Малый расходомер для систем дозирования DEF

Фон

Канадский производитель оборудования для дозирования жидкости для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (DEF) обратился к компании Silver Automation Instruments за небольшим расходомером. Для контроля скорости дозирования на установке селективного каталитического восстановления (СКР). Их инженер подготовил подробную спецификацию, что ускорило процесс выбора.

DEF, также продаваемый под торговой маркой AUS32, представляет собой 32,5%-ный водный раствор мочевины, используемый для снижения выбросов NOx в системах нейтрализации отработавших газов дизельных двигателей. Он не является агрессивным веществом, как кислота, но вызывает коррозию ряда распространенных металлов. Именно этот факт определяет большинство решений, касающихся материалов для расходомера DEF, а не сам расход.

Требования заказчика

Запрос сопровождался полным списком требований, который мы приводим ниже без контактных данных заказчика.

Почему стоит выбрать расходомер с овальными шестернями для измерения низкого расхода?

Небольшой овальный шестеренчатый расходомер для дозирования жидкости DEF

При расходе 2,0 л/мин или ниже большинство расходомеров перестают эффективно работать. Электромагнитным расходомерам необходима минимальная скорость потока и проводящая жидкость; жидкость DEF достаточно проводящая, но магнитный расходомер DN15 при расходе 2 л/мин практически не дает сигнала. Вихревым расходомерам необходима турбулентность, которую такой малый поток не создаст. Кориолисовые расходомеры могут это обеспечить, но цена резко возрастает для таких легких задач, а измерение полного массового расхода обычно выходит за рамки возможностей дозирующей установки.

Для этого диапазона предназначен именно расходомер объемного вытеснения (с овальной шестерней). Низкорасходомер серии LC-M измеряет расход до 0,5 мл/мин с погрешностью ±0,5% от полной шкалы, поэтому рабочая точка 2,0 л/мин находится в пределах его рабочего диапазона, а не на его краю.

Выбор модели: LC-M9-SS

Две модели линейки LC-M теоретически могут обеспечить производительность 2,0 л/мин. Максимальная производительность LC-M6 составляет 100 л/ч, что соответствует 1,67 л/мин, слишком близко к заявленному заказчиком максимальному значению, чтобы оставлять какой-либо запас. LC-M9 обеспечивает производительность от 6 до 600 л/ч, или примерно от 0,1 до 10 л/мин, что помещает 2,0 л/мин в допустимый диапазон, а не близко к максимальному значению.

Мы рекомендовали LC-M9-SS, полностью изготовленную из нержавеющей стали, вместо LC-M9-AL с алюминиевым корпусом. Дело в том, что жидкость DEF со временем разрушает сплавы алюминия, цинка и меди, образуя отложения и в конечном итоге вызывая коррозию металла. Корпус и шестерни из нержавеющей стали полностью решают эту проблему, поэтому мы посоветовали клиенту отказаться от вариантов из алюминия и шестерен из полипропилена и выбрать детали, полностью изготовленные из нержавеющей стали марки 316L.

В случае, если стандартный продукт не соответствует запросу

Успешные технические продажи подразумевают указание на несоответствие, а не только на соответствие. По трем пунктам требовался прямой ответ, а не обходной путь.

• Технологическое соединение: LC-M9 поставляется с резьбой G1/4" BSPP, а не 1/4" NPT. Заказчику, желающему использовать резьбу NPT, потребуется либо переходник BSPP-NPT, либо соединение, изготовленное на заказ, и мы попросили заказчика подтвердить, какой вариант подходит для его конструкции технологического блока, прежде чем делать заказ.
• Материал уплотнения: EPDM не указан в стандартном техническом описании LC-M. Для того чтобы указать этот материал в коммерческом предложении, необходимо получить прямое подтверждение от нашей инженерной группы относительно точной концентрации DEF и рабочей температуры.
• Внутренние детали из PVDF, PEEK или керамики: стандартные варианты внутренних деталей, контактирующих с жидкостью, для линейки LC-M — нержавеющая сталь 316L или PPS. Ни роторы из PVDF, ни из PEEK, ни керамические роторы не входят в стандартную комплектацию этой модели. Для данной работы шестерни из стали 316L уже хорошо справляются с жидкостью DEF, поэтому это не помешало продаже, но мы прямо сказали клиенту, что не просто перемаркируем его спецификацию.

Мы также не имеем сертификата CE для серии LC-M. Совместимость с DEF в данном случае основана на устоявшейся отраслевой практике использования нержавеющей стали 316L и PPS в системах AUS32, а не на официальном сертификате. Клиенты, использующие сертифицированные системы доочистки, должны подтвердить это в соответствии со своими собственными квалификационными требованиями.

Рекомендуемая конфигурация

Исходя из требований, приведенная ниже конфигурация соответствует данному применению. Код модели соответствует стандартной сборке Silver Instruments: серия и корпус, материал редуктора, класс давления, температурный класс, код взрывозащиты и дополнительные опции.

Примечания по применению дозирования DEF

Контуры дозирования DEF обычно имеют низкий расход и чувствительны к точности, поскольку недостаточное дозирование мочевины приводит к недостаточной очистке от оксидов азота, а избыточное дозирование расходует жидкость и может оставлять отложения после нее. Импульсный выход овального шестеренчатого расходомера напрямую подается на ПЛК или контроллер дозирования в виде суммарного или скоростного сигнала, поэтому комбинация Modbus RTU и 4-20 мА подошла для этого применения. Мы постоянно видим это сочетание на установках доочистки выбросов по всей Северной Америке и Европе, не только для DEF, но и для дозирования аммиачной воды в промышленных системах SCR.

Один практический момент, на который стоит обратить внимание всем, кто планирует использовать аналогичную систему: жидкость DEF кристаллизуется при температуре ниже минус 11°C и разрушается при температуре выше примерно 30°C при длительном воздействии. Диапазон рабочих температур LC-M9 от минус 40 до 80°C обеспечивает комфортную работу в обоих направлениях, но если установка будет находиться на открытом воздухе в течение канадской зимы, все же стоит рассмотреть возможность обогрева или использования теплоизолированного корпуса.

Часто задаваемые вопросы