เครื่องวัดการไหลของก๊าซธรรมชาติ: คู่มือภาคปฏิบัติสำหรับการวัดด้วยมวลความร้อน กระแสน้ำวน และแรงโคริโอลิส

เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลความร้อนเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับการวัดก๊าซธรรมชาติในท่อส่งอุตสาหกรรมและท่อสาธารณูปโภคขนาดตั้งแต่ DN15 ถึง DN300 (1/2 นิ้วถึง 12 นิ้ว) เนื่องจากวัดอัตราการไหลแบบมวลโดยตรงและไม่ต้องมีการชดเชยอุณหภูมิและความดันแยกต่างหากซึ่งเครื่องวัดปริมาตรจำเป็นต้องใช้ Silver Automation Instruments จำหน่ายเครื่องวัดแบบเสียบเข้าท่อรุ่น SRK-100 และแบบติดตั้งในท่อรุ่น SRK-DL โดยทั้งสองรุ่นมีเอาต์พุต 4-20 mA, HART และ RS485 Modbus RTU สำหรับท่อส่งแรงดันสูง การโอนกรรมสิทธิ์ หรือท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่มาก เครื่องวัดแบบกระแสน้ำวนหรือแบบโคริโอลิสโดยทั่วไปจะเหมาะสมกว่า
ความต้องการก๊าซธรรมชาติทั่วโลกเติบโตเกือบ 2.8 เปอร์เซ็นต์ในปี 2024 จากนั้นชะลอตัวลงเหลือต่ำกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ในปี 2025 เนื่องจากราคาก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ในตลาดสปอตที่สูงและกิจกรรมภาคอุตสาหกรรมที่อ่อนตัวลงส่งผลกระทบต่อการบริโภคในเอเชีย คาดว่าการเติบโตจะกลับมาเพิ่มขึ้นอีกครั้งในปี 2026 โดยสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศคาดการณ์ว่าความต้องการจะเติบโตใกล้ 2 เปอร์เซ็นต์ เนื่องจากอุปทาน LNG ใหม่จากสหรัฐอเมริกา แคนาดา และกาตาร์เริ่มเข้าสู่ระบบ ตลาดในภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกคาดว่าจะคิดเป็นสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของการเติบโตนั้น
ภูมิภาคตะวันออกกลางมีแนวโน้มที่แตกต่างออกไป การใช้ก๊าซในภาคการผลิตไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เนื่องจากบริษัทสาธารณูปโภคเปลี่ยนจากการใช้น้ำมันในการผลิตไฟฟ้ามาใช้ก๊าซ การเปลี่ยนแปลงนี้เพียงอย่างเดียวก็ทำให้เกิดจุดวัดปริมาณก๊าซใหม่ๆ ขึ้น ทั้งในกังหันก๊าซ สถานีอัดก๊าซ และท่อส่งก๊าซหลัก
สำหรับผู้ซื้อเครื่องวัดอัตราการไหล ข้อเท็จจริงที่สำคัญข้อหนึ่งก็คือ ไม่ว่าความต้องการก๊าซในประเทศจะเพิ่มขึ้นหรือคงที่ จำนวนจุดวัดแต่ละจุด ไม่ว่าจะเป็นที่หัวบ่อ สถานีจ่ายก๊าซในเมือง หม้อไอน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม และถังหมักก๊าซชีวภาพ ก็ยังคงเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ การได้รับเครื่องวัดอัตราการไหลที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญ การเลือกมิเตอร์ การดำเนินการที่ถูกต้องในทุกขั้นตอนตั้งแต่ครั้งแรกจะช่วยหลีกเลี่ยงการแก้ไขงานที่เสียค่าใช้จ่ายสูงในภายหลัง

