tiếng việt
Đồng hồ đo lưu lượng Coriolis cho CO2 lỏng: Hướng dẫn lựa chọn và ví dụ ứng dụng
Đối với việc đo CO2 lỏng, lưu lượng kế khối lượng Coriolis là lựa chọn đáng tin cậy nhất. đông lạnh (-78 độ C), điều kiện áp suất cao và siêu tới hạn. Nó đo trực tiếp lưu lượng khối thực, không cần hiệu chỉnh mật độ hoặc nhiệt độ, và xử lý độ nhạy pha của CO2 tốt hơn bất kỳ công nghệ đo thể tích nào. Vật liệu tiếp xúc với chất lỏng được khuyến nghị là SS316L; kích thước ống dao động từ DN6 đến DN50 tùy thuộc vào phạm vi lưu lượng.
CO2 có đặc tính khác biệt so với hầu hết các chất lỏng công nghiệp khác. Ở áp suất khí quyển, nó thăng hoa trực tiếp từ thể rắn sang thể khí ở -78,5 độ C. Để giữ cho nó ở dạng lỏng, cần phải có nhiệt độ cực thấp (dưới -56,6 độ C tại điểm ba pha) hoặc áp suất cao hơn 5,18 bar. Nhiều ứng dụng công nghiệp sử dụng cả hai: CO2 lỏng áp suất cao ở nhiệt độ môi trường để cacbon hóa và dập lửa, hoặc CO2 lỏng cực thấp ở áp suất thấp để nghiên cứu và đông lạnh thực phẩm.
Bản chất hoạt động trong hai điều kiện này gây ra vấn đề cho các đồng hồ đo lưu lượng thông thường. Một đồng hồ đo được thiết kế cho CO2 áp suất cao ở nhiệt độ môi trường sẽ không thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực thấp. Một đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt được thiết kế cho... Khí CO2 Thiết bị sẽ ngừng hoạt động ngay lập tức khi tiếp xúc với chất lỏng. Ngay cả trong số các thiết bị đo có thể chịu được nhiệt độ hoặc áp suất, hầu hết đều đo thể tích, và mật độ của CO2 lỏng thay đổi đáng kể theo cả nhiệt độ và áp suất. Nếu không có hiệu chỉnh mật độ theo thời gian thực, phép đo thể tích có thể có sai số từ 5% trở lên.
Lưu lượng kế tuabin đo thể tích. Chúng cần bù mật độ để tính khối lượng, và chất bôi trơn ổ trục bị suy giảm nhanh chóng ở nhiệt độ dưới -20 độ C. Trong ứng dụng CO2 lỏng đông lạnh, tuổi thọ ổ trục ngắn và tần suất bảo trì không thuận tiện cho môi trường sản xuất.
Các đồng hồ đo lưu lượng kiểu bánh răng hình bầu dục hoạt động tốt với chất lỏng có độ nhớt cao, nhưng độ nhớt của CO2 lỏng chỉ khoảng 0,10 đến 0,12 cP. Con số này quá thấp để duy trì độ kín giữa bánh răng và vỏ đồng hồ. Sự rò rỉ bên trong qua các bánh răng tăng lên ở độ nhớt thấp, và sai số đo cũng tăng theo. Nguy cơ bay hơi tức thì ở đầu ra của đồng hồ cũng là có thật nếu áp suất ngược không được kiểm soát.
Lưu lượng kế xoáy cần có số Reynolds tối thiểu để tạo ra các xoáy ổn định. Ở lưu lượng thấp qua đường ống có đường kính nhỏ, số Reynolds tối thiểu này không phải lúc nào cũng đạt được, và độ chính xác ở mức thấp của lưu lượng kế xoáy khi sử dụng với CO2 lỏng là không đáng tin cậy. Chúng cũng đo thể tích.
Máy đo lưu lượng siêu âm có thể hoạt động với CO2 lỏng áp suất cao trong các đường ống lớn (DN50 trở lên) khi đáp ứng được yêu cầu đường ống thẳng. Đối với các ứng dụng đông lạnh có đường kính nhỏ, máy đo siêu âm kẹp ngoài bị loại trừ do lớp cách nhiệt, và máy đo siêu âm đặt trong đường ống ở nhiệt độ đông lạnh đòi hỏi vật liệu đầu dò đặc biệt, làm tăng chi phí đáng kể.
