Как выбрать гликолевый расходомер

Гликоль, как важное химическое сырье, растворитель и антифриз, широко используется в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, автомобилестроение и текстильная промышленность. Точное измерение расхода гликоля имеет большое значение для управления технологическими процессами, учета затрат, коммерческого учета и обеспечения качества продукции. В данной статье подробно анализируются характеристики применения кориолисовых расходомеров , овальных шестеренчатых расходомеров , расходомеров с переменным диаметром и жидкостных турбинных расходомеров (TUF) для измерения расхода гликоля, а также приводятся рекомендации по выбору для инженеров и конечных пользователей.

Широко используемый гликоль требует измерения расхода.

Физические характеристики гликолевой среды

Проводимость гликоля относительно низкая, около 1,07 × 10⁻⁶ С/см, что ограничивает применение электромагнитных расходомеров в этой среде.

Может ли магнитный расходомер измерять поток гликоля?

Чистый гликоль не подходит для электромагнитных расходомеров из-за его низкой проводимости, но если это растворитель гликоль + вода, особенно при значительном содержании воды, электромагнитные расходомеры могут его измерять. Измерение расхода в среде гликоль + вода с помощью электромагнитного расходомера имеет множество преимуществ, таких как отсутствие подвижных элементов датчика, двунаправленное измерение и низкая стоимость датчика расхода.

Магнитный расходомер может измерять концентрацию растворителя гликоля в воде.

Турбинный расходомер (ТУФ) для измерения расхода гликоля

Анализ применения жидкостного турбинного расходомера

Расходомер с жидкостной турбиной измеряет расход, основываясь на принципе, согласно которому частота вращения лопаток турбины при работе на гликоле пропорциональна расходу гликоля. Расходомеры с жидкостной турбиной представляют собой экономичное решение для измерения расхода гликоля.

Может ли турбинный расходомер работать с гликолем из-за его вязкости?

Несмотря на то, что вязкость этиленгликоля несколько высока и может достигать 16,1 сП, расходомер TUF способен работать с чистыми жидкостями с вязкостью около 45 сП, поэтому турбинный расходомер от silverinstruments.com справится с этой сложной задачей.

Технические характеристики турбинного расходомера

Диапазон расхода TUF для датчиков различного размера и с разным уровнем потерь давления.

Точность измерения расходомеров жидкостных турбин обычно составляет от ± 0,5% до ± 1,0%.

Этот тип расходомера обладает преимуществами высокой скорости отклика и большого диапазона измерений (около 10:1) и подходит для систем транспортировки этиленгликоля с большими изменениями расхода.

Цифровой расходомер гликоля: имеет импульсный выход 4-20 мА, опционально с интерфейсами связи MODBUS RTU и HART, а также датчик расхода для отображения скорости потока гликоля и общего расхода.

Цифровой турбинный расходомер с цифровым дисплеем для отображения расхода гликоля и общего расхода.

В трубопроводе для транспортировки этиленгликоля установка жидкостных турбинных расходомеров требует особого внимания к требованиям, предъявляемым к переднему и заднему прямым участкам трубы. Как правило, необходимо обеспечить длину прямого участка трубы от переднего 10D до заднего 5D для обеспечения стабильности поля потока. При этом, благодаря смазывающим свойствам этиленгликоля, срок службы подшипников турбины достаточно длительный.

Достаточное количество прямых трубопроводов до и после турбинного расходомера.

Какой расходомер гликоля обладает наибольшей точностью?

Кориолисовый расходомер — это наиболее точный гликолевый расходомер.

Высокоточный гликолевый расходомер кориолисового типа.

Кориолисовый расходомер основан на принципе силы Кориолиса и определяет массовый расход путем измерения разности фаз, создаваемой вибрирующей трубкой во время потока гликоля. При измерении потока гликоля кориолисовый расходомер обладает значительными преимуществами.

