Задача измерения расхода агрессивных сред

Задача измерения расхода агрессивных сред (кислотных, щелочных, солевых растворов, органических растворителей) стоит перед проектировщиками и специалистами химических производств достаточно остро. И основное её решение – подбор прибора учета – расходомера, созданного специально для работы в химических процессах.

Такие приборы должны обладать большой коррозионной стойкостью, отсутствием движущихся частей, невысокой погрешностью измерения. Также для химического производства очень важно сохранить непрерывность технологического процесса во избежание простоев и потерь.

Расход жидких кислот, щелочей, органических веществ (спиртов и других), рассолов, тем не менее, измерить можно. Решений по большому счету два:

1.    Фланцевый расходомер электромагнитного типа с телом из нержавеющей стали, с уплотнителями из стойкого силикона, по достаточно высокой стоимости. Дополнительные расходы: монтаж (врезка, аргонная сварка нержавеющей стали). Периодически придется останавливать техпроцесс для демонтажа прибора и доставки его в ЦСМ на поверку, или использовать бай-пасс.

2.    Ультразвуковой расходомер типа Акрон-01 или ВЗЛЕТ МР УРСВ-510ц с накладными датчиками,  которые  накладываются СНАРУЖИ на действующий трубопровод из ЛЮБОГО материала, от нержавейки до ПВХ, без врезки и остановки техпроцесса. Измерения возможны на трубопроводах с температурами до +130°С, при ЛЮБОМ давлении. Монтаж и настройка под силу одному человеку без специальных навыков. Ультразвуковые расходомеры с накладными датчиками   измеряют расход с помощью ультразвукового сигнала, проходящего СКВОЗЬ стенки трубопровода.

Возможно использование прибора ВЗЛЕТ МР УРСВ 510ц  для дозирования расхода химических жидкостей. Этот ультразвуковой расходомер имеет очень широкие возможности по передаче данных и/или интеграции в АСУТП. Вы получаете готовое оптимальное решение для измерений любых агрессивных сред. И, к тому же, вы в любой момент можете перенести прибор и установить его на другой трубопровод!

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

 

Электромагнитные расходомеры для целлюлозно-бумажной промышленности

 Электромагнитныерасходомеры, обычно называемые магметрами, во многих отношениях довольно близки к идеальному расходомеру. Пока жидкость является проводящей, магметр будет измерять расход от примерно одного фута в секунду до примерно 30 футов в секунду в трубопроводе с точностью лучше, чем 1% от указанного расхода. Они действуют на основе закона Фарадея. Когда движущийся проводник (жидкость) проходит через магнитное поле, перпендикулярное направлению потока, на наборе электродов, расположенных под прямым углом к потоку, создается очень малый ток. Этот небольшой ток пропорционален средней скорости жидкости в трубе. Тот факт, что магметр измеряет среднюю скорость во всей трубе, является одной из главных причин, по которым магметры так точны.

   Магметры могут использоваться для измерения чистых жидкостей, таких как вода, а также жидкостей с растворенными и взвешенными твердыми веществами. Они превосходны для измерения суспензий, таких как известь, и химических растворов, которые часто являются коррозионными и несколько абразивными.

Магметры для целлюлозно-бумажной промышленности

Электромагнитныерасходомеры  являются основной рабочей лошадкой измерения расхода в целлюлозно-бумажной промышленности. Они используются для измерения расхода воды во многих местах бумагоделательного  производства . Электромагнитныерасходомеры используются для измерения черного, белого и зеленого ликеров, целлюлозного сырья, потоков на самой бумагоделательной машине и различных химических потоков, таких как диоксид хлора, перекись водорода, гипохлорит натрия и другие.

  Магметры используют футеровку, чтобы избежать заземления  катушки и электродов на корпус трубы. Для простых применений, таких как вода, в качестве материала футеровки  используется неопрен, а электроды изготавливают из никелевого сплава. Если вы хотите измерять расход сильно коррозионных жидкостей, комбинации футеровки и электродов, как правило, представляют собой некоторую разновидность Teflon ® и коррозионностойкого металла(например, титана) для электродов.

  Изначально для возбуждения катушек электромагнитных расходомеров  использовался переменный ток, который создавал  синусоидальное электромагнитное поле между электродами. Последствия проявлялись достаточно быстро. Если измеряемая жидкость была чем-то иным, чем вода, то скопление отложений на смоченных поверхностях электродов  вызывало дрейф возбуждаемого электромагнитного поля. Это означало, что показания расхода также будут дрейфовать, и точность измерений  будет снижаться.

