русский
Для заправки баллонов CO2 сварочным газом или многокомпонентными смесями со скоростью от 500 до 800 кг/ч, в трубопроводе DN15, при температуре от 35 до 45 °C и повышении давления от 0,5 МПа до 7 МПа, кориолисовый расходомер DN15 — это подходящий инструмент. Он измеряет истинный массовый расход независимо от колебаний давления, изменений плотности или температурного дрейфа. Компания Silver Automation Instruments поставляет серию SH-CMF-15, рассчитанную на давление до 10 МПа, с выходным сигналом 4-20 мА плюс импульсный выход, который напрямую управляет логикой заданного значения ПЛК заправки. Стандартная точность 0,5%, контактирующие с рабочей средой детали из стали 316L, взрывозащищенный преобразователь и фланцевое технологическое соединение. Код модели в конфигурации: SH-CMF-15-P4-H1-T1-O1O2-C3-E1-A4-B1-P1-M1-PC1.
Клиент из сферы промышленных газов управляет станцией заправки баллонов сварочными смесями. Процесс выглядит простым на бумаге, но сильно нагружает расходомер:
Самая сложная часть — это цикл наполнения. Давление увеличивается в 14 раз за один цикл. Плотность CO2 при 0,5 МПа и 40 °C составляет около 9 кг/м³. При 7 МПа и 40 °C газ приближается к сверхкритической области, и его плотность резко возрастает до более чем 250 кг/м³. Любой измерительный прибор, измеряющий объем, будет иметь погрешность более чем в 25 раз на протяжении всего цикла. Единственный способ точно дозировать массу — это измерять массу напрямую.
Кориолисный расходомер — идеальный выбор для заправки баллонов с CO2.
Ниже представлены альтернативные расходомеры вместо кориолисовых расходомеров для заправки баллонов с CO2 :
• Термомассовый расходомер : работает на газе, но рассчитан на низкое давление, обычно ниже 1 МПа. При 7 МПа датчик выйдет из строя. Также калибруется для фиксированного состава газа. Заказчик также использует многокомпонентные сварочные смеси (Ar/CO2, He/Ar/CO2), поэтому состав газовой смеси меняется от партии к партии. Терморасходомерам требуется перекалибровка или коэффициент пересчета газа для каждой смеси, что увеличивает погрешность.
• Вихревой расходомер : для газа необходима минимальная скорость потока, около 4-5 м/с. При диаметре поршня DN15 и расходе 800 кг/ч скорость CO2 находится в допустимом диапазоне, но вихревые расходомеры являются объемными. Затем требуется компенсация давления и температуры для определения массы. При 14-кратном изменении давления расчеты компенсации сбиваются, особенно вблизи границы раздела фаз CO2, где уравнение состояния нелинейно.
• Диафрагменный или дифференциальный манометр : диапазон измерения около 3:1, точность 1–2% от полной шкалы. Пригоден для стационарного дозирования, бесполезен для цикла наполнения, начинающегося при низком давлении и заканчивающегося вблизи сверхкритического.
• Турбина : не подходит для заполнения цилиндров. Скачки давления от начального значения 0,5 МПа до 2 МПа вызовут ударную нагрузку на подшипники ротора.
Кориолисовый расходомер измеряет массовый расход непосредственно путем измерения силы Кориолиса, действующей на вибрирующую трубку, по которой течет жидкость. Показания не зависят от давления, плотности, температуры или состава. Независимо от того, находится ли баллон под давлением 0,5 МПа или 7 МПа, является ли газ чистым CO2 или сварочной смесью, расходомер показывает одинаковый массовый расход в кг/ч. Это именно то, что нужно ПЛК для заправки.
Технические характеристики кориолисного расходомера серии SH-CMF (ссылка для скачивания) >>
Для этого заказчика мы настроили серию SH-CMF на DN15. Разберем код:
• SH-CMF : Серебряный кориолисовый расходомер, U-образная конструкция.
