Основные рекомендации по выбору надежных промышленных расходомеров газа

Почему измерение расхода газа важно в современной экономике

Измерение расхода газа играет важную роль практически во всех отраслях современной экономики. Точное измерение расхода газа крайне важно по ряду причин, включая снижение затрат на распределение природного газа, обеспечение безопасности обращения с химическими веществами и обеспечение высокого качества продукции при производстве. Однако газы отличаются от жидкостей тем, что их объём значительно меняется при изменении температуры и давления. Это означает, что выбор правильного расходомера газа — очень важный выбор, который окажет существенное влияние на безопасность, эффективность и прибыль.

Первый шаг к оптимизации любого промышленного процесса, использующего газ, — это изучение расходомеров газа и объяснение их важности. Это полное руководство станет для вас надежным источником всей необходимой информации об измерении расхода газа. В нем рассматриваются основные принципы, различные доступные технологии, способы решения конкретных прикладных задач и выбор оптимального прибора для измерения расхода газа.

Почему важно точно измерять расход газа?

Многие промышленные задачи требуют точных данных о расходе газа. Основные преимущества точного измерения расхода:

• Контроль затрат и управление энергопотреблением: Газ — дорогостоящий ресурс, используемый, например, в системах сжатого воздуха или для использования природного газа. Точные измерения помогают обнаружить утечки, правильно распределить затраты и максимально эффективно использовать энергию, сокращая потери.
• Эффективность процесса и качество продукта: многие процессы, такие как управление горением, смешивание газов или химические реакции, зависят от точного расхода определенных газов для обеспечения оптимальной производительности и постоянного качества конечного продукта.
• Безопасность: Контроль потока горючих или токсичных газов важен для предотвращения опасных ситуаций. Это включает в себя мониторинг газа, балансировку скруббера и балансировку азота в различных промышленных условиях .
• Соблюдение экологических норм: законы о выбросах парниковых газов гласят, что дымовые газы и другие отработанные газы должны измеряться и сообщаться надлежащим образом.

Основной принцип: фактический и стандартный расход (объемный и массовый)

Важнейшим понятием расходомера газа и его типов является понимание разницы между измерением объёма и измерением массы. Это один из четырёх факторов, которые следует учитывать при выборе расходомера газа .

Фактический (объемный) расход

Объёмные расходомеры измеряют объём газа, проходящего через расходомер при фактической температуре и давлении (например, в кубических футах в минуту или м³/ч). Проблема в том, что эти показания несопоставимы. Кубический метр газа при давлении 1 бар содержит гораздо меньше молекул (меньшую массу), чем кубический метр газа при давлении 10 бар.

Стандартный расход (например, Нм3/ч, SCFM , SCCM)

В связи с этим расход газа практически всегда приводится к стандартным температуре и давлению (СТП или НТП). Этот стандартизированный объёмный расход (например, в SCFM, SCCM или Нм³/ч) показывает, сколько газа протекает по массе. Термальные массовые расходомеры, турбинные расходомеры с компенсацией температуры и давления или вихревые расходомеры с компенсацией температуры и давления могут измерять стандартный расход. Их показания не зависят от изменений условий процесса. Объёмные расходомеры также могут измерять массовый расход, но для этого требуются дополнительные датчики давления и температуры, а также вычислитель расхода для выполнения расчётов.

Сопутствующие товары

Для получения более подробной информации о переводе единиц расхода, таких как м³/ч, Нм³/ч и См³/ч, ознакомьтесь с нашим полным руководством по единицам расхода газа.

Полное руководство по технологиям измерения расхода газа

Выбор правильной технологии имеет решающее значение. Существует множество типов расходомеров газа и методов измерения расхода газа , каждый из которых имеет свои плюсы и минусы .

1. Расходомеры для измерения тепловой массы

Промышленным стандартом для измерения прямого массового расхода различных типов газов являются тепловые массовые расходомеры.