 

Магметры для черных, зеленых и белых щелоков       

  По мере совершенствования цифровой электроники большинство производителей электромагнитныхрасходомеров  перешли на использование постоянного тока для возбуждения катушек. Это может быть последовательность прямоугольных импульсов, и такой способ возбуждения катушек быть “адаптируемым".” То есть, когда ток находится в выключенном положении, выход электродов можно  сравнить с запомненным нулем  и компенсировать эффекты дрейфа . Это сделало магметры еще более точными, чем раньше.

Но в целлюлозно-бумажной промышленности были некоторые приложения, где полевой магметр постоянного тока не работал так же хорошо. Эти приложения были щелоками—черный , зеленый, белый щелок. Прошло некоторое время, прежде чем производители разобрались в проблеме. Проблема в том, что эти жидкости не являются электрически однородными . В  них протекают токи, а столкновение волокон с электродами генерирует весьма значительный по величине шум. Небольшой выходной ток магметров  постоянного тока иногда заглушался этим  шумом. Измерители переменного тока решили эту проблему, в основном взрывая сигнал с использованием полного линейного тока, и по этой причине они часто все еще используются в целлюлозных заводах. По мере улучшения фильтрации сигналов постоянного тока все больше измерителей постоянного тока будут способны выполнять эти измерения.

Служба автоматизации предоставляет экспертные знания, помощь и может быстро и экономично отремонтировать или заменить ваши расходомеры. Свяжитесь с нами, чтобы начать работу

Укрытые от дождя лотки Палмера-Боулюса с крышкой из лексана

 

Два фиберглассовых лоткаПалмера-Боулюса с крышками из лексана. Оба лотка –размером 4 и 6 дюймов были поставлены Геологической службе США по проекту мониторинга дождевого сада(rain  garden).Помимо крышки каждый лоток укомплектован уровнемерной рейкой ,барботажной трубкой и пробоотборной трубкой. Концевые  патрубки обеспечивают удобное соединение с трубопроводом.

Гидрометрические лотки Палмера-Боулюса  применяются  для измерения расхода жидкости в незаполненных трубопроводах круглого сечения, в том числе в системах коммерческого учета сточных вод.

Дата-логгер Chatter™ фирмы MJK для контроля состояния водных объектов

 Сегодня регистрация данных не ограничивается параметрами технологических процессов ,такими как содержание растворенного кислорода ,величина pH или уровни заполнения. Для эффективного управления и развития инфраструктуры мы собираем и храним данные о состоянии резервуаров ,озер, рек, ручьев ,родников, поверхностных и грунтовых вод, гаваней  и множества других объектов.

  Регистрация данных вдали от территорий  городской застройки производится с помощью дата-логгеровс автономным питанием ,которые собирают информацию и передают ее в SCADA-системы ,соответствующие базы данных или по электронной почте.

  Размещаемые в общественных местах дата-логгерыимеют вандалоустойчивую конструкцию и передают сигнал тревоги при непредусмотренном вмешательстве в их работу

  Суточная отправка информация обеспечивает срок службы батареи в течение 5 лет

  Информация об уровне грунтовых вод  и  систем контроля  канализации  с привязкой к близлежащей урбанизированной территории может предотвратить ущерб на миллионы Евро.

О мониторинге растворенного кислорода

В Соединенных Штатах около  2500 гидроэлектростанций производят примерно  7% всей электроэнергии. Являясь по сути возобновляемым источником энергии, эти сооружения используются также в качестве источников водоснабжения и регуляторов стока. Плотины гидроэлектростанций  представляют собой преграду в  течении реки и 
влияют на водным режим, нерестовые миграции  и качество воды.

  Для уменьшения   негативного влияния на окружающую среду

и естественное состояние потоков, утверждены федеральные и местные

(на уровне штатов) минимальные требования к качеству воды. Одним из

параметров  мониторинга является содержание в воде растворенного кислорода. Содержание растворенного кислорода является важнейшим

показателем качества воды ,и гидроэлектростанции могут радикально  
изменять его нормальный уровень. Вода ,прошедшая через сооружения 
ГЭС,содержит меньше кислорода ,и смешиваясь с водой остальной части экосистемы ,может угрожать водной флоре и фауне реки ниже по течению 
от плотины. Мониторинг содержания растворенного кислорода позволяет удостовериться ,что его значения выше и ниже дамбы существенно совпадают.

  Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) и другие федеральные и местные органы управления утвердили процедуры отчетности и установили предельно допустимые значения содержания растворенного кислорода для гидроэлектростанций. Таким образом мониторинг  и контролирующие мероприятия способствуют снижению негативного влияния плотин на локальные водные экосистемы. FERC также предлагает меры по смягчению негативного эффекта при падении уровня содержаниярастворенного кислорода ниже допустимых значений. Проведение мониторинга позволяет оперативному персоналу своевременно прибегать к подобным мерам и минимизировать вред ,наносимый экосистемам.