Точность измерения расходомеров этого типа чрезвычайно высока, обычно достигая погрешности ± 0,1% ~0,2%, и не зависит от изменений плотности, вязкости, температуры и давления жидкости. Для таких сред, как гликоль, кориолисовые расходомеры обеспечивают стабильные и надежные результаты измерения массового расхода. В то же время расходомер может одновременно измерять общий массовый расход, плотность и температуру гликоля, обеспечивая измерение нескольких параметров для управления технологическим процессом.

Кориолис позволяет измерять множество параметров.

Прямотрубные и изогнутые трубчатые конструкции кориолисовых расходомеров имеют свои особенности при применении в системах с этиленгликолем. Потери давления у прямотрубного расходомера невелики, но он чувствителен к вибрации; изогнутый расходомер обладает высокой точностью измерения, но потери давления относительно велики. В системах транспортировки этиленгликоля, из-за высокой вязкости среды, рекомендуется выбирать кориолисовый расходомер с изогнутой трубкой большего диаметра для достижения баланса между точностью измерения и потерями давления.

Недостатки использования кориолисового измерителя для гликоля

Первоначальная стоимость самая высокая, в настоящее время кориолисовый расходомер является самым дорогим среди всех расходомеров.

Размеры и вес у них довольно большие.

Чувствителен к вибрации во время монтажа трубопровода (требует надежной опоры), но прямой трубопровод до и после расходомера не обязателен.

Овальный шестеренчатый расходомер для измерения расхода гликоля

Технические характеристики расходомера с овальной шестерней

Овальный шестеренчатый расходомер — это экономичное решение, широко используемое в системах управления технологическими процессами, пакетной загрузке и других областях применения.

Овальный шестеренчатый расходомер — это разновидность объемного расходомера, который вычисляет расход путем измерения количества проходов через него фиксированного объема жидкого гликоля и относится к типу механических расходомеров. Овальный шестеренчатый и винтовой шестеренчатые расходомеры являются наиболее распространенными типами объемных расходомеров при измерении этиленгликоля.

Овальный шестеренчатый расходомер рассчитывает содержание гликоля, измеряя количество оборотов шестерен.

Овальный шестеренчатый расходомер отличается простой конструкцией и высокой точностью измерения, обеспечивая надежное и точное измерение расхода гликоля. Благодаря превосходным смазывающим свойствам гликоля, он эффективно снижает износ между шестернями и продлевает срок службы расходомера. Точность измерения этого типа расходомеров обычно достигает ± 0,2%, что подходит для измерения малых и средних расходов жидкого гликоля.

В расходомере с овальными шестернями в качестве измерительных элементов используются две взаимосвязанные овальные шестерни, что обеспечивает хорошую воспроизводимость измерений этиленгликоля. Благодаря вязкостным характеристикам этиленгликоля, расходомер с овальными шестернями обеспечивает хорошее уплотнение и снижает погрешности, связанные с утечками.

Однако следует отметить, что объемные расходомеры требуют высокой чистоты рабочей жидкости, а примеси в этиленгликоле могут влиять на точность измерений и даже вызывать заклинивание и поломку поршневого расходомера.

Главное преимущество расходомера с овальной шестерней заключается в том, что его измерения не зависят от изменений свойств жидкости, и он хорошо адаптируется к средам с большими изменениями вязкости, таким как этиленгликоль. В то же время, этот тип расходомера может измерять чрезвычайно низкие скорости потока, например, в диапазоне 10 мл/мин с минимальной измеряемой скоростью потока в несколько миллилитров в минуту, что удовлетворяет потребностям в условиях низких потоков.

Низкие требования к прямым участкам трубы при установке овального шестеренчатого расходомера для гликоля.

Расходомер с овальной шестерней может работать без внешнего источника питания (механического счетчика).

Механический расходомер для измерения расхода гликоля

Металлический трубчатый расходомер для измерения концентрации гликоля

Принцип:

Вертикально установленная коническая металлическая трубка содержит свободно перемещающийся поплавок. Этиленгликоль течет вверх по трубке, поднимая поплавок до тех пор, пока кольцевой зазор между поплавком и стенкой трубки не создаст равновесие. Скорость потока определяется высотой поплавка (прямое показание) или преобразуется в электрические сигналы.