เครื่องวัดการไหลของก๊าซปรากฏอยู่ทั่วทั้งห่วงโซ่คุณค่าของก๊าซธรรมชาติ การวัดพลังงานและการโอนกรรมสิทธิ์อยู่ปลายด้านหนึ่ง การควบคุมกระบวนการในเตาเผา หม้อไอน้ำ และเครื่องยนต์ก๊าซอยู่ตรงกลาง การตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อม สถานีเติมเชื้อเพลิง CNG และ LNG และแท่นทดสอบในห้องปฏิบัติการหรือโรงงานนำร่องก็เป็นส่วนประกอบที่เหลือของห่วงโซ่ เนื่องจากเทคโนโลยีเครื่องวัดที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับตำแหน่งที่วัดในห่วงโซ่นั้น การเลือกเครื่องวัดเพียงเพราะของเหลวเป็นก๊าซธรรมชาติจึงไม่เพียงพอเสมอไป
ผู้ผลิตเครื่องวัดการไหลของจีน ซึ่งรวมถึง Silver Automation Instruments ได้สร้างเครื่องวัดการไหลหลายรุ่น เทคโนโลยีมิเตอร์วัดแก๊สที่แตกต่างกัน สำหรับการใช้งานกับก๊าซธรรมชาติ แต่ละแบบเหมาะสมกับช่วงแรงดัน ขนาดท่อ และงบประมาณที่แตกต่างกัน
คู่มือนี้เน้นไปที่เครื่องวัดอัตราการไหลมวลความร้อนเป็นหลัก เนื่องจากเป็นหัวข้อที่วิศวกรในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ตะวันออกกลาง และแอฟริกา มักถามคำถามมากที่สุด
การวัดก๊าซธรรมชาติแบ่งออกเป็นสองวิธีพื้นฐาน คือ การวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตรและการวัดอัตราการไหลเชิงมวล เครื่องวัดอัตราการไหลเชิงปริมาตร เช่น แบบกังหันและแบบรูรับแสง จะรายงานค่าเป็น m³/h หรือลูกบาศก์ฟุตมาตรฐานต่อชั่วโมง ณ สภาวะจริงของท่อส่ง ก๊าซสามารถบีอัดได้ ดังนั้นปริมาตรจึงเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและความดัน และจำเป็นต้องมีการชดเชยภายนอกเพื่อแปลงกลับไปเป็นสภาวะอ้างอิงมาตรฐานก่อนจึงจะมีความหมายได้

หน่วยวัดอัตราการไหลของมวลสำหรับก๊าซธรรมชาติ
การวัดอัตราการไหลตามมวลช่วยแก้ปัญหาดังกล่าวได้อย่างสิ้นเชิง ก๊าซหนึ่งกิโลกรัมก็คือก๊าซหนึ่งกิโลกรัม ไม่ว่าความดันหรืออุณหภูมิจะเป็นอย่างไรก็ตาม นั่นคือเหตุผลหลักที่ทำให้เครื่องวัดอัตราการไหลตามมวลแบบใช้ความร้อนได้รับความนิยมในการวัดปริมาณก๊าซธรรมชาติในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ
ก๊าซธรรมชาติส่วนใหญ่ประกอบด้วยมีเทน โดยปกติจะมีอีเทนและแอลเคนเบาอื่นๆ ผสมอยู่เล็กน้อย ก๊าซธรรมชาติติดไฟได้ และขึ้นอยู่กับแหล่งที่มา อาจมีไฮโดรเจนซัลไฟด์หรือสารประกอบกำมะถันอื่นๆ ปนอยู่ด้วย ด้วยเหตุนี้ อุปกรณ์วัดปริมาณก๊าซสำหรับก๊าซธรรมชาติเกือบทั้งหมดจึงต้องมีมาตรฐาน ATEX, IECEx หรือมาตรฐานเทียบเท่าสำหรับการใช้งานในพื้นที่อันตราย
หน่วยวัดปริมาตรก๊าซแตกต่างกันไปตามภูมิภาค ในสหรัฐอเมริกา ปริมาตรก๊าซมักรายงานเป็นลูกบาศก์ฟุตมาตรฐาน โดยอ้างอิงที่ 14.73 psia และ 60°F ส่วนประเทศอื่นๆ ส่วนใหญ่ใช้ลูกบาศก์เมตรปกติ โดยอ้างอิงที่ 101.325 kPa และ 0°C ค่าความร้อนโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 10.8 kWh ต่อลูกบาศก์เมตรปกติ หรือประมาณ 1,000 BTU ต่อลูกบาศก์ฟุตมาตรฐาน แต่ตัวเลขนี้อาจเปลี่ยนแปลงได้เมื่อองค์ประกอบของก๊าซเปลี่ยนแปลงไป
