Ngành công nghiệp lưu trữ và chế biến hydrocarbon đông lạnh là một trong những môi trường đầy thách thức đối với công nghệ đo lưu lượng. Hoạt động ở nhiệt độ khắc nghiệt từ -116°C đến điều kiện môi trường xung quanh, các cơ sở xử lý khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) đòi hỏi thiết bị đo lường chính xác, có khả năng duy trì độ chính xác trong các điều kiện quy trình khắt khe. Các nhà máy xử lý khí hiện đại và kho chứa đông lạnh phụ thuộc rất nhiều vào các giải pháp đo lưu lượng tiên tiến để đảm bảo vận hành an toàn, giao nhận chính xác và kiểm soát quy trình tối ưu.
Etan đặt ra những thách thức đo lường đặc thù trong các ứng dụng đông lạnh. Hoạt động ở nhiệt độ thấp đến -116°C ở trạng thái lỏng, etan thể hiện sự thay đổi trọng lượng riêng từ 552-568 kg/m³ với độ nhớt dao động từ 0,18 đến 0,22 cP. Chất lỏng chuyển đổi giữa pha lỏng và pha hơi tùy thuộc vào điều kiện vận hành, đòi hỏi lưu lượng kế có khả năng xử lý áp suất từ 3,57 đến 29,1 kg/cm²G. Việc đo lưu lượng etan rất quan trọng trong các nhà máy hóa dầu, nơi hydrocarbon này đóng vai trò là nguyên liệu đầu vào cho sản xuất etylen.
Đo lưu lượng propan trong các ứng dụng lưu trữ đông lạnh bao gồm việc theo dõi propan lỏng ở nhiệt độ vận hành từ -50°C đến +40°C. Với đặc tính tỷ trọng 581-585 kg/m³ ở pha lỏng và độ nhớt 0,19-0,21 cP, propan đòi hỏi thiết bị đo lường mạnh mẽ có khả năng xử lý áp suất thiết kế lên đến 35,7 kg/cm²G. Lưu lượng kế propan phải đáp ứng các lưu lượng thay đổi từ tải trọng tối thiểu đến lưu lượng tối đa 30.800 kg/giờ trong một số ứng dụng, khiến tỷ lệ điều chỉnh lưu lượng trở thành một tiêu chí lựa chọn quan trọng.
Việc đo lưu lượng khí hydrocarbon trong hệ thống đuốc đốt và dây chuyền sản xuất đòi hỏi công nghệ lưu lượng kế khối lượng nhiệt có khả năng xử lý các đường ống lớn lên đến 36 inch (91,8 cm). Với khối lượng phân tử dao động từ 21,48 đến 21,58 và hệ số nén khoảng 0,9887, các dòng khí này đòi hỏi các thiết bị có thể duy trì độ chính xác trên toàn bộ lưu lượng từ tối thiểu 0,1 MMSCFD đến tối đa 330 MMSCFD. Phạm vi áp suất vận hành từ 87-116 PSIG và nhiệt độ từ 86°F đến 104°F (30,8°C đến 40,8°C) xác định phạm vi lựa chọn thiết bị.
Lưu lượng kế Coriolis là lựa chọn hàng đầu để đo etan và propan lỏng trong các cơ sở lưu trữ đông lạnh. Các lưu lượng kế khối lượng này đo trực tiếp lưu lượng khối lượng mà không cần bù trừ mật độ, lý tưởng cho các ứng dụng giao nhận hàng hóa, yêu cầu độ chính xác ±0,05% hoặc cao hơn. Lưu lượng kế khối lượng Coriolis vượt trội trong các tình huống đo lưu lượng hai chiều, rất quan trọng trong hoạt động xếp dỡ tại các kho chứa.
Các ứng dụng có kích thước đường ống từ 4 inch đến 20 inch sử dụng công nghệ Coriolis cho các thiết bị đo lưu lượng etan và lưu lượng propan, cung cấp phép đo đáng tin cậy cho lưu lượng bình thường từ 800 m³/giờ đến 2.000 m³/giờ trong dịch vụ chất lỏng và lên đến 65.000 kg/giờ trong ứng dụng hơi.
Công nghệ đo lưu lượng khối nhiệt chiếm ưu thế trong việc đo khí hydrocarbon trong các hệ thống đốt và dây chuyền xử lý đường kính lớn. Đồng hồ đo lưu lượng khối nhiệt kiểu lắp đặt cung cấp giải pháp tiết kiệm chi phí cho các hệ thống đường ống từ 18 inch đến 36 inch, nơi cần duy trì độ sụt áp tối thiểu. Các thiết bị này đo lưu lượng khí bằng cách phát hiện sự tản nhiệt từ các cảm biến được gia nhiệt, cung cấp phép đo khối lượng trực tiếp mà không cần bù áp suất và nhiệt độ.
Đối với các ứng dụng thùng đập phá xử lý cả hơi etan và propan, lưu lượng kế khối nhiệt cung cấp phép đo đáng tin cậy ở áp suất gần khí quyển (0,1 kg/cm²G) trên các dải nhiệt độ từ nhiệt độ môi trường xung quanh.