• Счётчик работает на основе двух датчиков температуры. Один из них поддерживает постоянную разницу температур относительно другого. Поток газа охлаждает, и количество энергии, необходимое для поддержания этой разницы температур, напрямую зависит от массового расхода газа.
• Преимущества: Измерение массового расхода напрямую без необходимости компенсации давления и температуры, высокая точность при низких скоростях потока и низкое падение давления, что является ключевым фактором, изучаемым при сравнении потерь давления в газовых турбинах и тепловых массовых расходомерах .
• Недостатки: лучше подходит для чистых, сухих газов, так как влага или грязь могут повлиять на датчик расхода газа.
• Оптимальное применение: Эта технология идеально подходит для широкого спектра применений термомассовых расходомеров, включая вторичный учёт природного газа , воздуха в воздуховодах , мониторинг сжатого воздуха, метана и измерение расхода некоторых газов, таких как CO₂ , азот, аргон и биогаз . Их также можно настроить в качестве термомассового контроллера расхода .

2. Массовые расходомеры Кориолиса для газа

• Принцип: Он измеряет массовый расход напрямую, измеряя силу закручивания жидкости (эффект Кориолиса) при ее движении через вибрирующие трубки.
• Плюсы: Самый точный, напрямую измеряет массовый расход, не зависит от состава газа, очень подходит для измерения газа под высоким давлением.
• Недостатки: они изначально стоят дороже всего и могут давать больший перепад давления, чем тепловые счетчики, а также не подходят для измерения низкого давления или низкой плотности газа.
• Оптимальное решение: Кориолисовый расходомер газа идеально подходит для коммерческого учета таких газов, как природный газ и сжатый природный газ , а также для безопасного измерения сложных токсичных газов, таких как хлор . Он также является ведущим выбором для измерения расхода азота и гелия .

3. Вихревые расходомеры газа

Вихревые расходомеры чрезвычайно надежны и универсальны, что делает их популярным выбором для общих измерений газа и пара.

• Принцип: Обтекаемое тело на пути потока создает вихри (завихрения) со скоростью, которая напрямую зависит от скорости газа.
• Преимущества: отсутствие движущихся частей, высокая прочность, высокая устойчивость к высоким температурам и давлению, а также возможность измерения широкого спектра газов. Вихревой расходомер газа пользуется популярностью на предприятиях благодаря множеству преимуществ .
• Недостатки: для работы требуется минимальная скорость потока и длинные прямые участки трубопровода, не подходит для измерения малых потоков газа.
• Лучше всего подходит для: использования в коммунальных целях, например, в качестве вихревого расходомера воздуха или для измерения расхода пара и других технологических газов, где точность не является самым важным параметром.

4. Газотурбинные расходомеры

Турбинные расходомеры традиционно используются для высокоточного коммерческого учёта природного газа. Для общего представления полезно знать о газовых турбинных расходомерах .

• Принцип: Поток газа вращает многолопастной ротор (турбину). Скорость вращения пропорциональна скорости газа.
• Преимущества: Высокая точность и повторяемость, хорошо понятная технология, часто требуемая договорными стандартами для выставления счетов за газ.
• Недостатки: Движущиеся части требуют технического обслуживания, могут быть повреждены грязным или влажным газом, а на производительность влияют изменения давления/температуры, если они не компенсированы.
• Подходит для: коммерческого учёта чистого, сухого природного газа. Для получения информации о конкретных моделях см. наш газовый турбинный расходомер серии SGW-D с коррекцией по температуре и давлению .

5. Расходомеры дифференциального давления (DP)

Измерители DP — это проверенный способ, который отлично работает в очень суровых условиях.

• Принцип действия: преграда, например, диафрагма или Annubar, вызывает падение давления. Датчик измеряет это падение и сравнивает его с расходом.
• Плюсы: может выдерживать очень высокие температуры и давления, работает с любым газом и подходит для очень больших труб.
• Минусы: меньшая точность, ограниченный диапазон регулирования, приводит к постоянному падению давления в линии.
• Лучше всего подходит для: измерения грязных или труднодоступных газовых потоков, таких как влажный биогаз или неочищенный дымовой газ , часто в больших воздуховодах.

6. Металлический ротаметр для газа (переменная площадь)

Если вам нужна простая локальная индикация расхода газа без электронного сигнала (например, 4–20 мА ), ротаметр — хороший выбор. Однако silverinstruments.com также разрабатывает ротаметры с трансмиттерами.