ประเด็นสุดท้ายนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับมิเตอร์วัดอุณหภูมิ เซ็นเซอร์ที่ปรับเทียบกับองค์ประกอบของก๊าซชนิดหนึ่ง จะอ่านค่าแตกต่างกันเมื่อวัดกับส่วนผสมที่มีสัดส่วนของมีเทน อีเทน ไนโตรเจน หรือ CO2 ที่แตกต่างกัน หากองค์ประกอบของก๊าซที่จ่ายให้คุณเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลหรือแหล่งที่มา โปรดแจ้งผู้จำหน่ายมิเตอร์วัดการไหลก่อนสั่งซื้อ ไม่ใช่หลังจากที่ติดตั้งมิเตอร์เข้ากับท่อแล้ว

เอ เครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อน เครื่องวัดนี้ใช้เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิสองตัว ตัวหนึ่งให้ความร้อนและอีกตัวหนึ่งใช้เป็นค่าอ้างอิง ก๊าซที่เคลื่อนที่ผ่านเซ็นเซอร์ที่ให้ความร้อนจะนำความร้อนออกไปในอัตราที่สัมพันธ์กับอัตราการไหลของมวลและคุณสมบัติทางความร้อนของก๊าซ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ของเครื่องวัดจะแปลงอัตราการเย็นตัวนั้นให้เป็นการอ่านค่าอัตราการไหลของมวลโดยตรง ในหน่วย kg/h หรือ Nm³/h โดยไม่ต้องใช้ตัวส่งสัญญาณความดัน ตัวส่งสัญญาณอุณหภูมิ และคอมพิวเตอร์คำนวณการไหลแยกต่างหากเพื่อคำนวณมวลจากปริมาตร
นั่นคือข้อได้เปรียบหลักเหนือกว่ามิเตอร์แบบแผ่นรูรับแสงและมิเตอร์แบบกังหัน ซึ่งทั้งสองแบบนั้นจำเป็นต้องมีการชดเชยภายนอกเพื่อให้ได้ค่ามวลหรือปริมาตรมาตรฐานที่ใช้งานได้
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบใช้มวลความร้อนอาจไม่ใช่คำตอบที่เหมาะสมสำหรับทุกการใช้งานก๊าซธรรมชาติ และเราอยากจะแจ้งให้ทราบล่วงหน้ามากกว่าที่จะปล่อยให้ลูกค้ามาพบปัญหาด้วยตัวเองหลังจากใช้งานไปแล้วหกเดือน
ตารางด้านล่างแสดงรายการพารามิเตอร์ที่วิศวกรมักสอบถามเป็นอันดับแรกเมื่อคัดเลือกมิเตอร์วัดก๊าซ โปรดส่งข้อมูลเงื่อนไขกระบวนการ ขนาดท่อ ความดัน อุณหภูมิ และองค์ประกอบของก๊าซมาให้เรา เราจะตรวจสอบตัวเลขที่แน่นอนเทียบกับมาตรฐาน SRK-100 ปัจจุบัน SRK-DL โปรดอ่านเอกสารข้อมูลจำเพาะก่อนทำการสั่งซื้อ
| พารามิเตอร์ | SRK-100 (ท่อส่ง, การสอดท่อ และการติดตั้งในแนวเดียวกัน) | SRK-DL (เครื่องวัด/ควบคุมการไหลขนาดเล็ก) |
| หน้าที่ทั่วไป | ท่อส่งก๊าซอุตสาหกรรม ท่อลม และท่อจ่ายก๊าซสำหรับกระบวนการผลิต | กระแสแก๊สขนาดเล็กระดับห้องปฏิบัติการ การสอบเทียบ และกระแสแก๊สเฉพาะทาง |
| ขนาดสาย / การเชื่อมต่อ | หัววัดนี้เหมาะสำหรับรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง Ø6 ถึง Ø6000 มม. (ส่วนที่สอดเข้าไป); หน้าแปลนมาตรฐานขนาด DN15 ถึง DN100 ตามแคตตาล็อก ขนาดที่ใหญ่กว่าสามารถสั่งทำได้ตามต้องการ | ข้อต่อท่อ: Φ3, Φ6, 1/8 นิ้ว, 1/4 นิ้ว |
| ช่วงการไหล | 0.05 ถึง 80 นิวตันเมตร/วินาที (อากาศ, 20°C, 101.33 กิโลปาสคาล) ปรับขนาดตามขนาดท่อ | 2 SCCM ถึง 30 SL/M |
| ความแม่นยำ | ±1% ของค่าที่อ่านได้, ±0.5% ของช่วงทั้งหมด | ±1% ของค่าเต็มสเกล |
| ความสามารถในการทำซ้ำ | ±0.5% ของช่วงเต็ม | ±0.2% ของค่าเต็มสเกล |
| อัตราส่วนการลดลง | อัตราส่วนทั่วไป 100:1 กำหนดโดยช่วงการสอบเทียบ | 50:1 (ตัวควบคุม), 100:1 (มิเตอร์) |