Nguyên lý Coriolis đo lưu lượng khối trực tiếp thông qua lực quán tính tác dụng lên một ống rung. Nó không dựa vào các giả định về vận tốc chất lỏng, độ nhớt hoặc mật độ. Chính sự độc lập đó làm cho nó phù hợp với CO2 lỏng, nơi mật độ và độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ và áp suất theo những cách mà các thiết bị đo thể tích không thể hoạt động được.
Đồng hồ đo Coriolis dùng cho CO2 lỏng sử dụng ống SS316L hoặc Hastelloy C-22 có khả năng chịu nhiệt đến -200 độ C và áp suất làm việc lên đến 100 bar tùy thuộc vào từng loại. Độ chính xác thường là 0,2% đối với lưu lượng khối và 0,5% đối với mật độ. Độ lặp lại là 0,1%. Đồng hồ cũng cung cấp mật độ chất lỏng theo thời gian thực, hữu ích cho việc phát hiện các sự kiện chuyển pha tại điểm đo.
Các đầu ra tiêu chuẩn bao gồm 4-20 mA cho lưu lượng khối lượng và mật độ tương tự, đầu ra xung cho tổng lượng theo lô, và RS-485 Modbus RTU để tích hợp PLC hoặc SCADA. Giao thức HART có sẵn trên hầu hết các mẫu. Đối với dịch vụ CO2 trong ngành thực phẩm và đồ uống, các kết nối quy trình kẹp ba chấu và chứng nhận vật liệu đều có sẵn.
Chọn kích thước phù hợp cho CO2 lỏng.
mét Coriolis Kích thước đồng hồ đo được dựa trên lưu lượng khối, chứ không phải đường kính ống. Kích thước kết nối ống phụ thuộc vào phạm vi lưu lượng yêu cầu và độ sụt áp cho phép. Một lỗi thường gặp là chỉ định kích thước đồng hồ đo phù hợp với kích thước ống hiện có thay vì phù hợp với phạm vi lưu lượng. Đồng hồ đo Coriolis quá lớn sẽ làm giảm độ chính xác ở mức thấp; đồng hồ quá nhỏ sẽ tạo ra độ sụt áp quá mức có thể gây ra hiện tượng bay hơi tức thì.
Đối với các ứng dụng ở nhiệt độ cực thấp, hãy chọn mẫu có tùy chọn mạch điện tử chịu nhiệt độ thấp. Vỏ máy phát phải có khả năng chịu được phạm vi nhiệt độ môi trường xung quanh nếu được đặt gần đoạn lạnh của đường ống.
Quá trình cacbon hóa thực phẩm và đồ uống sử dụng CO2 lỏng áp suất cao ở nhiệt độ gần nhiệt độ môi trường, thường từ 20 đến 25 bar. Độ chính xác và vệ sinh là những yêu cầu chính. Đồng hồ đo áp suất Coriolis DN15 đến DN25 với kết nối ba chấu là tiêu chuẩn ở đây.
Hệ thống chữa cháy lưu trữ CO2 ở áp suất cao (khoảng 55 đến 60 bar ở nhiệt độ môi trường) và giải phóng nhanh chóng. Đồng hồ đo lưu lượng trên các hệ thống này phải xử lý được các biến đổi nhanh. Đồng hồ đo Coriolis có đáp ứng tần số cao và đầu ra tổng hợp theo lô được sử dụng để xác minh việc nạp đầy bình khí.
Siêu tới hạn Phương pháp chiết xuất CO2 (CO2 ở nhiệt độ trên 31,1 độ C và áp suất 73,8 bar) được sử dụng trong quá trình khử caffeine trong cà phê, chiết xuất hoa bia và chế biến dược phẩm. Đồng hồ đo áp suất Coriolis có định mức 200 bar với các bộ phận tiếp xúc với chất lỏng bằng hợp kim Hastelloy được sử dụng trong dịch vụ này.
Nghiên cứu nhiệt độ cực thấp và các quy trình quy mô phòng thí nghiệm sử dụng CO2 lỏng ở -78 độ C trực tiếp từ đá khô hoặc bể chứa nhiệt độ cực thấp. Đây là điều kiện khắt khe nhất đối với lưu lượng kế. Lưu lượng kế Coriolis đường kính nhỏ DN6 đến DN15 với vật liệu ống chịu được nhiệt độ cực thấp là lựa chọn phù hợp.
