוק לצינור ישר לפני ואחרי מד הזרימה.

מד זרימת הילוכים אובליים למדידת זרימת גליקול

מאפיינים טכניים של מד זרימה סגלגל

מד זרימה בעל גלגלי שיניים אובליים הוא בחירה חסכונית הנמצאת בשימוש נרחב בבקרת תהליכים, טעינת אצווה ויישומים אחרים.

מד זרימה בעל הילוכים סגלגלים הוא סוג של מד זרימה בעל עקירה חיובית, המחשב את קצב הזרימה על ידי מדידת מספר הפעמים שעובר דרכו נפח קבוע של גליקול נוזלי, והוא שייך לסוג של מד זרימה מכני. מדי זרימה בעלי הילוכים סגלגלים ומדי זרימה בעלי הילוכים סליליים הם סוגים נפוצים של מדי זרימה בעלי תזוזה חיובית במדידת אתילן גליקול.

מד זרימת הילוכים סגלגל מחשב את הגליקול על ידי מדידת זמני ההילוכים

מד הזרימה בעל גלגלי שיניים אובליים מתאפיין במבנה פשוט ודיוק מדידה גבוה, והוא מבצע מדידה אמינה ומדויקת של זרימת גליקול. בשל ביצועי הסיכה המעולים של גליקול, הוא יכול להפחית ביעילות את הבלאי בין גלגלי השיניים ולהאריך את חיי השירות של מדי הזרימה. דיוק המדידה של מד זרימה מסוג זה יכול בדרך כלל להגיע ל-± 0.2%, המתאים למדידת קצבי זרימה קטנים ובינוניים של גליקול נוזלי.

מד הזרימה של גלגלי שיניים אובליים משתמש בשני גלגלי שיניים אובליים משתלבים כאלמנטי מדידה, בעלי יכולת שחזור טובה במדידת אתילן גליקול. בשל מאפייני הצמיגות של אתילן גליקול, מד הזרימה של גלגלי שיניים אובליים יכול להשיג אפקט איטום טוב ולהפחית שגיאות דליפה.

עם זאת, יש לציין כי מדי זרימה נפחית דורשים ניקיון נוזלים גבוה, וזיהומים באתילן גליקול עלולים להשפיע על דיוק המדידה וזיהומים עלולים אף לגרום להיתקעות ולהישברות של מד הזרימה PD.

היתרון העיקרי של מד זרימה בעל גלגל שיניים אובליות הוא שמדידתו אינה מושפעת משינויים בתכונות הנוזל, ויש לו יכולת הסתגלות טובה למדיה עם שינויי צמיגות גדולים כגון אתילן גליקול. יחד עם זאת, מד זרימה מסוג זה יכול למדוד קצב זרימה נמוך במיוחד, כגון טווח זרימה של 10 מ"ל/דקה עם קצב זרימה מינימלי נמדד של כמה מיליליטרים לדקה, ועונה על הצרכים של מצבים של זרימה נמוכה.

דרישות נמוכות עבור מקטעי צינור ישרים בעת התקנת מד זרימת הילוכים סגלגלים עבור גליקול

מד זרימה בעל גלגל שיניים אובלי יכול לעבוד ללא ספק כוח חיצוני (מונה מכני).

מד זרימה מכני למדידת זרימת גליקול

מד זרימה בצינור מתכת למדידת גליקול

עִקָרוֹן:

צינור מתכת מחודד המותקן אנכית מכיל מצוף נע בחופשיות. אתילן גליקול זורם כלפי מעלה דרך הצינור, ומרים את המצוף עד שהפער הטבעתי בין המצוף לדופן הצינור יוצר שיווי משקל. קצב הזרימה מצוין על ידי גובה המצוף (קריאה ישירה) או מומר לאותות חשמליים.

