ไทย
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบโคริโอลิสสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว: คู่มือการเลือกและตัวอย่างการใช้งาน
สำหรับการวัดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลโคริโอลิสเป็นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือที่สุด ไครโอเจนิก สามารถใช้งานได้ในสภาวะอุณหภูมิ -78 องศาเซลเซียส ความดันสูง และสภาวะวิกฤตยิ่งยวด เครื่องมือนี้วัดอัตราการไหลของมวลจริงโดยตรง ไม่จำเป็นต้องแก้ไขความหนาแน่นหรืออุณหภูมิ และจัดการกับความไวต่อเฟสของ CO2 ได้ดีกว่าเทคโนโลยีการวัดปริมาตรใดๆ วัสดุที่แนะนำให้ใช้สัมผัสกับของเหลวคือ SS316L ขนาดท่อมีตั้งแต่ DN6 ถึง DN50 ขึ้นอยู่กับช่วงการไหล
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) มีพฤติกรรมแตกต่างจากของเหลวในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่ ที่ความดันบรรยากาศ มันจะระเหิดโดยตรงจากของแข็งกลายเป็นก๊าซที่อุณหภูมิ -78.5 องศาเซลเซียส หากต้องการคงสภาพเป็นของเหลว คุณต้องใช้ทั้งอุณหภูมิเยือกแข็ง (ต่ำกว่า -56.6 องศาเซลเซียส ณ จุดสามสถานะ) หรือความดันสูงกว่า 5.18 บาร์ การใช้งานในอุตสาหกรรมหลายอย่างใช้ทั้งสองอย่าง: CO2 เหลวความดันสูงที่อุณหภูมิห้องสำหรับการอัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการดับเพลิง หรือ CO2 เหลวเยือกแข็งที่ความดันต่ำสำหรับการวิจัยและการแช่แข็งอาหาร
ลักษณะการทำงานแบบสองสภาวะนี้ก่อให้เกิดปัญหาสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบดั้งเดิม เครื่องวัดที่ออกแบบมาสำหรับก๊าซ CO2 ที่อุณหภูมิห้องและความดันสูงจะไม่สามารถรองรับการใช้งานในสภาวะอุณหภูมิต่ำมากได้ เครื่องวัดอัตราการไหลแบบมวลความร้อนที่ออกแบบมาสำหรับ... ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ จะใช้งานไม่ได้ทันทีเมื่อสัมผัสกับของเหลว แม้แต่ในมิเตอร์ที่สามารถรับมือกับอุณหภูมิหรือความดันได้ ส่วนใหญ่จะวัดปริมาตร และความหนาแน่นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวจะเปลี่ยนแปลงอย่างมากตามทั้งอุณหภูมิและความดัน หากไม่มีการแก้ไขความหนาแน่นแบบเรียลไทม์ การอ่านค่าปริมาตรอาจมีข้อผิดพลาด 5% หรือมากกว่านั้น
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกังหันวัดปริมาตร จำเป็นต้องมีการชดเชยความหนาแน่นเพื่อคำนวณมวล และสารหล่อลื่นในแบริ่งจะเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วที่อุณหภูมิต่ำกว่า -20 องศาเซลเซียส ในการใช้งานกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวในอุณหภูมิต่ำมาก อายุการใช้งานของแบริ่งจะสั้น และช่วงเวลาการบำรุงรักษาจะถี่เกินไปจนไม่สะดวกสำหรับสภาพแวดล้อมการผลิต
มิเตอร์แบบเฟืองรูปไข่ที่ใช้หลักการแทนที่ปริมาตรทำงานได้ดีกับของเหลวที่มีความหนืดสูง แต่ความหนืดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวอยู่ที่ประมาณ 0.10 ถึง 0.12 cP ซึ่งต่ำเกินไปที่จะรักษาการซีลระหว่างเฟืองกับตัวเรือนได้ การรั่วไหลภายในผ่านเฟืองจะเพิ่มขึ้นเมื่อความหนืดต่ำ และข้อผิดพลาดในการวัดก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย นอกจากนี้ยังมีความเสี่ยงที่จะเกิดการระเหยอย่างรวดเร็วที่ทางออกของมิเตอร์หากไม่ควบคุมแรงดันย้อนกลับ