Преимущества использования ротаметра с металлической трубкой

• Для локальной визуальной индикации питание не требуется.
• Учитывает изменения вязкости (например, диапазон вязкости гликоля 16,5–57 сП).
• Низкое падение давления и минимальные ограничения при монтаже.
• Прочная конструкция (цельнометаллическая, устойчивая к свойствам гликоля).
• Экономически выгодное решение для некритичных приложений.

Минусы:

• Умеренная точность (±1–5% от полной шкалы), непригодна для передачи в собственность.
• Ограниченный отказ от услуг (обычно 10:1)
• Подвижные части (поплавок) подвержены прилипанию к загрязненному гликолю.
• Дополнительные параметры вывода (например, 4–20 мА) увеличивают стоимость по сравнению с базовыми визуальными моделями.

Лучше всего подходит для:

Некритичный мониторинг этиленгликоля в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, промышленных контурах охлаждения или дозировании химических реагентов, где не требуется экстремальная точность. Не использовать в коммерческих целях или для высокоточного контроля.

Сравнительная оценка характеристик трех типов расходомеров.

С точки зрения точности измерений, кориолисовый расходомер обладает наибольшей точностью, за ним следует расходомер с овальными шестернями, а точность жидкостного турбинного расходомера сравнительно ниже. При измерении гликоля кориолисовый расходомер обеспечивает точность измерения ± 0,1%, которая не зависит от изменений физических свойств среды; точность расходомера с овальными шестернями составляет около ± 0,5%, что подходит для стабильных условий работы; точность жидкостного турбинного расходомера составляет от ± 0,5% до ± 1,0%, и необходимо учитывать поправку на вязкость.

С точки зрения точности, кориолис — лучший вариант.

С точки зрения потерь давления, наибольшие потери давления наблюдаются у расходомеров с овальными шестернями, за ними следуют кориолисовые расходомеры, а жидкостные турбинные расходомеры имеют относительно меньшие размеры. В системе транспортировки гликоля потери давления являются важным фактором, который необходимо учитывать.

С точки зрения затрат на техническое обслуживание, жидкостные турбинные расходомеры имеют самые низкие затраты на обслуживание, за ними следуют овальные шестеренчатые расходомеры, у которых затраты на обслуживание относительно выше из-за механического износа. Кориолисовый расходомер не имеет движущихся частей внутри датчика, поэтому требует меньших затрат на техническое обслуживание.

Турбинный расходомер имеет низкую стоимость, но внутри него находятся движущиеся части.

Рекомендации по отбору и перспективы применения

Для различных сценариев применения рекомендуется использовать разные типы расходомеров. Для обеспечения высокой точности измерений при передаче контроля за оборотом гликоля (передача прав собственности) рекомендуется использовать кориолисовые расходомеры.

При выборе расходомера для коммерческого учета, Coriolis — лучший вариант.

Для производственных процессов с высокими требованиями к контролю качества идеальным выбором являются расходомеры с овальными шестернями.

Овальный шестеренчатый расходомер хорошо подходит для контроля технологических процессов с использованием гликоля и для управления партиями продукции.

Для общего мониторинга и управления жидкостные турбинные расходомеры отличаются хорошей экономической эффективностью.

Для общего мониторинга и контроля гликоля достаточно турбинного расходомера.

С развитием Индустрии 4.0 и интеллектуального производства технология измерения расхода гликоля также постоянно совершенствуется. Применение новых материалов повысило коррозионную стойкость расходомеров, а внедрение цифровых технологий улучшило уровень интеллектуальных измерений.

В будущем многопараметрическое измерение, дистанционная диагностика и прогнозирующее техническое обслуживание станут основными направлениями развития технологии измерения расхода этиленгликоля.

С учетом точности измерений, экономичности и надежности, инженерно-технический персонал должен выбирать соответствующий тип расходомера в зависимости от конкретных требований к применению и в полной мере учитывать характеристики среды этиленгликоля при установке и эксплуатации, чтобы обеспечить долговременную стабильную работу измерительной системы.