Cách chọn máy đo lưu lượng glycol

Glycol, một loại nguyên liệu hóa học quan trọng, dung môi và chất chống đông, được sử dụng rộng rãi trong một số ngành công nghiệp như hóa dầu, ô tô và dệt may. Việc đo chính xác lưu lượng glycol có ý nghĩa rất quan trọng đối với việc kiểm soát quy trình, hạch toán chi phí, chuyển giao quyền sở hữu và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Bài viết này sẽ phân tích sâu sắc các đặc điểm ứng dụng đo lưu lượng glycol của lưu lượng kế Coriolis , lưu lượng kế bánh răng oval , lưu lượng kế diện tích thay đổi và lưu lượng kế tuabin chất lỏng (lưu lượng kế TUF) trong việc đo lưu lượng glycol, cung cấp tài liệu tham khảo lựa chọn cho các kỹ sư và người sử dụng cuối.

Glycol được sử dụng rộng rãi cần có thiết bị đo lưu lượng.

Đặc tính vật lý của môi trường glycol

Độ dẫn điện của glycol tương đối kém, với độ dẫn điện khoảng 1,07 × 10⁻⁶ S/cm, điều này hạn chế việc ứng dụng các lưu lượng kế điện từ trong môi trường này.

Liệu đồng hồ đo lưu lượng từ tính có thể đo lưu lượng glycol không?

Môi trường glycol nguyên chất không phù hợp với lưu lượng kế điện từ do độ dẫn điện thấp, nhưng nếu đó là dung môi glycol + nước, đặc biệt khi tỷ lệ nước lớn, lưu lượng kế điện từ có thể đo được. Nếu sử dụng lưu lượng kế điện từ để đo môi trường glycol + nước, sẽ có nhiều ưu điểm, chẳng hạn như không cần các bộ phận cảm biến di động, đo hai chiều và chi phí cảm biến lưu lượng thấp.

Lưu lượng kế từ có thể đo lưu lượng dung môi glycol + nước.

Lưu lượng kế tuabin (TUF) dùng để đo lưu lượng glycol.

Phân tích ứng dụng của lưu lượng kế tuabin chất lỏng

Lưu lượng kế tuabin chất lỏng đo dựa trên nguyên lý tần số quay của cánh tuabin dưới tác động của chất lỏng glycol tỷ lệ thuận với lưu lượng. Đối với glycol, lưu lượng kế tuabin chất lỏng là một giải pháp kinh tế để đo lưu lượng glycol.

Lưu lượng kế tuabin có thể xử lý độ nhớt của glycol không?

Mặc dù độ nhớt của ethylene glycol hơi cao, có thể lên tới 16,1 cP, nhưng lưu lượng kế TUF có thể xử lý tối đa chất lỏng sạch có độ nhớt khoảng 45 cP, vì vậy lưu lượng kế tuabin từ silverinstruments.com có thể đáp ứng được yêu cầu khắt khe đó.

Thông số kỹ thuật của lưu lượng kế tuabin

Dòng sản phẩm TUF Flow dành cho các kích thước cảm biến và tổn thất áp suất khác nhau.

Độ chính xác đo của lưu lượng kế tuabin chất lỏng thường nằm trong khoảng ± 0,5% đến ± 1,0%.

Loại lưu lượng kế này có ưu điểm là tốc độ phản hồi nhanh và tỷ lệ phạm vi đo lớn (khoảng 10:1), phù hợp với các hệ thống vận chuyển ethylene glycol có sự thay đổi lưu lượng lớn.

Đồng hồ đo lưu lượng glycol kỹ thuật số: có xung, đầu ra 4-20mA, tùy chọn giao tiếp MODBUS RTU, HART, với bộ truyền tín hiệu lưu lượng để hiển thị tốc độ dòng chảy và tổng lưu lượng glycol.

Đồng hồ đo lưu lượng tuabin kỹ thuật số với màn hình hiển thị kỹ thuật số hiển thị lưu lượng glycol và tổng lưu lượng.