Идея заключается в том, что газ, поднимаясь по конической трубке, поднимает поплавок. Высота поплавка равна скорости потока.

• Плюсы: Он прост в использовании, не требует внешнего источника питания и полностью сделан из металла, поэтому прочен.
• Недостатки: меньшая точность и отображение только локальной информации о расходе (если не добавлен датчик), для получения данных требуются фиксированные значения температуры и давления газа.
• Лучше всего подходит для: продувки газов, локального контроля состояния оборудования и отображения общего расхода газа с помощью ротаметра расхода газа.

7. Ультразвуковые расходомеры газа

Ультразвуковые расходомеры газа — это высокотехнологичный способ измерения, особенно в больших трубопроводах.

• Принцип работы: устройство измеряет время, необходимое ультразвуковому импульсу для перемещения по потоку газа и против него. Скорость газа можно определить, посмотрев на разницу во времени.
• Плюсы: отсутствие засоров и перепадов давления, высокая точность, оптимальная работа с большими трубами.
• Минусы: высокая стоимость и чувствительность к грязи и влаге в газе.
• Лучше всего подходит для: коммерческого учета природного газа в трубопроводах большого диаметра.

Поиск решений конкретных проблем при измерении газа

Измерение расхода коррозионного газа

Для измерения коррозионных газов, таких как влажный хлор , сероводород (H₂S) или озон , необходимо очень тщательно выбирать подходящие материалы. Распространённым выбором является термический массовый расходомер с датчиком из нержавеющей стали 316L или хастеллоя. В качестве альтернативы, кориолисовы расходомеры доступны из материалов, контактирующих со смачиваемыми средами, таких как нержавеющая сталь 316L, тантал, титан и хастеллой, что делает их подходящими для измерения коррозионных газов. Однако их стоимость относительно высока.

Высокое и низкое давление

Стандартные приложения часто работают при низком давлении, но некоторые процессы, такие как распределение сжатого природного газа (СПГ) или транспортировка водорода , требуют очень высокого давления. В этих случаях механическая конструкция и номинальное давление расходомера имеют решающее значение. Для измерения расхода газа под высоким давлением мы часто выбираем кориолисовы расходомеры, вихревые расходомеры или ротаметры с металлической трубкой.

Большие воздуховоды и низкие скорости потока газа

Для измерения расхода газа в больших трубопроводах или каналах вставной газовый расходомер часто является наиболее практичным и экономичным решением. В свою очередь, для лабораторного расходомера газа, используемого в НИОКР, требуется специализированный маломощный газовый расходомер для точного измерения малых объемов газа, например, в мл/мин .

Установка: компактная или удалённая

Большинство технологий доступны в виде компактного, универсального устройства. Однако для высокотемпературных применений или труднодоступных мест идеальным решением является газовый счётчик с дистанционным считыванием показаний, оснащенный отдельным датчиком и преобразователем.

Применение расходомеров газа в различных отраслях промышленности

Практически любое предприятие может устранить неполадки с помощью правильного электронного расходомера газа.

Природный газ и топливные газы

Это наиболее широкая область применения, от устья скважины до конечного потребителя. Для коммерческого учёта используются специальные типы расходомеров природного газа, такие как турбинные и кориоисовские, а для промежуточного учёта идеально подходят термические массовые расходомеры. Кориолисовые расходомеры — лучший выбор для измерения сжатого природного газа (КПГ) и сжиженного нефтяного газа (СУГ) . Мы предлагаем различные размеры: 2-дюймовые , 6-дюймовые, 8-дюймовые , 12-дюймовые и т.д.

Газы промышленного и специального назначения

Производственные процессы требуют точного измерения расхода промышленных газов, таких как азот, аргон и углекислый газ. Это распространённая область применения тепловых расходомеров для измерения расхода газа , например, для мониторинга расхода аргона .

Мониторинг сжатого воздуха

Использование сжатого воздуха обходится дорого. Тепловые массовые расходомеры — лучший способ контролировать потребление энергии, находить утечки и распределять расходы в здании.