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบกระแสน้ำวนต้องการค่าเลขเรย์โนลด์ขั้นต่ำเพื่อสร้างกระแสน้ำวนที่เสถียร ที่อัตราการไหลต่ำผ่านท่อขนาดเล็ก ค่าขั้นต่ำนี้อาจไม่เป็นไปตามที่กำหนดเสมอไป และความแม่นยำต่ำสุดของเครื่องวัดกระแสน้ำวนในการใช้งานกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวนั้นไม่น่าเชื่อถือ นอกจากนี้ เครื่องวัดเหล่านี้ยังวัดปริมาตรด้วย
เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคสามารถใช้งานได้กับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวแรงดันสูงในท่อขนาดใหญ่ (DN50 ขึ้นไป) ที่ตรงตามข้อกำหนดเรื่องความยาวท่อตรง สำหรับการใช้งานในท่อขนาดเล็กที่อุณหภูมิต่ำมาก เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคชนิดหนีบไม่สามารถใช้งานได้เนื่องจากชั้นฉนวน และการใช้เครื่องวัดอัตราการไหลแบบอัลตราโซนิคชนิดติดตั้งในท่อที่อุณหภูมิต่ำมากนั้นจำเป็นต้องใช้วัสดุตัวแปลงสัญญาณแบบพิเศษ ซึ่งทำให้ต้นทุนสูงขึ้นอย่างมาก
หลักการโคริโอลิสใช้วิธีวัดอัตราการไหลของมวลโดยตรงผ่านแรงเฉื่อยที่กระทำต่อท่อที่สั่น โดยไม่ขึ้นอยู่กับความเร็ว ความหนืด หรือความหนาแน่นของของเหลว ความเป็นอิสระนี้เองที่ทำให้หลักการนี้เหมาะสมกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว (CO2) ซึ่งความหนาแน่นและความหนืดเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิและความดันในลักษณะที่เครื่องวัดปริมาตรไม่สามารถวัดได้
เครื่องวัดแบบโคริโอลิสสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวใช้ท่อสแตนเลส SS316L หรือ Hastelloy C-22 ที่ทนอุณหภูมิได้ถึง -200 องศาเซลเซียส และแรงดันใช้งานสูงสุด 100 บาร์ ขึ้นอยู่กับรุ่น ความแม่นยำโดยทั่วไปอยู่ที่ 0.2% ของค่าที่อ่านได้สำหรับอัตราการไหลของมวล และ 0.5% สำหรับความหนาแน่น ความสามารถในการทำซ้ำอยู่ที่ 0.1% เครื่องวัดยังแสดงค่าความหนาแน่นของของเหลวแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสถานะ ณ จุดวัด
เอาต์พุตมาตรฐานได้แก่ 4-20 mA สำหรับการวัดอัตราการไหลของมวลและความหนาแน่นแบบอนาล็อก เอาต์พุตแบบพัลส์สำหรับการคำนวณผลรวมของชุดการผลิต และ RS-485 Modbus RTU สำหรับการเชื่อมต่อกับ PLC หรือ SCADA โปรโตคอล HART มีให้ใช้งานในรุ่นส่วนใหญ่ สำหรับการใช้งานกับก๊าซ CO2 ในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม มีการเชื่อมต่อแบบ Tri-clamp และการรับรองวัสดุให้เลือกใช้
เลือกขนาดที่เหมาะสมสำหรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว
เครื่องวัดโคริโอลิส ขนาดของมิเตอร์วัดอัตราการไหลจะขึ้นอยู่กับอัตราการไหลมวล ไม่ใช่เส้นผ่านศูนย์กลางท่อ ขนาดของข้อต่อท่อจะขึ้นอยู่กับช่วงอัตราการไหลที่ต้องการและการลดลงของความดันที่ยอมรับได้ ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยคือการกำหนดขนาดมิเตอร์ให้ตรงกับขนาดท่อที่มีอยู่ แทนที่จะให้ตรงกับช่วงอัตราการไหล มิเตอร์แบบ Coriolis ที่มีขนาดใหญ่เกินไปจะทำให้ความแม่นยำในช่วงอัตราการไหลต่ำลดลง ในขณะที่มิเตอร์ที่มีขนาดเล็กเกินไปจะทำให้เกิดการลดลงของความดันมากเกินไป ซึ่งอาจทำให้เกิดการระเหยอย่างรวดเร็วได้