| แรงดันกระบวนการ | แรงดันลบสูงสุดถึง 3.0 MPa (ประมาณ 30 บาร์) ในช่วงที่เลือกได้ | แรงดันใช้งาน 0.05 ถึง 0.5 MPa; แรงดันสูงสุด 3 MPa หรือ 10 MPa ขึ้นอยู่กับรุ่น |
| อุณหภูมิกระบวนการ | -20°C ถึง 300°C ใน 5 ช่วงอุณหภูมิที่เลือกได้ | 0°C ถึง 50°C |
| วัสดุที่เปียก | สแตนเลสสตีล 316 เป็นวัสดุมาตรฐาน มีตัวเลือกเซ็นเซอร์ Hastelloy และไทเทเนียม | ตัวเรือนทำจากสแตนเลส พร้อมซีลยางไวตัน นีโอพรีน หรือไนไตรล์ |
| เอาต์พุต / การสื่อสาร | 4-20 mA (โหลดสูงสุด 1000 โอห์ม), HART, RS485 | 0-5V, 4-20 mA หรือ 1-5V พร้อม Modbus RS232 หรือ RS485 |
มิเตอร์แบบหมุนวน เช่น ซีรีส์ STLU สามารถรองรับแรงดันและความเร็วของก๊าซได้สูงกว่ามิเตอร์แบบใช้ความร้อน และโรงงานหลายแห่งใช้มิเตอร์เหล่านี้กับอากาศอัดและไอน้ำควบคู่ไปกับก๊าซธรรมชาติ ซึ่งช่วยให้การวางแผนอะไหล่ทั่วทั้งโรงงานง่ายขึ้น
มิเตอร์แบบโคริโอลิสมีข้อดีเพิ่มเติมในเรื่องความสามารถในการทนแรงดันและความแม่นยำในการวัดซ้ำ อย่างไรก็ตาม ค่าความหนาแน่นที่มิเตอร์แบบโคริโอลิสส่วนใหญ่โฆษณาไว้นั้นใช้ได้กับของเหลว ไม่ใช่ก๊าซ ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์มากนักสำหรับท่อส่งก๊าซธรรมชาติ สำหรับจุดวัดก๊าซในกระบวนการผลิตและสาธารณูปโภคที่มีแรงดันต่ำส่วนใหญ่ที่ต่ำกว่าประมาณ 10 บาร์ (145 psi) มิเตอร์แบบความร้อนยังคงเป็นตัวเลือกที่คุ้มค่ากว่า
ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โรงงานผลิตน้ำมันปาล์มและโรงงานแปรรูปอาหารที่ใช้ระบบผลิตก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งที่มาของการสอบถามเกี่ยวกับมิเตอร์วัดอุณหภูมิที่พบได้บ่อยที่สุด โดยส่วนใหญ่จะเป็นท่อที่มีแรงดันต่ำกว่า 5 บาร์ ที่ป้อนหม้อไอน้ำหรือเครื่องยนต์ก๊าซ
ในตะวันออกกลาง ก๊าซที่ได้จากการผลิตน้ำมันและก๊าซเชื้อเพลิงที่ป้อนเข้าสู่กังหันผลิตไฟฟ้าเป็นตัวขับเคลื่อนความต้องการส่วนใหญ่ โดยมักควบคู่ไปกับความต้องการตัวเรือนที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ATEX หรือ IECEx
บริษัทสาธารณูปโภคและผู้ผลิตไฟฟ้าอิสระในแอฟริกามักสอบถามเราเกี่ยวกับเรื่องการกู้คืนก๊าซที่เผาทิ้งและการวัดปริมาณก๊าซ LPG อยู่บ่อยครั้ง โดยส่วนใหญ่มักเชื่อมโยงกับเป้าหมายการลดการปล่อยมลพิษมากกว่าการเรียกเก็บค่าบริการทางการเงิน
ในอเมริกาใต้ การวัดปริมาณก๊าซในหม้อไอน้ำอุตสาหกรรมในโรงงานแปรรูปเป็นสิ่งที่พบเห็นได้ทั่วไป โดยมักติดตั้งเพิ่มเติมในท่อที่มีอยู่แล้วผ่านการเจาะท่อขณะเครื่องทำงานเพื่อหลีกเลี่ยงการหยุดเดินเครื่อง
ในออสเตรเลียและนิวซีแลนด์ สถานที่ทำเหมืองที่ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานก๊าซและโรงงานผลิตก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ขนาดเล็กที่อยู่ห่างไกลเป็นสิ่งที่พบเห็นได้มากที่สุด ซึ่งการใช้พลังงานต่ำและการส่งข้อมูล RS485 สำหรับระบบ SCADA นั้นมีความสำคัญทั้งสองอย่าง