• 15 : Размер датчика DN15, диапазон расхода от 0 до 3 т/ч (рабочая точка от 500 до 800 кг/ч находится посередине диапазона, где точность измерения Кориолиса наилучшая)
• P4 : номинальное давление 10 МПа, обеспечивает запас прочности 30% сверх пикового значения 7 МПа.
• H1 : компактный встроенный дисплей, передатчик установлен на датчике
• T1 : диапазон рабочих температур от -50 до 150 °C
• O1O2 : двойной выход, аналоговый выход 4-20 мА плюс импульсный выход. Выход 4-20 мА подается на аналоговый вход ПЛК для измерения скорости в реальном времени, импульсный выход подается на вход высокоскоростного счетчика для измерения накопленной массы.
• C3 : HART-связь по линии 4-20 мА для удаленной настройки и диагностики.
• E1 : взрывозащищенный корпус передатчика, сертифицированный для использования во взрывоопасных зонах (Ex d IIC T6)
• Формат A4 : точность 0,5% от показания массового расхода
• B1 : температура окружающей среды передатчика от -20 до 50 °C
• P1 : питание 24 В постоянного тока
• M1 : Труба из нержавеющей стали 316L, совместимая с сухим CO2 и сварочными газовыми смесями.
• PC1 : фланцевое соединение в процессе производства
ПЛК использует два сигнала от счетчика, поэтому мы указали двойной выход O1O2:
Аналоговый сигнал 4-20 мА : диапазон от 0 до 1000 кг/ч (или любой другой диапазон, выбранный оператором). Это текущая скорость наполнения. ПЛК использует его для контроля заполнения, обнаружения засора в линии при внезапном падении скорости и плавного изменения открытия впускного клапана от приоткрытого до полностью открытого состояния по мере повышения давления в баллоне.
Импульсный выход : каждый импульс представляет собой фиксированную массу, например, 0,1 кг. ПЛК подсчитывает импульсы на входе высокоскоростного счетчика и сравнивает полученное значение с заданным значением (например, 25 кг для стандартного сварочного баллона). Когда значение достигает заданного значения, ПЛК закрывает заправочный клапан. Импульсный подсчет — это правильный способ контроля общего количества заготовок, поскольку он не подвержен дрейфу, как это может происходить с аналоговым сигналом.
Логика установки заданного значения проста: оператор выбирает размер баллона, ПЛК загружает соответствующую целевую массу в кг, открывает заправочный клапан, наблюдает за ростом показаний импульсного счетчика, закрывает клапан при достижении целевого значения. Кориолисовый расходомер — это единственный прибор, обеспечивающий работу всей системы.
расходомер DN15
При пиковом расходе 800 кг/ч и плотности CO2 около 250 кг/м³ в верхней точке цикла заполнения объемный расход составляет примерно 3,2 м³/ч. При диаметре DN15 (внутренний диаметр 15 мм) скорость газа в пике составляет около 5 м/с. Это находится в комфортном диапазоне для трубки Кориолиса: достаточно быстро, чтобы обеспечить хороший сигнал, и достаточно медленно, чтобы избежать эрозии трубки или чрезмерного падения давления.
Переход на трубу DN10 увеличит скорость потока выше 11 м/с и добавит, возможно, 0,3 МПа перепада давления, что в данном режиме работы не критично (давление подачи значительно выше, чем в баллоне), но также сократит срок службы трубки. Переход на трубу DN20 снизит скорость потока примерно до 3 м/с в нижней части цикла заправки, что приемлемо, но стоимость счетчика увеличится, а более низкая скорость немного снизит отношение сигнал/шум в начале цикла, когда давление составляет всего 0,5 МПа, а плотность газа низкая.
Шланг DN15 обеспечивает оптимальный баланс для заправки баллонов CO2 со скоростью от 500 до 800 кг/ч.
Вот несколько вещей, которые мы всегда говорим клиентам, строящим заправочную установку с кориолисовым дозатором:
1. Установите датчик вертикально, потоком вверх, если есть вероятность попадания жидкого CO2 в трубопровод. Даже небольшие порции жидкости на мгновение изменят свою плотность и добавят шум к показаниям. Вертикальный поток вверх позволяет жидкости стекать обратно к источнику.
