Những hiểu biết hàng đầu để lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng khí công nghiệp đáng tin cậy

Tại sao việc đo lưu lượng khí lại quan trọng trong nền kinh tế ngày nay

Đo lưu lượng khí là một phần quan trọng trong hầu hết mọi khía cạnh của nền kinh tế hiện đại. Việc đo lưu lượng khí chính xác rất quan trọng vì nhiều lý do, bao gồm việc giảm chi phí phân phối khí thiên nhiên, đảm bảo an toàn khi xử lý hóa chất và đảm bảo sản phẩm đạt chất lượng cao trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, khí khác với chất lỏng ở chỗ thể tích của chúng thay đổi rất nhiều khi nhiệt độ và áp suất thay đổi. Điều này có nghĩa là việc lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng khí phù hợp là một quyết định rất quan trọng, ảnh hưởng lớn đến an toàn, hiệu quả và lợi nhuận.

Bước đầu tiên để cải thiện hiệu suất của bất kỳ quy trình công nghiệp nào sử dụng khí là tìm hiểu về đồng hồ đo lưu lượng khí và tầm quan trọng của chúng . Hướng dẫn đầy đủ này sẽ là nguồn thông tin hữu ích cho bạn về mọi thứ bạn cần biết về đo lường khí. Nó sẽ bao gồm các nguyên lý cơ bản, các công nghệ khác nhau hiện có, cách giải quyết các vấn đề ứng dụng cụ thể và cách chọn thiết bị đo lưu lượng khí tốt nhất cho nhu cầu của bạn.

Tại sao việc đo lưu lượng khí chính xác lại quan trọng?

Nhiều nhiệm vụ công nghiệp phụ thuộc vào dữ liệu lưu lượng khí chính xác. Những lợi thế chính của việc đo lưu lượng chính xác là:

• Kiểm soát chi phí và quản lý năng lượng: Khí đốt là một tiện ích đắt đỏ cho các hệ thống như hệ thống khí nén hoặc sử dụng khí đốt tự nhiên. Việc đo lường chính xác giúp phát hiện rò rỉ, phân bổ chi phí hợp lý và sử dụng năng lượng hiệu quả nhất để giảm thiểu lãng phí.
• Hiệu quả quy trình và chất lượng sản phẩm: Nhiều quy trình, chẳng hạn như kiểm soát quá trình đốt cháy, pha trộn khí hoặc phản ứng hóa học, phụ thuộc vào lưu lượng chính xác của các loại khí cụ thể để đảm bảo hiệu suất tối ưu và chất lượng sản phẩm cuối cùng đồng nhất.
• An toàn: Việc theo dõi dòng khí dễ cháy hoặc khí độc là rất quan trọng để ngăn ngừa các tình huống nguy hiểm xảy ra. Điều này bao gồm giám sát khí, cân bằng máy lọc và cân bằng nitơ trong nhiều môi trường công nghiệp khác nhau .
• Tuân thủ môi trường: Luật về khí thải nhà kính quy định rằng khí thải từ ống khói và các loại khí thải khác phải được đo lường và báo cáo chính xác.

Nguyên tắc cốt lõi: Lưu lượng thực tế so với lưu lượng chuẩn (Thể tích so với Khối lượng)

Khái niệm quan trọng nhất về đồng hồ đo lưu lượng khí và các loại đồng hồ đo lưu lượng khí là hiểu được sự khác biệt giữa đo thể tích và đo khối lượng. Đây là một trong 4 yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn đồng hồ đo lưu lượng khí .

Lưu lượng thực tế (thể tích)

Lưu lượng kế thể tích đo lượng khí đi qua đồng hồ ở nhiệt độ và áp suất thực tế mà đồng hồ đang hoạt động (ví dụ, ACFM hoặc m³/giờ). Vấn đề là không thể so sánh được kết quả đo này. Một mét khối khí ở áp suất 1 bar có ít phân tử (khối lượng nhỏ hơn) hơn nhiều so với một mét khối khí ở áp suất 10 bar.