นี่ไม่ใช่ไฟล์ข้อมูลลูกค้าเฉพาะราย แต่เป็นรูปแบบที่เราพบเห็นบ่อยพอที่จะนำมาอธิบาย ระบบผลิตก๊าซชีวภาพที่ใช้กับเครื่องยนต์ก๊าซจำเป็นต้องวัดอัตราการไหลของก๊าซชีวภาพดิบก่อนที่จะเข้าสู่เครื่องกรอง ขนาดท่ออยู่ที่ประมาณ DN80 (3 นิ้ว) ความดันต่ำกว่า 0.5 บาร์ และองค์ประกอบของก๊าซประกอบด้วยมีเทน พร้อมกับคาร์บอนไดออกไซด์และความชื้นในปริมาณมาก
ในทางปฏิบัติ แผ่นวัดรูพรุน (orifice plate) มีข้อจำกัดในกรณีนี้ เนื่องจากสัญญาณความดันแตกต่างที่อัตราการไหลต่ำจะหายไปในสัญญาณรบกวน และความชื้นจะทำให้ท่อส่งก๊าซสกปรกเมื่อเวลาผ่านไป เครื่องวัดความร้อนแบบสอดเข้าไป เช่น SRK-100 สามารถรับมือกับความดันต่ำและความเร็วต่ำได้ดี ตราบใดที่ระดับความชื้นได้รับการตรวจสอบเทียบกับค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดของเซ็นเซอร์ และมีการเพิ่มตัวกรองแบบรวมตัว (coalescing filter) ไว้ด้านต้นทางหากทราบว่ามีคอนเดนเสทเป็นปัญหา เราได้ให้คำแนะนำลูกค้าหลายรายเกี่ยวกับข้อดีข้อเสียนี้ก่อนที่จะสรุปคำสั่งซื้อ และโดยปกติแล้วจะขึ้นอยู่กับว่าก๊าซมีความชื้นมากน้อยเพียงใด ณ สถานที่นั้นๆ
ส่งพารามิเตอร์กระบวนการของคุณมาให้เรา แล้วเราจะแนะนำเทคโนโลยีและขนาดมิเตอร์ที่เหมาะสมสำหรับสายการผลิตของคุณ พร้อมทั้งเสนอราคา โปรดระบุ:
อีเมล sales@silverinstruments.com พร้อมรายละเอียดเหล่านี้ หรือส่งเอกสารข้อมูลจำเพาะหรือแผนผังกระบวนการ (P&ID) ของสายการผลิตมาให้เรา เราจะคำนวณขนาดให้โดยตรง
ตัวควบคุมการไหลของมวลแบบดิจิทัล
หลักการกระจายความร้อน เครื่องวัด/ควบคุมอัตราการไหลของก๊าซ อัตราการไหลขั้นต่ำเริ่มต้นที่ 2 sccm สำหรับอากาศ, CO2, N2, ก๊าซธรรมชาติ .....
VIEW
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระจายความร้อนชนิดอินไลน์
การวัดอัตราการไหลของมวลก๊าซ การเชื่อมต่อกระบวนการแบบหน้าแปลนหรือเกลียว อัตราส่วนการลดลงขนาดใหญ่-100:1 โดยไม่มีการชดเชยอุณหภูมิและการกดใดๆ
VIEW
เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของมวลความร้อนชนิดแทรก
เซ็นเซอร์วัดอัตราการไหลของก๊าซแบบใส่และติดตั้งง่าย มิเตอร์ราคาประหยัด สำหรับท่อขนาดใหญ่ ราคาเครื่องวัดอัตราการไหลของมวลความร้อนจากโรงงาน สำหรับท่อขนาดใหญ่หรือท่อสี่เหลี่ยมหรือปล่องควัน
VIEW
เครื่องวัดอัตราการไหลของมวล Coriolis
การวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรง ความแม่นยำสูง: 0.1%~0.2% ยังวัดความหนาแน่น อุณหภูมิ ความดันอีกด้วย สำหรับการวัดของเหลวทุกชนิด
VIEW
เครื่องวัดอัตราการไหลของกระแสน้ำวน
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Vortex ใช้สำหรับวัดอัตราการไหลของของเหลว ก๊าซ และไอน้ำที่สะอาด ติดต่อเราเพื่อเลือกประเภทเซ็นเซอร์การไหลที่เหมาะสมและรับใบเสนอราคาที่มีการแข่งขัน
VIEW
เครื่องวัดอัตราการไหลของกังหันก๊าซ
เครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซที่ทนทานสำหรับการวัดอัตราการไหลของก๊าซธรรมชาติ LPG และก๊าซชีวภาพ สอบถามราคาเครื่องวัดอัตราการไหลของก๊าซ TUF พร้อม EVC โดยตรงจากผู้ผลิตในจีน
VIEW