Биогаз и окружающая среда

Измерение факельного и дымового газа необходимо для соблюдения экологических норм. Для этого хорошо подходят тепловые массовые расходомеры. Они также являются стандартом для измерения производительности реакторов в расходомерах биогаза .

Запрос предложений на расходомеры газа

1️⃣ Какие типы расходомеров газа существуют?
Ответ: К распространённым типам относятся термомассовые расходомеры, кориолисовы расходомеры, вихревые расходомеры, ротаметры и расходомеры с дифференциальным давлением. Выбор зависит от типа газа, диапазона расхода, давления, температуры и требуемой точности.

2️⃣ Как выбрать правильный расходомер газа для моего применения?
Ответ: Необходимо учитывать такие параметры, как состав газа, диапазон расхода, давление, температура, размер трубы и место установки, а также ваш бюджет. Если газ чистый и сухой, подойдёт термомассовый расходомер. Для газов высокого давления или смешанных газов лучшим выбором будут кориолисовы или вихревые расходомеры.

3️⃣ Может ли расходомер газа измерять различные газы?
Ответ: Некоторые расходомеры, такие как кориолисовы или тепловые массовые расходомеры, могут измерять несколько газов, но при изменении типа газа для тепловых массовых расходомеров необходимы некоторые настройки на газовых датчиках.

4️⃣ В чем разница между массовым расходомером газа и объемным расходомером?
Ответ: Массовый расходомер измеряет массовый расход (например, кг/ч, Нм³/ч) независимо от температуры и давления. Объёмный расходомер измеряет фактический объём (например, м³/ч), который изменяется в зависимости от давления и температуры. Подробнее см. выше: Основной принцип: фактический и стандартный расход (объемный и массовый).

5️⃣ Можно ли использовать расходомер газа для агрессивных газов?
Ответ: Да, если смачиваемые материалы совместимы. Кориолисовые расходомеры могут быть изготовлены из нержавеющей стали 316L, хастеллоя, титана или тантала, подходящих для коррозионных газов. Расходомер с металлической трубкой и футеровкой из ПТФЭ также может измерять коррозионные газы.

6️⃣ Какая длина прямого участка трубы необходима для установки расходомера газа?
Ответ: Это зависит от типа. Например, для вихревых расходомеров и расходомеров дифференциального давления требуются прямолинейные участки длиной 10 диаметров вверх по потоку и 5 диаметров вниз по потоку. Для кориолисовых расходомеров обычно требуются прямолинейные участки минимальной длины.

7️⃣ Насколько точен расходомер газа?
Отвечать:
Точность зависит от типа:
Кориолис: ±0,5%
Тепловая масса: ±1–2% от показаний
Вихрь: ±1%
Переменная площадь: ±2–5%

8️⃣ Как перевести единицы измерения расхода газа между м³/ч и Нм³/ч?
Ответ: Используйте формулу:

Это компенсирует разницу температур и давлений.

Может ли расходомер газа работать с очень низкими расходами?
Ответ: Да. Термальные массовые расходомеры и кориолисовы расходомеры идеально подходят для измерения малых или сверхмалых расходов, например, в лабораторных условиях или при дозировании газа.

Заключение: выбор партнера по измерению расхода газа

Выбор подходящего цифрового расходомера газа из множества доступных типов — важнейшее инженерное решение, которое зависит от тщательного анализа вашего применения и бюджета. Турбинный расходомер может идеально подойти для коммерческого учета природного газа, а термический массовый расходомер — наилучший выбор для контроля сжатого воздуха. Кориолисов расходомер не имеет себе равных, обеспечивая высочайшую точность измерений в широком диапазоне газов. Подробнее об этом можно узнать, прочитав статью «5 факторов, которые следует учитывать перед выбором расходомера газа» .
Компания Silver Automation Instruments специализируется на предоставлении комплексных решений для измерения расхода газа. Наши опытные инженеры проанализируют ваш процесс и порекомендуют надёжный, надежный и точный прибор, отвечающий уникальным требованиям вашей области применения. Чтобы узнать цены на расходомеры газа или получить подробную консультацию, свяжитесь с нашей командой сегодня.