Lưu lượng tiêu chuẩn (như Nm3/h, SCFM, SCCM)

Do đó, lưu lượng khí hầu như luôn được điều chỉnh về nhiệt độ và áp suất chuẩn (STP hoặc NTP). Lưu lượng thể tích chuẩn hóa này (ví dụ: SCFM, SCCM hoặc Nm³/giờ) cho biết lượng khí đang chảy theo khối lượng. Đồng hồ đo khối lượng nhiệt, đồng hồ đo lưu lượng tuabin có bù nhiệt độ và áp suất, hoặc đồng hồ đo lưu lượng xoáy có bù nhiệt độ và áp suất có thể có chức năng đo lưu lượng chuẩn. Giá trị đo của chúng không bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong điều kiện quy trình. Đồng hồ đo thể tích cũng có thể cung cấp giá trị đo lưu lượng khối, nhưng chúng cần thêm cảm biến áp suất và nhiệt độ, cũng như máy tính lưu lượng để tính toán.

Sản phẩm liên quan

Để biết thêm thông tin chi tiết về các đơn vị chuyển đổi lưu lượng như m³/h, Nm³/h và Sm³/h, hãy đọc Hướng dẫn đầy đủ của chúng tôi về Đơn vị lưu lượng khí

Hướng dẫn đầy đủ về công nghệ đo lưu lượng khí

Lựa chọn công nghệ phù hợp là chìa khóa. Có nhiều loại đồng hồ đo lưu lượng khí và kỹ thuật đo lưu lượng khí , mỗi loại đều có ưu và nhược điểm riêng.

1. Lưu lượng kế cho khối lượng nhiệt

Tiêu chuẩn công nghiệp để đo lưu lượng khối trực tiếp của các loại khí khác nhau là đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt.

• Đồng hồ đo hoạt động bằng cách sử dụng hai cảm biến nhiệt độ. Một cảm biến được giữ ở mức chênh lệch nhiệt độ không đổi so với cảm biến còn lại. Dòng khí làm mát mọi thứ, và lượng điện năng cần thiết để duy trì mức chênh lệch nhiệt độ này liên quan trực tiếp đến lưu lượng khối lượng của khí.
• Ưu điểm: Đo lưu lượng khối trực tiếp mà không cần bù P&T, độ chính xác cao ở lưu lượng thấp và giảm áp suất thấp, một yếu tố quan trọng được xem xét khi so sánh tổn thất áp suất của đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt và tuabin khí .
• Nhược điểm: Phù hợp hơn với khí sạch, khô vì độ ẩm hoặc bụi bẩn có thể ảnh hưởng đến cảm biến lưu lượng khí.
• Phù hợp nhất: Công nghệ này lý tưởng cho nhiều ứng dụng đo lưu lượng khối nhiệt, bao gồm đo phụ khí thiên nhiên , giám sát khí ống dẫn , khí nén, mê-tan và đo các loại khí cụ thể như CO₂ , nitơ, argon và khí sinh học . Chúng cũng có thể được cấu hình như một bộ điều khiển lưu lượng khối nhiệt .

2. Đồng hồ đo lưu lượng khối lượng Corioli cho khí

• Nguyên lý: Đo lưu lượng khối lượng trực tiếp bằng cách cảm nhận lực xoắn của chất lỏng (hiệu ứng Coriolis) khi chất lỏng di chuyển qua các ống rung.
• Ưu điểm: Chính xác nhất, đo lưu lượng khối trực tiếp, không bị ảnh hưởng bởi thành phần khí, rất phù hợp để đo khí áp suất cao.
• Nhược điểm: Ban đầu, chúng có giá thành cao nhất và có thể có mức giảm áp suất lớn hơn so với đồng hồ đo nhiệt, cũng không tốt để đo khí có áp suất thấp hoặc mật độ thấp.
• Tốt nhất cho: Đồng hồ đo lưu lượng khí Coriolis hoàn hảo cho việc vận chuyển khí như khí tự nhiên và CNG , và để đo an toàn các loại khí độc hại khó kiểm soát như clo . Đây cũng là lựa chọn hàng đầu trong các ứng dụng đo lưu lượng nitơ và heli .