Trong đường ống dẫn ethylene glycol, việc lắp đặt lưu lượng kế tuabin chất lỏng đòi hỏi phải đặc biệt chú ý đến các yêu cầu của các đoạn ống thẳng phía trước và phía sau. Thông thường, cần phải đảm bảo chiều dài của đoạn ống thẳng từ điểm 10D phía trước đến điểm 5D phía sau để đảm bảo sự ổn định của trường dòng chảy. Đồng thời, do đặc tính bôi trơn của ethylene glycol, tuổi thọ của ổ trục tuabin tương đối dài.

Đủ đường ống thẳng trước và sau đồng hồ đo lưu lượng tuabin

Loại đồng hồ đo lưu lượng glycol nào có độ chính xác tốt nhất?

Lưu lượng kế Coriolis là loại lưu lượng kế glycol có độ chính xác cao nhất.

Đồng hồ đo lưu lượng glycol có độ chính xác cao nhất - loại Coriolis

Lưu lượng kế Coriolis hoạt động dựa trên nguyên lý lực Coriolis và xác định lưu lượng khối bằng cách đo sự chênh lệch pha được tạo ra bởi ống rung trong quá trình dòng chảy của chất lỏng glycol. Trong việc đo lưu lượng glycol, lưu lượng kế Coriolis thể hiện những ưu điểm vượt trội.

Độ chính xác đo của loại lưu lượng kế khối lượng này cực kỳ cao, thường đạt độ chính xác ± 0,1% ~ 0,2%, và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi về mật độ, độ nhớt, nhiệt độ và áp suất của chất lỏng. Đối với các môi chất như glycol, lưu lượng kế Coriolis có thể cung cấp kết quả đo lưu lượng khối lượng ổn định và đáng tin cậy. Đồng thời, lưu lượng kế cũng có thể đo đồng thời tổng lưu lượng khối lượng, mật độ glycol và nhiệt độ, cung cấp phép đo đa thông số cho việc kiểm soát quy trình.

Coriolis có thể đo nhiều thông số khác nhau.

Cấu trúc ống thẳng và ống cong của lưu lượng kế Coriolis có những đặc điểm riêng trong ứng dụng đối với ethylene glycol. Lưu lượng kế ống thẳng có tổn thất áp suất nhỏ nhưng nhạy cảm với rung động; lưu lượng kế ống cong có độ chính xác đo cao nhưng tổn thất áp suất tương đối lớn. Trong hệ thống vận chuyển ethylene glycol, do độ nhớt cao của môi chất, nên khuyến cáo nên chọn lưu lượng kế Coriolis ống cong có đường kính lớn hơn để cân bằng giữa độ chính xác đo và tổn thất áp suất.

Nhược điểm của việc sử dụng đồng hồ đo Coriolis để đo glycol

Chi phí ban đầu là cao nhất, hiện nay lưu lượng kế Coriolis là loại lưu lượng kế đắt nhất trong tất cả các loại lưu lượng kế.

Kích thước và trọng lượng tương đối lớn.

Dễ bị ảnh hưởng bởi rung động trong quá trình lắp đặt đường ống (cần có giá đỡ chắc chắn), nhưng không cần đường ống thẳng trước và sau đồng hồ đo lưu lượng.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục dùng để đo lưu lượng glycol.

Đặc tính kỹ thuật của lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là một lựa chọn tiết kiệm chi phí, được sử dụng rộng rãi trong điều khiển quy trình, định lượng theo mẻ và các ứng dụng khác.

