Приложение на кориолисови масови разходомери

В и КСтатииСп. Инженеринг ревю - брой 2, 2015

Kориолисовите разходомери имат многообразни приложения и могат да се използват за измерване на параметрите на потоци в течно и газообразно състояние. Стабилната кориолисова технология и лекотата на използване са сред предимствата на съвременното поколение разходомери, благодарение на които отпадат инсталационните ограничения на предходните поколения разходомери.

Освен че измерват директно масовия разход, те са изключително точни прибори. Повечето модели работят с максимална грешка 0,2%, но се предлагат и уреди с грешка 0,1% и дори с 0,05%. Този вид разходомери не изискват необходими прави участъци преди и след уреда. Измерването в определени граници не се влияе от проводимостта, вискозитета, плътността, температурата, налягането и профила на потока.

Чрез кориолисовите разходомери е възможно да се измерва сравнително лесно и плътността на флуида. Тъй като измервателните тръби са подложени на резонансни вибрации при промяна на плътността на флуида, микропроцесорът в уреда настройва честотата така, че отново да е налице резонанс. От пряката връзка честота-плътност уредът би могъл да генерира сигнал, съответстващ на плътността.

Кориолисовите разходомери са приложими за измерване на еднофазни и двуфазни течности и газове, суспензии и течно-газови смеси. Използват се за определяне разхода на флуиди с променлива плътност и многофазни работни среди.

Индустрия
Кориолисовите масови разходомери са подходящи за дозиране на масла, разтворители и химикали в химическа и нефтохимическа промишленост. Сред възможните приложения са измерване на натриев хидрооксид, изопропанол, сярна киселина, азотна киселина, бензин, керосин, полимери и други. Съвременните модели масови разходомери измерват онлайн масовия и обемен разход, плътност, концентрация и температурата на различните флуиди.

Широко приложение намират и в хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост за измерване на редица флуиди - алкохол, масла, мазнини, пюрета, пасти, концентрати, киселини, млечни продукти, бирена мая, майонеза, бира, спиртни напитки, захар, шоколад, сокове и др. Директното изчисление на захарното съдържание осигурява предимства при процесите на производство на плодови сокове или за регулиране съдържанието на мазнини в млякото.

В хартиената промишленост масовите разходомери се използват за измерване на калциев карбонат, синтетични сгъстители, натриев хидрооксид, талк, каолин, биоциди, нишесте, черна и бяла луга.

Енергетика
Кориолисовата технология се използва широко за различни приложения, включващи производство, преработка, съхранение и дистрибуция на природен газ. Благодарение на нея измерването може да се извършва във всяка точка от преносната система, което дава предимство на разходомерите, базирани на тази технология, пред останалите уреди за измерване на флуиди. Липсата на подвижни части, минималните усилия за поддръжка и директното измерване на масов разход са сред другите предимства на кориолисовите разходомери.

При този вид разходомери за количеството на преминалия за единица време през определено сечение на тръбопровода газ се съди по масата му. Кориолисовата сила се използва за определяне на разхода на определена среда, която протича през вибрираща измервателна тръба. Под действието на тази сила тръбата се деформира в допълнение към вибрирането й.

Между степента на деформация и масата на протичащия газ съществува правопропорционална зависимост. Измерването с помощта на тази технология не се влияе от промяна на параметри като налягане, температура, влажност или плътност, което я прави подходяща за различни приложения.

Друго типично приложение на кориолисовите масови разходомери в енергетиката е дозирането с висока точност на подаваното гориво към горелките в електроцентралите, където чрез пряко измерване на масовия разход на горивото се постига увеличаване на ефективността. Измерваните флуиди могат да бъдат суров петрол, дизел, биодизел, етанол, железен оксид и др.

Пречиствателни станции
Един от проблемите при измерванията, свързани с отпадните води и с технологиите за тяхното третиране, е високият вискозитет на флуидните потоци. Като пример могат да се посочат потоците от полимерни смеси в станциите за обработка на отпадъчни води. Скъпи полимери се вкарват като примеси във водата и се използват, за да коагулират разтворените твърди частици и да се получат т. нар. флокули (по-големи твърди коагулати).

Технологията с добавянето на полимери ускорява утаяването на твърдите остатъци. Ползват се най-общо два вида полимери за целта. Сухите твърди полимери се смесват на станцията според нуждите, докато концентрираните емулсии в течна форма се разреждат с вода до получаването на желаната смес. Динамичният вискозитет на тези полимерни емулсии може да достигне до 40,000 сентипоаза (cPs).

При някои станции се използват дозиращи помпи, които осигуряват подаването на точното количество полимер към смесителя и последващото вкарване на съответната доза в технологичния цикъл. Но във все повече станции се употребяват кориолисови масови разходомери за измерване на количеството на полимера. Те дават възможност на потребителите да измерват много точно необходимите за флокулация количества полимер.

Част от основанията за това са, че когато в цикъла за третиране се подаде точната доза полимер, времето за утаяване на твърдите остатъци се оптимизира и производителността на станцията се подобрява. С други думи, съоръженията могат да работят с оптимални потоци, което означава, че всички технологични операции се извършват при максимална ефективност и без загуби на енергия, химически вещества и време.

Използването на кориолисов масов разходомер позволява дозирането на полимери в реално време и с висока точност, дори и при малки количества на подавания поток. Проблемът при това измерване се състои в две неща – вискозитетът на полимерите и дебитът, с който се подава дозата. Тези дебити при дозирането играят важна роля при избора на кориолисов масов разходомер, тъй като обичайно те са много ниски. При нисък дебит обикновено трябва да се използват измервателни уреди с малък диаметър, което води и до другия проблем – пониженото налягане.

Колкото вискозитетът е по-висок, толкова по-голямо е понижението на налягането и толкова повече енергия отива за изпомпване. Повечето кориолисови масови разходомери са с огъната тръба. При тази конструкция по принцип се получава загуба на налягане поради огъването. При различните производители това понижение на налягането е различно според радиуса на огъване – при едни този радиус е по-голям, при други по-малък.

Колкото по-малък е радиусът на огъване на тръбата, толкова повече спада налягането. Някои кориолисови масови разходомери са с двойка огънати тръби, при други огънатата тръба е само една. При уредите с двойка огънати тръби загубата на налягане е дори по-голяма, тъй като обикновено техният диаметър е наполовина или по-малко от диаметъра на технологичната тръба, към която са монтирани.

Високият вискозитет в съчетание с тръби с малък диаметър води до голямо понижение на налягането. Това може да се преодолее с помпи, проектирани за по-нисък поток и по-високо налягане.

Кориолисови разходомери с една-единствена права тръба осигуряват качествено измерване с по-малка загуба на налягане, висока точност и безотказност на работа при технологиите, използващи флуидни потоци с висок вискозитет и нисък дебит, и прилагани за третирането на отпадни води.

Top