3. Đồng hồ đo lưu lượng xoáy cho khí

Lưu lượng kế xoáy cực kỳ mạnh mẽ và linh hoạt, khiến chúng trở thành lựa chọn phổ biến để đo khí và hơi nước thông thường.

• Nguyên tắc: Một vật cản trên đường đi của dòng chảy tạo ra các dòng xoáy (xoáy nước) với tốc độ liên quan trực tiếp đến tốc độ của khí.
• Ưu điểm: Không có bộ phận chuyển động, rất bền, chịu được nhiệt độ và áp suất cao, và có thể đo nhiều loại khí. Lưu lượng kế khí xoáy là lựa chọn ưa thích của nhiều nhà máy nhờ nhiều ưu điểm .
• Nhược điểm: Cần có vận tốc dòng chảy tối thiểu để hoạt động và đường ống dài, thẳng, không phù hợp để đo khí lưu lượng thấp.
• Tốt nhất cho: Sử dụng cho mục đích tiện ích như máy đo lưu lượng khí xoáy hoặc đo hơi nước và các loại khí quy trình khác khi độ chính xác không phải là điều quan trọng nhất.

4. Đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí

Đồng hồ đo lưu lượng tuabin là lựa chọn truyền thống cho việc vận chuyển khí đốt tự nhiên với độ chính xác cao. Để có cái nhìn tổng quan, việc tìm hiểu đôi nét về đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí sẽ rất hữu ích.

• Nguyên lý: Dòng khí làm quay rotor nhiều cánh (tuabin). Tốc độ quay tỷ lệ thuận với vận tốc khí.
• Ưu điểm: Độ chính xác và khả năng lặp lại cao, công nghệ dễ hiểu, thường được yêu cầu theo tiêu chuẩn hợp đồng để thanh toán tiền gas.
• Nhược điểm: Các bộ phận chuyển động cần được bảo trì, có thể bị hư hỏng do khí bẩn hoặc ẩm ướt và hiệu suất bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi áp suất/nhiệt độ nếu không được bù trừ.
• Phù hợp nhất cho: Vận chuyển khí thiên nhiên sạch, khô. Để biết thêm thông tin về các model cụ thể, vui lòng xem đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí dòng SGW-D có chức năng hiệu chỉnh nhiệt độ và áp suất .

5. Lưu lượng kế chênh lệch áp suất (DP)

Máy đo DP là một phương pháp đã được thử nghiệm và chứng minh là có hiệu quả trong những điều kiện khắc nghiệt.

• Nguyên lý: Sự tắc nghẽn, chẳng hạn như tấm lỗ hoặc Annubar, gây ra sự sụt giảm áp suất. Một bộ truyền tín hiệu sẽ đo sự sụt giảm này và so sánh với lưu lượng.
• Ưu điểm: Có thể chịu được nhiệt độ và áp suất rất cao, hoạt động với mọi loại khí và phù hợp với các đường ống rất lớn.
• Nhược điểm: Ít chính xác hơn, tỷ lệ điều chỉnh hạn chế và gây ra sự sụt giảm áp suất liên tục trong đường ống.
• Tốt nhất cho: Đo luồng khí bẩn hoặc khó tiếp cận, như khí sinh học ướt hoặc khí thải thô, thường có trong các ống dẫn lớn.

6. Đồng hồ đo lưu lượng ống kim loại cho khí (Diện tích thay đổi)

Nếu bạn chỉ cần một chỉ báo đơn giản, cục bộ về lưu lượng khí và không cần tín hiệu điện tử (chẳng hạn như 4-20mA ), thì lưu lượng kế là một lựa chọn tốt. Tuy nhiên, silverinstruments.com cũng phát triển lưu lượng kế có bộ truyền tín hiệu.