Lưu lượng kế bánh răng oval là một loại lưu lượng kế thể tích dương, tính toán lưu lượng bằng cách đo số lần một thể tích chất lỏng glycol cố định đi qua, và thuộc loại lưu lượng kế cơ khí. Lưu lượng kế bánh răng oval và lưu lượng kế bánh răng xoắn ốc là những loại lưu lượng kế thể tích dương thường được sử dụng trong đo lường ethylene glycol.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục tính toán lượng glycol bằng cách đo thời gian quay của bánh răng.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục có đặc điểm cấu tạo đơn giản và độ chính xác đo cao, hoạt động đáng tin cậy và chính xác trong việc đo lưu lượng glycol. Nhờ khả năng bôi trơn tuyệt vời của glycol, nó có thể giảm thiểu hiệu quả sự mài mòn giữa các bánh răng và kéo dài tuổi thọ của lưu lượng kế. Độ chính xác đo của loại lưu lượng kế này thường đạt ± 0,2%, phù hợp để đo lưu lượng nhỏ và trung bình của glycol lỏng.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục sử dụng hai bánh răng hình bầu dục lồng vào nhau làm phần tử đo, có độ chính xác cao trong phép đo ethylene glycol. Do đặc tính độ nhớt của ethylene glycol, lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục có thể đạt được hiệu quả làm kín tốt và giảm thiểu sai số rò rỉ.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng đồng hồ đo lưu lượng thể tích yêu cầu chất lỏng phải có độ sạch cao, và các tạp chất trong ethylene glycol có thể ảnh hưởng đến độ chính xác đo lường, thậm chí có thể làm kẹt và hỏng đồng hồ đo lưu lượng PD.

Ưu điểm chính của lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là phép đo không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi tính chất của chất lỏng, và nó có khả năng thích ứng tốt với các môi chất có sự thay đổi độ nhớt lớn như ethylene glycol. Đồng thời, loại lưu lượng kế này có thể đo được lưu lượng cực thấp, chẳng hạn như phạm vi lưu lượng 10 ml/phút với lưu lượng đo tối thiểu chỉ vài mililit mỗi phút, đáp ứng nhu cầu trong các tình huống lưu lượng thấp.

Yêu cầu thấp đối với các đoạn ống thẳng khi lắp đặt lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục cho glycol.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục có thể hoạt động mà không cần nguồn điện bên ngoài (bộ đếm cơ học).

Lưu lượng kế cơ học dùng để đo lưu lượng glycol.

Lưu lượng kế ống kim loại dùng để đo lưu lượng glycol

Nguyên tắc:

Một ống kim loại hình nón được lắp đặt theo chiều dọc chứa một phao chuyển động tự do. Ethylene glycol chảy ngược lên qua ống, nâng phao lên cho đến khi khe hở hình vòng giữa phao và thành ống đạt trạng thái cân bằng. Tốc độ dòng chảy được biểu thị bằng chiều cao của phao (đọc trực tiếp) hoặc được chuyển đổi thành tín hiệu điện.

Ưu điểm của việc sử dụng lưu lượng kế ống kim loại

• Không cần nguồn điện cho việc hiển thị trực quan cục bộ.
• Xử lý các thay đổi về độ nhớt (ví dụ: phạm vi 16,5–57 cP của glycol)
• Độ sụt áp thấp và hạn chế tối thiểu về lắp đặt.
• Cấu trúc chắc chắn (hoàn toàn bằng kim loại, chịu được các đặc tính của glycol)
• Hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng không quan trọng

Nhược điểm:

• Độ chính xác trung bình (±1–5% FS), không phù hợp cho việc chuyển giao quyền giám hộ.
• Tỷ lệ giảm giờ làm việc hạn chế (thường là 10:1)
• Các bộ phận chuyển động (phao) dễ bị dính vào chất glycol bị nhiễm bẩn.
• Các tùy chọn đầu ra (ví dụ: 4–20mA) làm tăng chi phí so với các mô hình trực quan cơ bản.

Phù hợp nhất cho:

Ứng dụng này không thích hợp để giám sát ethylene glycol trong các hệ thống HVAC, hệ thống làm mát công nghiệp hoặc định lượng hóa chất, nơi không yêu cầu độ chính xác cao. Tránh sử dụng cho mục đích thương mại hoặc điều khiển đòi hỏi độ chính xác cao.

