Овальный шестеренчатый расходомер для горячего битума

Пример использования: Овальный шестеренчатый расходомер для горячего битума: DN150 с паровой термооболочкой. Труба диаметром 6 дюймов | Максимальная температура 200 °C | Внешняя тепловая рубашка | Дозирование асфальта высокой вязкости

Быстрый ответ

Для измерения расхода битума диаметром DN150 (6 дюймов) при температуре до 200 °C правильным выбором является расходомер с овальной зубчатой ​​рубашкой и внешней термомасляной рубашкой. Внешняя паровая или термомасляная термобарьерная рубашка поддерживает температуру битума выше точки застывания по всей измерительной камере, предотвращая скачки вязкости и заклинивание зубчатого механизма. Компания Silver Instruments поставляет расходомеры DN150 с овальной зубчатой ​​рубашкой и внешней термомасляной рубашкой, рассчитанные на температуру до 200 °C, со стандартными фланцевыми соединениями и выходом 4-20 мА. Ни один другой расходомер объемного действия не обеспечивает сопоставимой надежности при таком диаметре трубы для работы с горячим асфальтом.

Расследование

Том Ханф, менеджер по закупкам в компании Catbridge (штаб-квартира в Нью-Джерси, США), связался с компанией Silver Instruments, чтобы получить коммерческое предложение на расходомер с овальной шестерней для работы с горячим битумом в 6-дюймовом трубопроводе. Максимальная рабочая температура составляла 200 °C. Он специально уточнил наличие варианта с рубашкой охлаждения, что показало, что его команда уже понимает основную проблему измерения расхода битума: если жидкость охлаждается внутри расходомера, поток прекращается. И расходомер заклинивает.

Компания Catbridge производит оборудование для нанесения покрытий и ламинирования. В их производстве используются термоплавкие клеи, покрытия на основе асфальта и вязкие полимерные системы. Дозирование битумной линии диаметром 6 дюймов при температуре 200 °C представляет собой серьезную проблему. Расход жидкости умеренный, но она очень требовательна к условиям эксплуатации.

Мы приводили примеры аналогичных случаев применения для подрядчиков дорожного строительства в Юго-Восточной Азии и операторов асфальтобетонных заводов на Ближнем Востоке. Схема отказа почти всегда одна и та же: кто-то устанавливает счетчик без защитной оболочки, трубопровод охлаждается во время остановки, и камера редуктора заполняется твердым битумом. Восстановление работы системы заключается в демонтаже счетчика, его внешнем нагреве и надежде на то, что шестерни не деформировались.

Условия применения

Почему Oval Gear — подходящий измеритель для битума на глубине DN150

Вязкость битума — это не фиксированное значение. При 200 °C она может составлять 150 сП. При снижении температуры до 130 °C она может достигать 2000 сП и более, в зависимости от марки битума. При температуре ниже 80 °C большинство битумов находятся в полутвердом состоянии. Ни одна технология расходомеров, за исключением объемных и кориолисовых расходомеров, не обеспечивает надежной работы в этом диапазоне.

Как работает овальный шестеренчатый расходомер для измерения расхода битума

Овальные шестеренчатые расходомеры измеряют объем жидкости, вытесняемый двумя вращающимися шестернями в форме восьмерки. В отличие от электромагнитных или вихревых расходомеров, они не чувствительны к изменениям вязкости. Более высокая вязкость фактически улучшает герметизацию между шестернями и стенкой камеры, что означает, что точность может быть выше при холодном запуске, чем при полной рабочей температуре.

Термоизоляционная рубашка решает другую проблему. Речь идёт не о точности во время нормальной работы, а о живучести во время остановок, периодов низкого расхода и падения температуры окружающей среды. Рубашка обеспечивает постоянную подвижность жидкости внутри корпуса счётчика. На 6-дюймовом трубопроводе, по которому течёт горячий асфальт, тепловая инерция жидкости в счётчике значительна. Без рубашки охлаждение происходит быстрее, чем ожидает большинство операторов.