สำหรับงานที่ต้องการอุณหภูมิต่ำมาก (ไครโอเจนิก) ควรเลือกแบบที่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับอุณหภูมิต่ำ ตัวเรือนของตัวส่งสัญญาณต้องมีพิกัดอุณหภูมิที่เหมาะสมกับช่วงอุณหภูมิแวดล้อม หากติดตั้งไว้ใกล้ส่วนที่เย็นของสายการผลิต
การอัดแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในอาหารและเครื่องดื่มใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวแรงดันสูงที่อุณหภูมิใกล้เคียงอุณหภูมิห้อง โดยทั่วไปอยู่ที่ 20 ถึง 25 บาร์ ความแม่นยำและสุขอนามัยเป็นข้อกำหนดหลัก มิเตอร์แบบ Coriolis ขนาด DN15 ถึง DN25 ที่มีข้อต่อแบบ Tri-clamp เป็นมาตรฐานในกระบวนการนี้
ระบบดับเพลิงจะกักเก็บก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไว้ที่ความดันสูง (ประมาณ 55 ถึง 60 บาร์ ที่อุณหภูมิห้อง) และปล่อยออกมาอย่างรวดเร็ว เครื่องวัดอัตราการไหลในระบบเหล่านี้ต้องสามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้ เครื่องวัดแบบโคริโอลิสที่มีการตอบสนองความถี่สูงและเอาต์พุตการรวมปริมาณเป็นชุดจะใช้สำหรับการตรวจสอบการบรรจุถังก๊าซ
วิกฤตยิ่งยวด การสกัดด้วย CO2 (CO2 ที่อุณหภูมิสูงกว่า 31.1 องศาเซลเซียส และความดัน 73.8 บาร์) ถูกนำมาใช้ในการสกัดคาเฟอีนออกจากกาแฟ การสกัดฮอป และกระบวนการผลิตยา เครื่องวัดความดันแบบโคริโอลิสที่ทนแรงดันได้ถึง 200 บาร์ และมีชิ้นส่วนสัมผัสกับของเหลวทำจาก Hastelloy ถูกนำมาใช้ในงานเหล่านี้
งานวิจัยและกระบวนการในระดับห้องปฏิบัติการที่ใช้ความเย็นจัดนั้น ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลวที่อุณหภูมิ -78 องศาเซลเซียส โดยตรงจากน้ำแข็งแห้งหรือถังเก็บความเย็นจัด ซึ่งเป็นสภาวะที่ต้องการความแม่นยำสูงสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหล เครื่องวัดอัตราการไหลแบบ Coriolis ขนาดเล็ก DN6 ถึง DN15 ที่ใช้ท่อวัสดุที่ทนต่อความเย็นจัดจึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม
เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทวิจัยเทคโนโลยีการก่อสร้างแห่งหนึ่งในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ได้ติดต่อเรามา พวกเขาทำการทดลองบ่มคอนกรีตในระดับห้องปฏิบัติการโดยใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เหลว และต้องการทราบปริมาณมวลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่เข้าสู่แต่ละชุดทดสอบอย่างแม่นยำ อุปกรณ์ของพวกเขาคือ ท่อขนาด 1/2 นิ้ว แรงดันใช้งานต่ำกว่า 100 psi (6.9 บาร์) อัตราการไหล 5 ถึง 80 ลิตร/นาที จากถังเก็บความเย็นขนาดเล็กในโกดังอุณหภูมิ 28 องศาเซลเซียส