Ý tưởng là khí di chuyển lên qua một ống thon sẽ nâng một chiếc phao lên. Chiều cao của phao bằng với lưu lượng dòng chảy.

• Ưu điểm: Dễ sử dụng, không cần nguồn điện bên ngoài và được làm hoàn toàn bằng kim loại nên rất chắc chắn.
• Nhược điểm: kém chính xác hơn và chỉ hiển thị thông tin về lưu lượng cục bộ (trừ khi có thêm bộ phát), cần giá trị nhiệt độ và áp suất cố định bằng khí để tạo ra.
• Tốt nhất cho: Ứng dụng thanh lọc khí, giám sát thiết bị tại chỗ và hiển thị lưu lượng khí tổng thể bằng lưu lượng kế khí.

7. Đồng hồ đo lưu lượng khí siêu âm

Đồng hồ đo lưu lượng khí siêu âm là một phương pháp công nghệ cao để đo lường mọi thứ, đặc biệt là trong các đường ống lớn.

• Nguyên lý hoạt động: Thiết bị này đo thời gian xung siêu âm di chuyển theo và ngược dòng khí. Bạn có thể xác định vận tốc khí bằng cách xem xét chênh lệch thời gian.
• Ưu điểm: Không bị tắc nghẽn hoặc giảm áp suất, có thể rất chính xác và hoạt động tốt nhất với các đường ống lớn.
• Nhược điểm: Giá thành cao và dễ bị ảnh hưởng bởi bụi bẩn và độ ẩm trong khí.
• Tốt nhất cho: Chuyển giao quyền giám sát các đường ống dẫn khí đốt tự nhiên có đường kính lớn.

Tìm giải pháp cho các vấn đề cụ thể trong đo lường khí

Đo lưu lượng khí ăn mòn

Để đo các loại khí ăn mòn như clo ướt, hydro sunfua (H₂S) hoặc ozon , bạn cần lựa chọn vật liệu phù hợp một cách rất cẩn thận. Lưu lượng kế khối lượng nhiệt với cảm biến bằng thép không gỉ 316L hoặc Hastelloy là một lựa chọn phổ biến. Ngoài ra, lưu lượng kế Coriolis còn có sẵn với các vật liệu ướt như thép không gỉ 316L, tantali, titan và Hastelloy, phù hợp để đo các loại khí ăn mòn. Tuy nhiên, giá thành của chúng tương đối cao.

Áp suất cao và thấp

Các ứng dụng tiêu chuẩn thường ở áp suất thấp, nhưng một số quy trình như phân phối Khí thiên nhiên nén (CNG) hoặc vận chuyển hydro đòi hỏi áp suất rất cao. Trong những trường hợp này, kết cấu cơ khí và định mức áp suất của đồng hồ đo là rất quan trọng. Đối với phép đo lưu lượng khí áp suất cao, chúng tôi thường chọn đồng hồ đo lưu lượng Coriolis, đồng hồ đo lưu lượng xoáy hoặc đồng hồ đo lưu lượng ống kim loại.

Ống dẫn lớn và lưu lượng khí thấp

Để đo lưu lượng khí trong các đường ống hoặc ống dẫn lớn , lưu lượng kế khí lắp đặt thường là giải pháp thiết thực và tiết kiệm chi phí nhất. Ngược lại, đối với lưu lượng kế khí phòng thí nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu và phát triển (R&D), cần có lưu lượng kế khí lưu lượng thấp chuyên dụng để đo chính xác lượng khí nhỏ, chẳng hạn như với đơn vị lưu lượng ml/phút .