Việc lựa chọn thiết bị đo lưu lượng phù hợp đòi hỏi phải đánh giá cẩn thận các điều kiện thiết kế so với các thông số vận hành. Các ứng dụng đo lưu lượng ethane có thể hoạt động ở nhiệt độ -116°C nhưng phải chịu được nhiệt độ thiết kế từ -118°C đến +65°C với áp suất thiết kế đạt 43,5 kg/cm²G khi sử dụng hơi. Tương tự, các đồng hồ đo lưu lượng propane phải đối mặt với điều kiện thiết kế từ -52°C đến +115°C với áp suất lên đến 35,7 kg/cm²G, đòi hỏi vật liệu chế tạo phù hợp cho hoạt động đông lạnh.
Việc lắp đặt đồng hồ đo lưu lượng trong các cơ sở chế biến hydrocarbon phải tuân thủ phân loại khu vực nguy hiểm T3, Nhóm khí IIA, Vùng 1. Các thiết bị được chứng nhận ATEX với xếp hạng chống cháy nổ Ex 'd' đảm bảo hoạt động an toàn trong môi trường có nguy cơ nổ. Xếp hạng bảo vệ chống xâm nhập IP 67 cung cấp khả năng bảo vệ thiết yếu trước các điều kiện môi trường, đồng thời duy trì tính toàn vẹn của thiết bị.
Hệ thống đo lưu lượng hiện đại tích hợp liền mạch với hệ thống điều khiển phân tán (DCS) thông qua giao thức truyền thông HART. Bộ truyền thông thông minh cung cấp đầu ra analog 4-20mA với lớp phủ HART kỹ thuật số, cho phép cấu hình, chẩn đoán và giám sát từ xa. Các thiết bị tiên tiến cung cấp khả năng truyền đa biến, đồng thời báo cáo các giá trị lưu lượng khối, mật độ, nhiệt độ và tổng hợp để tối ưu hóa các chiến lược điều khiển quy trình.
Kích thước lưu lượng kế phải phù hợp với toàn bộ dải hoạt động trong khi vẫn duy trì độ chính xác ở điều kiện lưu lượng bình thường. Lưu lượng kế khối lượng Coriolis thường hoạt động tối ưu trong khoảng từ 20% đến 100% công suất định mức, trong khi lưu lượng kế khối lượng nhiệt vượt trội ở các tỷ lệ giảm lưu lượng rộng hơn. Việc đánh giá lưu lượng tối thiểu, bình thường và tối đa đảm bảo các thiết bị được chọn duy trì độ chính xác thông số kỹ thuật trong toàn bộ phạm vi hoạt động. Dưới đây, chúng tôi gửi kèm bảng kích thước tiêu chuẩn của lưu lượng kế Coriolis dùng để đo lưu lượng etan .
Các yếu tố ảnh hưởng đáng kể đến việc lựa chọn lưu lượng kế, đặc biệt là trong các hệ thống trọng lực và ứng dụng áp suất thấp. Lưu lượng kế Coriolis thường có độ sụt áp tối đa 0,3 kg/cm², trong khi lưu lượng kế khối lượng nhiệt hầu như không hạn chế lưu lượng. Hiểu biết về thủy lực hệ thống giúp ngăn ngừa hiện tượng xâm thực trong dịch vụ chất lỏng và đảm bảo áp suất hạ lưu đủ cho các yêu cầu của quy trình.
Việc duy trì độ chính xác của phép đo đòi hỏi phải hiệu chuẩn định kỳ bằng các chuẩn tham chiếu được chứng nhận. Lưu lượng kế Coriolis được hưởng lợi từ việc hiệu chuẩn tại nhà máy bằng nước hoặc hydrocarbon nhẹ, với các thông số kỹ thuật về độ chính xác bao gồm các hiệu ứng tuyến tính, trễ và độ lặp lại. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn ghi lại các điều kiện thử nghiệm, hồ sơ áp suất và xác minh khoảng cách cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc cho các ứng dụng chuyển giao quyền sở hữu.
Việc lựa chọn công nghệ đo lưu lượng phù hợp cho các ứng dụng khí etan, propan và hydrocarbon đòi hỏi sự hiểu biết toàn diện về điều kiện quy trình, đặc tính chất lỏng và yêu cầu vận hành. Lưu lượng kế khối lượng Coriolis mang lại độ chính xác vượt trội cho việc vận chuyển chất lỏng, trong khi lưu lượng kế khối lượng nhiệt cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí cho việc giám sát khí trong các đường ống đường kính lớn và hệ thống đuốc đốt.
Thành công trong lưu trữ lạnh và xử lý hydrocarbon phụ thuộc vào thiết bị đo lưu lượng đáng tin cậy, duy trì hiệu suất trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt, dải áp suất rộng và các điều kiện lưu lượng khác nhau. Bằng cách kết hợp công nghệ đo lưu lượng với các yêu cầu ứng dụng cụ thể, người vận hành đạt được độ chính xác đo lường tối ưu, tuân thủ quy định và hiệu quả vận hành trong những môi trường công nghiệp khắt khe này.
Email
WA
Inquiry