ก๊าซ CO2 ออกจากถังที่อุณหภูมิประมาณ -78 องศาเซลเซียส ซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้มิเตอร์แบบกังหัน มิเตอร์แบบเฟืองวงรี และมิเตอร์แบบความร้อนได้ด้วยเหตุผลที่กล่าวมาข้างต้น อัตราส่วนการลดอัตราการไหล 16:1 (5 ถึง 80 ลิตร/นาที) ทำให้ไม่สามารถใช้มิเตอร์แบบกระแสน้ำวนที่อัตราการไหลต่ำได้ มิเตอร์แบบ Coriolis รุ่น DN15 SS316L ครอบคลุมช่วงการวัดทั้งหมดด้วยความแม่นยำ 0.2% และส่งข้อมูลเป็นกิโลกรัม/ชั่วโมงไปยังเครื่องบันทึกข้อมูลโดยตรงผ่าน Modbus RTU ไม่จำเป็นต้องมีการแก้ไขความหนาแน่นในซอฟต์แวร์ของพวกเขา
เราแนะนำให้ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความดันขาเข้ายังคงสูงกว่าความดันอิ่มตัวของ CO2 ตลอดการทำงาน เพื่อป้องกันการระเหยอย่างรวดเร็วที่ทางเข้าของมิเตอร์ ที่อุณหภูมิ -78 องศาเซลเซียส CO2 เหลวมีความดันใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศอิ่มตัวแล้ว ดังนั้นการควบคุมความดันย้อนกลับที่ทางออกของมิเตอร์จึงมีความสำคัญต่อการอ่านค่าที่เสถียร
SS316L เป็นมาตรฐานสำหรับสินค้าส่วนใหญ่ ของเหลวไครโอเจนิก เหมาะสำหรับใช้งานกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่อุณหภูมิต่ำถึง -196 องศาเซลเซียส สำหรับการใช้งานที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงหรือต้องการความบริสุทธิ์สูง โลหะผสม Hastelloy C-22 ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่า จำเป็นต้องใช้ซีล PTFE เนื่องจากซีล Buna-N หรือ EPDM มาตรฐานจะใช้งานไม่ได้ที่อุณหภูมิเยือกแข็ง
ใช่แล้ว ค่าความหนาแน่นที่แสดงแบบเรียลไทม์ของมิเตอร์จะลดลงอย่างรวดเร็วหากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เปลี่ยนเป็นก๊าซภายในท่อ การตั้งค่า PLC บางแบบใช้สัญญาณความหนาแน่นเพื่อส่งสัญญาณเตือนหรือหยุดการคำนวณปริมาณรวมเมื่อความหนาแน่นลดลงต่ำกว่าเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการคำนวณปริมาณการผลิตที่แม่นยำ
รุ่นมาตรฐาน DN15 มีพิกัดแรงดัน 100 บาร์ รุ่นแรงดันสูงสำหรับการสกัดด้วย CO2 ในสภาวะวิกฤตยิ่งยวด มีให้เลือกถึง 200 บาร์ และ 400 บาร์ โปรดระบุแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (MAWP) เมื่อขอใบเสนอราคา
ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ไม่ติดไฟ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้มาตรฐาน ATEX สำหรับมิเตอร์ในสภาพแวดล้อมที่มีเฉพาะ CO2 เท่านั้น หากติดตั้งมิเตอร์ในพื้นที่ที่จัดประเภทไว้สำหรับสื่อไวไฟอื่นๆ ที่อยู่ใกล้เคียง โปรดตรวจสอบแผนผังการจำแนกประเภทพื้นที่ มาตรฐานการป้องกัน IP67 เพียงพอสำหรับการติดตั้งในโรงงานอุตสาหกรรมและห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่
มาตรฐาน: 4-20 mA (อัตราการไหลของมวล), 4-20 mA (ความหนาแน่น), เอาต์พุตแบบพัลส์ (การรวมผลรวม), RS-485 Modbus RTU ตัวเลือกเพิ่มเติม: โปรโตคอล HART, PROFIBUS DP สำหรับการเก็บข้อมูลในห้องปฏิบัติการ โดยทั่วไปแล้ว Modbus RTU ผ่าน RS-485 นั้นง่ายที่สุดในการใช้งาน โดยใช้ตัวแปลง USB-RS485 และซอฟต์แวร์บันทึกข้อมูลมาตรฐาน
โปรดระบุพารามิเตอร์ต่อไปนี้เพื่อรับคำแนะนำรุ่นรถในวันเดียวกัน:
ติดต่อ Silver Automation Instruments ได้ที่ silverinstruments.com โดยใช้พารามิเตอร์ข้างต้น
เราจะติดต่อคุณภายใน 24 ชั่วโมง.