При диаметре DN150 овальный зубчатый механизм имеет большие физические размеры. Шестерни изготавливаются из легированной стали, а корпус обычно представляет собой чугун или высокопрочный чугун. Такая конструкция выдерживает термические циклы в системах с паровым обогревом без деформации. Счетчики с алюминиевым корпусом, которые часто используются в меньших размерах, здесь не подходят.

Рекомендуемая модель: овальный шестеренчатый расходомер LC-150 для битума.

Компания Silver Instruments поставляет серию LC-150 в исполнении DN150 с возможностью установки термооболочки в стандартной комплектации. Основные характеристики для данного применения:

Что происходит без термозащитного кожуха: распространённые неисправности.

Большинство случаев поломки битумных счетчиков, о которых нам сообщают, следуют предсказуемой схеме. При первоначальной установке использовался стандартный безоболочечный счетчик объемного вытеснения, поскольку он был дешевле, и инженер предположил, что одной лишь трассировки линии будет достаточно, чтобы счетчик оставался горячим. На практике:

• Заклинивание шестерни при перезапуске:После остановки на ночь или в выходные дни битум внутри корпуса счетчика охлаждается и густеет. При повторном запуске давление насоса не может преодолеть сопротивление, и либо вал шестерни ломается, либо двигатель срабатывает из-за перегрузки по току.
• Растрескивание в результате термического удара:Некоторые операторы пытаются восстановить работоспособность заклинившего счетчика, прикладывая к его корпусу внешний тепловой пистолет или горелку. Чугун плохо реагирует на быстрый локальный нагрев. Часто образуются трещины в корпусе или редукторе.
• Выход подшипников из строя при холодном запуске:Даже когда трубопровод в конечном итоге очищается, повторные холодные запуски ускоряют износ подшипников. Счетчик с рубашкой охлаждения, работающий при постоянной рабочей температуре, прослужит значительно дольше при работе с битумом, чем тот, который полагается исключительно на температуру технологического процесса.

Термоизоляционная рубашка увеличивает стоимость счетчика. На 6-дюймовом битумном трубопроводе это значительно снижает затраты по сравнению с одной незапланированной остановкой для замены счетчика.

Рассматривались другие типы счетчиков и объяснялось, почему они не были рекомендованы.

Кориолисовый расходомер: Честно говоря, если бы бюджет не был определяющим фактором, кориолисовый расходомер был бы первым выбором для измерения расхода битума в трубах любого диаметра. Он измеряет массовый расход напрямую, без движущихся частей, подверженных износу от вязкой жидкости, не требует компенсации плотности и обеспечивает точность 0,1-0,2% независимо от изменений вязкости при колебаниях температуры. Для коммерческого учета, где каждая тонна битума имеет денежную стоимость, эта точность имеет значение. Проблема в цене. Кориолисовый расходомер DN150 для работы при 200 °C с соответствующей высокотемпературной опцией стоит в три-четыре раза дороже, чем аналогичный расходомер с овальным редуктором и рубашкой охлаждения. Для производственного учета или пакетной загрузки, где допустима точность 0,5%, эта разница в стоимости трудно оправдать. Мы поставляли кориолисовые расходомеры для битумных линий DN25 и DN50 для лабораторных исследований и контроля качества, где диаметр трубы позволяет поддерживать разумную стоимость устройства. При диаметре трубы DN150 большинство клиентов выбирают овальные шестерни и сэкономленные средства тратят на что-то другое. Честно говоря, если бы бюджет не был определяющим фактором, кориолисовые дозаторы были бы первым выбором для измерения расхода битума в трубах любого диаметра.

Вихревой расходомер: не подходит. Для надежного измерения расхода вихревым расходом требуется минимальное число Рейнольдса. При температуре битума 200 °C на трубопроводе DN150 при низких расходах он может опускаться ниже этого порога. Точность непредсказуемо снижается.

Магнитный расходомер: Битум не проводит электричество. Электромагнитные расходомеры требуют минимальной проводимости около 5 мкСм/см. Битум не соответствует этому порогу. Исключен немедленно.

Турбинный расходомер: Подшипники турбины быстро изнашиваются при работе с высоковязкими средами. Геометрия лопаток, подходящая для легких углеводородов, не применима к асфальтобетонным смесям. Не рекомендуется использовать при расходе выше 500 сП.