Một công ty nghiên cứu công nghệ xây dựng ở Đông Nam Á gần đây đã liên hệ với chúng tôi. Họ tiến hành các thí nghiệm bảo dưỡng bê tông quy mô phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng CO2 lỏng và cần biết chính xác lượng CO2 được đưa vào mỗi mẻ thử nghiệm. Hệ thống của họ gồm: ống 1/2 inch, áp suất hoạt động dưới 100 psi (6,9 bar), lưu lượng từ 5 đến 80 L/phút từ một bình chứa đông lạnh nhỏ trong nhà kho có nhiệt độ 28 độ C.
Khí CO2 thoát ra khỏi bình ở nhiệt độ khoảng -78 độ C. Điều này loại trừ các loại đồng hồ đo kiểu tuabin, bánh răng hình bầu dục và đồng hồ đo nhiệt vì những lý do đã nêu ở trên. Tỷ lệ điều chỉnh 16:1 (từ 5 đến 80 L/phút) loại trừ hiện tượng xoáy ở lưu lượng thấp. Đồng hồ đo Coriolis DN15 SS316L bao phủ toàn bộ dải đo với độ chính xác 0,2% và xuất dữ liệu kg/giờ trực tiếp đến bộ ghi dữ liệu của họ thông qua Modbus RTU. Không cần bước hiệu chỉnh mật độ trong phần mềm của họ.
Chúng tôi khuyến nghị kiểm tra xem áp suất đầu vào có duy trì trên áp suất bão hòa CO2 trong suốt quá trình vận hành hay không để ngăn ngừa hiện tượng bay hơi tức thời tại đầu vào của đồng hồ đo. Ở -78 độ C, CO2 lỏng đã gần đạt đến trạng thái bão hòa ở áp suất khí quyển, do đó việc kiểm soát áp suất ngược tại đầu ra của đồng hồ đo rất quan trọng để có được các chỉ số ổn định.
Thép không gỉ SS316L là loại tiêu chuẩn cho hầu hết các loại máy móc. chất lỏng đông lạnh Ứng dụng CO2 ở nhiệt độ xuống đến -196 độ C. Đối với các ứng dụng khắc nghiệt hoặc yêu cầu độ tinh khiết cao, Hastelloy C-22 cung cấp khả năng chống ăn mòn tốt hơn. Cần sử dụng gioăng PTFE; gioăng Buna-N hoặc EPDM tiêu chuẩn sẽ bị hỏng ở nhiệt độ cực thấp.
Đúng vậy. Tín hiệu mật độ thời gian thực của máy đo sẽ giảm mạnh nếu CO2 chuyển thành dạng khí bên trong ống. Một số cấu hình PLC sử dụng tín hiệu mật độ để kích hoạt báo động hoặc tạm dừng quá trình tính tổng khi mật độ giảm xuống dưới ngưỡng đã đặt, điều này hữu ích cho việc tính toán lô hàng chính xác.
Các mẫu DN15 tiêu chuẩn có định mức 100 bar. Các phiên bản áp suất cao dành cho chiết xuất CO2 siêu tới hạn có sẵn với định mức 200 bar và 400 bar. Vui lòng chỉ định áp suất làm việc tối đa cho phép (MAWP) khi yêu cầu báo giá.
CO2 không dễ cháy, do đó không cần chứng nhận ATEX cho đồng hồ đo trong môi trường chỉ có CO2. Nếu đồng hồ đo được lắp đặt trong khu vực được phân loại cho các môi chất dễ cháy khác ở gần đó, hãy kiểm tra bản vẽ phân loại khu vực. Tiêu chuẩn bảo vệ IP67 là đủ cho hầu hết các lắp đặt công nghiệp và phòng thí nghiệm.
Chuẩn: 4-20 mA (lưu lượng khối), 4-20 mA (mật độ), đầu ra xung (tổng hợp), RS-485 Modbus RTU. Tùy chọn: giao thức HART, PROFIBUS DP. Đối với việc thu thập dữ liệu trong phòng thí nghiệm, Modbus RTU qua RS-485 thường là phương pháp đơn giản nhất để triển khai với bộ chuyển đổi USB-RS485 và phần mềm ghi nhật ký tiêu chuẩn.
Hãy gửi các thông số sau để nhận được đề xuất mô hình trong cùng ngày:
Liên hệ với Silver Automation Instruments tại silverinstruments.com với các thông số nêu trên.
chúng tôi sẽ liên lạc với bạn trong vòng 24 giờ..