So sánh hiệu suất của ba loại lưu lượng kế.

Xét về độ chính xác đo, lưu lượng kế Coriolis có độ chính xác cao nhất, tiếp theo là lưu lượng kế bánh răng oval, và lưu lượng kế tuabin chất lỏng có độ chính xác tương đối thấp hơn. Trong phép đo glycol, lưu lượng kế Coriolis có thể cung cấp độ chính xác đo ± 0,1%, không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi các tính chất vật lý của môi chất; độ chính xác của lưu lượng kế bánh răng oval khoảng ± 0,5%, phù hợp với điều kiện làm việc ổn định; độ chính xác của lưu lượng kế tuabin chất lỏng là ± 0,5% đến ± 1,0%, và cần phải xem xét hiệu chỉnh độ nhớt.

Xét về độ chính xác, Coriolis là phương pháp tốt nhất.

Xét về tổn thất áp suất, lưu lượng kế bánh răng oval có tổn thất áp suất cao nhất, tiếp theo là lưu lượng kế Coriolis, và lưu lượng kế tuabin chất lỏng có tổn thất áp suất nhỏ hơn đáng kể. Trong hệ thống vận chuyển glycol, tổn thất áp suất là một yếu tố cần xem xét quan trọng.

Xét về chi phí bảo trì, lưu lượng kế tuabin chất lỏng có chi phí bảo trì thấp nhất, tiếp theo là lưu lượng kế bánh răng oval có chi phí bảo trì tương đối cao hơn do hao mòn cơ học. Lưu lượng kế Coriolis không có bất kỳ bộ phận chuyển động nào bên trong cảm biến, do đó cần ít chi phí bảo trì hơn.

Đồng hồ đo kiểu tuabin có chi phí thấp, nhưng lại có các bộ phận chuyển động bên trong.

Gợi ý lựa chọn và triển vọng ứng dụng

Nên sử dụng các loại lưu lượng kế khác nhau cho các tình huống ứng dụng khác nhau. Đối với các yêu cầu đo lường độ chính xác cao trong các trường hợp chuyển giao hàng hóa glycol (chuyển giao quyền sở hữu), nên sử dụng lưu lượng kế Coriolis.

Khi xem xét lưu lượng kế chuyển giao quyền sở hữu, Coriolis là lựa chọn tốt nhất.

Đối với các quy trình sản xuất đòi hỏi cao về kiểm soát quy trình, lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục là sự lựa chọn lý tưởng.

Lưu lượng kế bánh răng hình bầu dục thích hợp cho việc kiểm soát quy trình glycol và kiểm soát theo mẻ.

Đối với các ứng dụng giám sát và điều khiển nói chung, lưu lượng kế tuabin chất lỏng có hiệu quả chi phí tốt.

Đối với việc giám sát và điều khiển chung hệ thống glycol, lưu lượng kế tuabin là đủ.

Cùng với sự phát triển của Công nghiệp 4.0 và sản xuất thông minh, công nghệ đo lưu lượng glycol cũng không ngừng được cải tiến. Việc ứng dụng các vật liệu mới đã cải thiện khả năng chống ăn mòn của đồng hồ đo lưu lượng, và việc đưa công nghệ số vào đã nâng cao mức độ đo lường thông minh.

Trong tương lai, đo lường đa thông số, chẩn đoán từ xa và bảo trì dự đoán sẽ trở thành hướng phát triển của công nghệ đo lưu lượng ethylene glycol.

Dựa trên yêu cầu cụ thể của ứng dụng, cần cân nhắc đến độ chính xác đo lường, tính kinh tế và độ tin cậy, đội ngũ kỹ sư và kỹ thuật viên nên lựa chọn loại lưu lượng kế phù hợp, đồng thời xem xét đầy đủ đặc tính của môi chất ethylene glycol trong quá trình lắp đặt và sử dụng để đảm bảo hệ thống đo lường hoạt động ổn định lâu dài.