Cài đặt: Nhỏ gọn VS. Từ xa

Hầu hết các công nghệ đều có sẵn dưới dạng một thiết bị nhỏ gọn, tích hợp tất cả trong một. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng nhiệt độ cao hoặc vị trí khó tiếp cận, đồng hồ đo khí đọc từ xa với cảm biến và bộ phát riêng biệt là cấu hình lý tưởng.

Ứng dụng của đồng hồ đo lưu lượng khí trong nhiều ngành công nghiệp

Hầu như bất kỳ doanh nghiệp nào cũng có thể khắc phục sự cố bằng đồng hồ đo lưu lượng khí điện tử phù hợp.

Khí thiên nhiên và khí đốt

Đây là ứng dụng rộng rãi nhất, từ đầu giếng đến người dùng cuối. Các loại đồng hồ đo lưu lượng khí thiên nhiên cụ thể như đồng hồ tuabin và Coriois được sử dụng cho việc chuyển giao quyền sở hữu, trong khi đồng hồ đo khối lượng nhiệt lý tưởng cho việc đo phụ. Đồng hồ Coriolis là lựa chọn hàng đầu để đo khí CNG và LPG . Chúng tôi cung cấp nhiều kích cỡ khác nhau, đồng hồ đo khí thiên nhiên 2 inch , đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí 6 inch, đồng hồ đo lưu lượng tuabin khí 8 inch, đồng hồ đo lưu lượng 12 inch , v.v.

Khí cho công nghiệp và mục đích đặc biệt

Quy trình sản xuất dựa trên việc đo lường chính xác các loại khí công nghiệp như nitơ, argon và carbon dioxide. Đây là lĩnh vực phổ biến cho các ứng dụng đo lưu lượng nhiệt trong đo lưu lượng khí , chẳng hạn như giám sát lưu lượng khí argon .

Giám sát khí nén

Sử dụng khí nén tốn kém rất nhiều chi phí. Lưu lượng kế nhiệt là giải pháp tốt nhất để theo dõi lượng năng lượng đang sử dụng, tìm rò rỉ và phân bổ chi phí trong tòa nhà.

Khí sinh học và môi trường

Việc đo khí đốt và khí thải là cần thiết để tuân thủ các quy định về môi trường. Đồng hồ đo khối lượng nhiệt rất phù hợp cho việc này. Chúng cũng là tiêu chuẩn để đo lưu lượng đầu ra của các bể phân hủy trong các ứng dụng đo lưu lượng khí sinh học .

Yêu cầu báo giá cho đồng hồ đo lưu lượng khí

1️⃣ Có những loại đồng hồ đo lưu lượng khí nào?
Trả lời: Các loại phổ biến bao gồm lưu lượng kế khối lượng nhiệt, lưu lượng kế khối lượng Coriolis, lưu lượng kế xoáy, lưu lượng kế diện tích biến thiên (rotameter) và lưu lượng kế chênh lệch áp suất. Việc lựa chọn phụ thuộc vào loại khí, phạm vi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ và độ chính xác yêu cầu.

2️⃣ Làm thế nào để chọn được đồng hồ đo lưu lượng khí phù hợp với ứng dụng của tôi?
Trả lời: Bạn nên cân nhắc các thông số như thành phần khí, phạm vi lưu lượng, áp suất, nhiệt độ, kích thước đường ống và vị trí lắp đặt cũng như ngân sách của mình. Nếu khí sạch và khô, lưu lượng kế khối nhiệt là phù hợp. Đối với khí áp suất cao hoặc hỗn hợp, lưu lượng kế Coriolis hoặc Vortex là lựa chọn tốt hơn.

3️⃣ Đồng hồ đo lưu lượng khí có thể đo được nhiều loại khí khác nhau không?
Trả lời: Một số lưu lượng kế như Coriolis hoặc lưu lượng kế khối nhiệt có thể đo nhiều loại khí, nhưng cần phải cài đặt một số thông số trên bộ truyền khí khi thay đổi loại khí cho lưu lượng kế khối nhiệt.