Стеклопластиковый лоток H-flume при мониторинге стока с полей в зимних условиях

  Один из поставленных компанией Openchannelflow  заказных  фиберглассовых  лотков H-flumes, которые используются для мониторинга стока с полей в Вермонте в сельскохозяйственном институте Вильяма Х.Майнера. В конструкции лотка применены черное покрытие и встроенная нагревательная лента ,которые  обеспечивают свободное прохождение воды в зимних условиях.

  В холодное время года ,как правило, используются два и более способа утепления лотка (лучистые обогреватели, нанесение специального геля, окраска в темный цвет, нагревательные ленты) для повышения достоверности измерений. Такой всесторонний подход резко уменьшает вероятность обмерзания лотка.

Лотки H-Flumes для измерения расхода в открытых каналах

Лотки H-типа идеально  подойдут для учета воды (коммерческого и технического) в случае  , когда  необходимо  измерять  текущий  сток с полей и значительно больший дождевой сток .В США лотки H-типа широко используются при изучении родников,ручьев и других естественных водных потоков.

Узел учета сточных вод в канализационном колодце

В подавляющем большинстве случаев на выпусках сооружений водоочистки устраивают смотровые колодцы ( колодцы для отбора проб). Обычно в этих колодцах ставят водоотводные лотки с U-образным или прямоугольным сечением. По ним бежит и бежит себе водичка ,из которой время от времени берут пробы. 
ТКП 45-4.01-321-20018 «Канализация .Наружные сети и сооружения .Строительные нормы проектирования» :
«4.8.При присоединении канализационных сетей абонентов, отводящих производственные сточные воды или их смесь в централизованную канализацию населенного пункта, следует предусматривать выпуски с контрольными колодцами, размещаемыми за пределами территории абонентов.Указанные выпуски должны быть оборудованы запорными устройствами, приборами измерения количества отводимых сточных вод, устройствами для отбора проб и определения качественных параметров сточных вод.»
В таких колодцах можно организовать и коммерческий учет протекающих сточных вод, установив вместо отводного лотка гидрометрический лоток Паршалла (или лоток Палмера-Боулюса) подходящего размера и расходомер-счетчик MQU 99. Ультразвуковой датчик прибора имеет степень защиты корпуса IP68, блок управления расходомера –IP67, и при желании всю систему (не только датчик) можно разместить прямо в колодце- она выдержит затопление.
Расходомер MQU 99 включен в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь.
Место и условия установки лотка Паршалла должны соответствовать определенным условиям .Монтаж узла учета сточных вод можно поручить специалистам ,а можно выполнить своими силами .Последнее даже может оказаться более предпочтительным ,правда ,придется почитать специальную литературу. Зато потом при наборе знаний с эксплуатацией приборов проблем не будет. 

Правильно подобранный и установленный лоток Паршалла обеспечивает высокую повторяемость и высокую точность измерений (относительная погрешность в пределах 3-4 %) в течение долгого срока службы при совсем небольших эксплуатационных расходах. 
Лоток Палмера-Боулюса специально разработан для измерения расхода в безнапорных трубопроводах и по популярности уступает только лотку Паршалла. 
Лоток Палмера-Боулюса отличается простотой установки и чаще других лотков устанавливается именно в канализационных колодцах.

Как пример ,рассмотрим следующую ситуацию.
Предприятие получило технические условия на установку приборов учета хозяйственно-бытовых сточных вод на самотечном коллекторе диаметром 200 мм.Максимальный расход составляет 2 л/с. При таком расходе и диаметре максимальный уровень заполнения трубы вряд ли превысит 4 см,
а при среднем расходе 0,8-1 л/с будет и вовсе в районе 2,3-2,5 см,что создает некоторые трудности и при калибровке измерительного створа по МИ 2220-13, и при определении самого уровня наполнения в случае применения ультразвуковых уровнемеров-расходомеров для открытых каналов и незаполненных трубопроводов.
Использование же лотка Палмера-Боулюса размером 6 дюймов (DN150) позволяет получить интервал измерений расхода от 0,4418 л/с до 6,194 л/с при изменении уровня наполнения лотка от 46,7мм до 116,8мм. При 2 л/с уровень заполнения составит 77,2 мм. 
Относительная погрешность определения расхода с помощью лотков Палмера-Боулюса при правильной их установке лежит в пределах ±3%.Формулы расхода для основных типоразмеров «зашиты» в память некоторых известных контроллеров расхода,таких ,как MJK 713 или LUT440. Табличная расходная характеристика может быть внесена в память приборов «ВЗЛЕТ-РСЛ» или «ЭХО-Р-03» .