2. Используйте обводной контур с запорными клапанами . Станции заправки баллонов CO2 нуждаются в регулярной очистке и осмотре. Обводной контур позволяет линии оставаться в рабочем состоянии, пока счетчик снят для калибровки.
3. Соедините и заземлите датчик . Взрывозащищенный класс обеспечивает защиту только от возгорания внутри корпуса. Для защиты от статического заряда на газопроводе требуется отдельный путь заземления. Заземляющий наконечник поставляется в стандартной комплектации.
4. Обнуляйте счетчик при давлении в магистрали , а не при атмосферном. Кориолисовые счетчики имеют небольшое смещение нуля, которое незначительно изменяется в зависимости от рабочего давления. Для счетчика, диапазон показаний которого составляет от 0,5 до 7 МПа, мы рекомендуем обнулить показания при среднем диапазоне давления (около 3-4 МПа) при отсутствии потока и закрытых клапанах с обеих сторон.
5. Подключение импульсного выхода : используйте короткий (менее 30 м) и экранированный кабель. Импульсный сигнал цифровой, но вход счетчика ПЛК чувствителен к шуму на больших расстояниях.
Заполнение чистым CO2 — это самый простой случай. Заказчик также использует смеси Ar/CO2 (стандартные сварочные смеси — 80/20, 75/25, 90/10) и трехкомпонентные смеси, такие как He/Ar/CO2 для сварки нержавеющей стали. Каждая смесь имеет различное поведение плотности под давлением.
Для термометрического или объемного расходомера потребовалась бы отдельная калибровочная кривая для каждой газовой смеси. Заказчику пришлось бы либо иметь несколько расходомеров, либо мириться с большими погрешками при смене продукции. Кориолисовый расходомер измеряет массу напрямую, поэтому один и тот же прибор подходит для любой смеси без перекалибровки. Выходное значение плотности, получаемое от кориолисового расходомера (бесплатно в качестве дополнительной переменной), также позволяет оператору убедиться в отсутствии расслоения смеси в хранилище, что иногда происходит с многокомпонентными смесями, хранящимися длительное время.
В этом случае более высокая стоимость кориолисового измерителя быстро окупается. Один измеритель, для всех смесей, не требуется повторная калибровка при переходе на другой продукт.
Взрывозащищенный соединитель SH-CMF-15 с номинальным давлением 10 МПа, технологией HART, двойным выходом и фланцевыми соединениями из стали 316L стоит от 6800 до 8500 долларов США в зависимости от стандарта фланца (ANSI 600# или DIN PN100) и степени защиты поверхности. Срок поставки составляет от 25 до 35 рабочих дней с момента подтверждения заказа. Мы осуществляем отгрузку EXW Шанхай или DDP в большинство стран Юго-Восточной Азии, Ближнего Востока, Африки и Латинской Америки.
В комплект входит сертификат заводской калибровки. Каждый счетчик калибруется методом влажной калибровки с использованием воды в качестве эталонной жидкости, при этом документально подтвержденная точность массового расхода составляет 0,1% для воды. Показатель точности 0,5%, указанный в техническом паспорте заказчика, соответствует опубликованным характеристикам для газовых сетей и учитывает типичные эффекты установки и неопределенность плотности в газовых приложениях.
Если вы строите или модернизируете станцию заправки баллонов CO2, сварочным газом или многокомпонентными смесями, отправьте нам следующую информацию:
Мы ответим в течение одного рабочего дня, указав рекомендуемый код модели кориолисового измерителя, заявленную точность, цену и сроки поставки. Для применений с высоким давлением или сверхкритическим CO2 выше 10 МПа, уточните информацию о вариантах SH-CMF-P5 (16 МПа) и SH-CMF-P6 (25 МПа).
Мы свяжемся с вами в течение 24 часов..