יתרונות השימוש ברוטמטר בצינור מתכת

• אין צורך בחשמל עבור חיווי חזותי מקומי
• מטפל בשינויי צמיגות (למשל, טווח גליקול של 16.5–57 cP)
• ירידת לחץ נמוכה ואילוצי התקנה מינימליים
• מבנה חזק (כל מתכת, עמיד בפני תכונות גליקול)
• חסכוני עבור יישומים שאינם קריטיים

חסרונות:

• דיוק בינוני (±1–5% FS), לא מתאים להעברת משמורת
• סידור מיטה מוגבל (בדרך כלל 10:1)
• חלקים נעים (מצופים) רגישים להידבקות בגליקול מזוהם
• אפשרויות פלט (למשל, 4-20mA) מוסיפות עלות לעומת מודלים חזותיים בסיסיים

הטוב ביותר עבור:

ניטור לא קריטי של אתילן גליקול במערכות HVAC, לולאות קירור תעשייתיות או מינון כימי במקומות בהם אין צורך בדיוק רב. יש להימנע משימוש במסחר או לבקרה מדויקת.

השוואת ביצועים של שלושה סוגי מדי זרימה

מנקודת מבט של דיוק המדידה, למד הזרימה של קוריוליס יש את הדיוק הגבוה ביותר, ואחריו מד הזרימה של גלגל שיניים אובליות, ומד הזרימה של טורבינת נוזלים נמוך יחסית. במדידת גליקול, מד הזרימה של קוריוליס יכול לספק דיוק מדידה של ± 0.1%, שאינו מושפע משינויים בתכונות הפיזיקליות של המדיום; דיוק מד הזרימה של גלגל שיניים אובליות הוא כ-± 0.5%, מתאים לתנאי עבודה יציבים; דיוק מד הזרימה של טורבינת נוזלים הוא ± 0.5% עד ± 1.0%, ויש לקחת בחשבון תיקון צמיגות.

בהתחשב בדיוק, קוריוליס הוא הטוב ביותר

מנקודת מבט של אובדן לחץ, למדי זרימה בעלי גלגלי שיניים אובליים יש את אובדן הלחץ הגבוה ביותר, אחריהם למדי זרימה קוריוליס, ומדי זרימה של טורבינת נוזלים קטנים יחסית. במערכת הולכת גליקול, אובדן לחץ הוא גורם שיקול חשוב.

מנקודת מבט של עלויות תחזוקה, למדי זרימה של טורבינת נוזל יש את עלויות התחזוקה הנמוכות ביותר, ואחריהם למדי זרימה בעלי גלגלי שיניים אובליים יש עלויות תחזוקה גבוהות יחסית עקב בלאי מכני. למד זרימה קוריוליס אין חלקים נעים בתוך החיישן, ולכן הוא דורש פחות עלות תחזוקה.

עלות מד הטורבינה נמוכה, אך יש בו חלקים נעים בפנים.

הצעות לבחירה וסיכויי הגשת מועמדות

מומלץ להשתמש בסוגים שונים של מדי זרימה עבור תרחישי יישום שונים. עבור דרישות מדידה מדויקות במיוחד באירועי מסירת גליקול (העברת משמורת), מומלץ להשתמש במדי זרימה קוריוליס.

כאשר בוחנים מד זרימת העברת משמורת, קוריוליס הוא הטוב ביותר

עבור תהליכי ייצור עם דרישות גבוהות לבקרת תהליכים, מדי זרימה עם גלגלי שיניים אובליים הם בחירה אידיאלית.

מד זרימת הילוכים סגלגל טוב לבקרת תהליכי גליקול ובקרת אצווה

עבור יישומי ניטור ובקרה כלליים, למדי זרימה של טורבינות נוזלים יש יעילות כלכלית טובה.

לניטור ובקרה כלליים של גליקול, מד זרימת טורבינה מספיק

עם התפתחות תעשייה 4.0 וייצור חכם, גם טכנולוגיית מדידת זרימת גליקול מתקדמת כל הזמן. יישום חומרים חדשים שיפר את עמידותם בפני קורוזיה של מדי זרימה, והכנסת טכנולוגיה דיגיטלית הגבירה את רמת המדידה החכמה.

בעתיד, מדידה רב-פרמטרית, אבחון מרחוק ותחזוקה ניבויית יהפכו לכיוון הפיתוח של טכנולוגיית מדידת זרימת אתילן גליקול.

בהתחשב בדיוק המדידה, הכלכלה והאמינות, על אנשי הנדסה וטכניקה לבחור את סוג מד הזרימה המתאים בהתבסס על דרישות היישום הספציפיות, ולשקול במלואם את מאפייני המדיום של אתילן גליקול במהלך ההתקנה והשימוש כדי להבטיח פעולה יציבה לטווח ארוך של מערכת המדידה.