4️⃣ Sự khác biệt giữa lưu lượng kế khối lượng khí và lưu lượng kế thể tích là gì?
Trả lời: Đồng hồ đo lưu lượng khối lượng đo trực tiếp lưu lượng khối lượng (ví dụ: kg/h, Nm³/h), không phụ thuộc vào nhiệt độ và áp suất. Đồng hồ đo lưu lượng thể tích đo thể tích thực tế (ví dụ: m³/h), thay đổi theo áp suất và nhiệt độ. Để biết thêm chi tiết, vui lòng xem phần trên: Nguyên lý cốt lõi: Lưu lượng thực tế so với lưu lượng chuẩn (Thể tích so với Khối lượng).

5️⃣ Có thể sử dụng đồng hồ đo lưu lượng khí cho khí ăn mòn không?
Trả lời: Có, nếu vật liệu tiếp xúc với nước tương thích. Lưu lượng kế Coriolis có thể được làm bằng thép không gỉ 316L, Hastelloy, titan hoặc tantali, phù hợp với khí ăn mòn. Lưu lượng kế ống kim loại có lớp lót PTFE cũng có thể đo khí ăn mòn.

6️⃣ Chiều dài ống thẳng cần thiết để lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng khí là bao nhiêu?
Trả lời: Tùy thuộc vào loại. Ví dụ, lưu lượng kế xoáy và lưu lượng kế chênh lệch áp suất cần 10D ở thượng lưu và 5D ở hạ lưu. Lưu lượng kế Coriolis thường yêu cầu độ dài đường thẳng tối thiểu.

7️⃣ Đồng hồ đo lưu lượng khí có chính xác không?
Trả lời:
Độ chính xác thay đổi tùy theo loại:
Coriolis: ±0,5%
Khối lượng nhiệt: ±1–2% giá trị đọc
Độ xoáy: ±1%
Diện tích thay đổi: ±2–5%

8️⃣ Làm thế nào để chuyển đổi đơn vị lưu lượng khí giữa m³/h và Nm³/h?
Trả lời: Sử dụng công thức:

Điều này bù đắp cho sự chênh lệch nhiệt độ và áp suất.

Đồng hồ đo lưu lượng khí có thể xử lý được lưu lượng rất thấp không?
Trả lời: Có. Lưu lượng kế khối lượng nhiệt và lưu lượng kế Coriolis lý tưởng cho lưu lượng nhỏ hoặc cực nhỏ, chẳng hạn như trong phòng thí nghiệm hoặc ứng dụng định lượng khí.

Kết luận: Lựa chọn đối tác đo khí của bạn

Việc lựa chọn lưu lượng kế khí kỹ thuật số phù hợp từ nhiều loại hiện có là một quyết định kỹ thuật quan trọng, phụ thuộc vào việc phân tích kỹ lưỡng ứng dụng và ngân sách của bạn. Mặc dù lưu lượng kế tuabin có thể hoàn hảo cho việc vận chuyển khí thiên nhiên, nhưng lưu lượng kế khối lượng nhiệt lại là lựa chọn vượt trội hơn cho việc giám sát khí nén. Với độ chính xác cao nhất trên phạm vi rộng nhất của các loại khí, lưu lượng kế Coriolis là vô song. Bạn có thể tìm hiểu thêm bằng cách đọc về 5 điều cần cân nhắc trước khi chọn lưu lượng kế khí .
Tại Silver Automation Instruments, chúng tôi chuyên cung cấp các giải pháp toàn diện cho việc đo lưu lượng khí. Đội ngũ kỹ sư giàu kinh nghiệm của chúng tôi có thể phân tích quy trình của bạn và đề xuất một thiết bị mạnh mẽ, đáng tin cậy và chính xác, phù hợp với những thách thức riêng biệt trong ứng dụng của bạn. Để biết tổng quan về giá đồng hồ đo lưu lượng khí hoặc được tư vấn chi tiết, vui lòng liên hệ với đội ngũ của chúng tôi ngay hôm nay.